基于体验式学习的教育游戏设计元素研究

金星雨 朱云

摘要：在游戏化学习的推动下，教育游戏成为儿童兴趣启蒙与知识建立的重要手段，游戏技术的成熟促进教育游戏种类和用途趋向多元化。但在教育游戏设计开发的过程中，仍存在游戏设计的交互性、趣味性、艺术性不能满足教育学习需求的问题。本文从体验式学习理论出发，将教育游戏下游戏设计元素进行归纳总结，探究游戏设计元素对教育游戏开发与寓教于乐的影响，并通过设计一款基于体验式学习模型的教育游戏《奔跑吧！大象》，证实了教育游戏开发过程中游戏设计元素对幼儿游戏化学习的积极作用。

关键词：游戏化学习；游戏设计元素；体验式学习；教育游戏

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）09-0087-04

引言

教育游戏一直被作为游戏化学习的重要研究对象，近年来的研究表明，相比于传统教学方式，教育游戏能更好地帮助学习者习得各类知识与能力。[1]随着学习理论的提出与完善，越来越多的教育游戏研究者认识到学习理论对教育游戏设计的重要性，融合学习理论的教育游戏设计研究开始为教育研究者所关注。从1970年至今，教育游戏设计理念已经经历了从行为主义和认知主义到建构主义的发展过程。[2]研究重点逐渐从讨论教育游戏是否有效，转变为如何采用合理的学习理论指导教育者进行教育游戏设计或运用已有的教育游戏帮助学习者学习知识与提升能力。从强调记忆式学习到强调理解式学习再到注重创造，教育游戏的理论研究趋于成熟。相比之下，关于教育游戏理论的实证研究与应用较少，教育游戏作为游戏的分支，其设计结构仍遵循游戏结构设计范式。因为游戏设计与开发存在理论与技术的双重门槛，教育性与游戏性的融合是教育游戏设计的难点。科技引领数字化产业的进步，数字游戏的革新为教育游戏设计带来了新的机遇。基于此，本研究针对学前教育儿童设计了一款基于体验式学习的教育科普游戏，学习者通过扮演在非洲迁徙的大象进行冒险闯关游戏，以此来帮助幼儿了解大象的普及知识。本研究试图通过体验式学习模型归纳总结教育游戏中的设计元素，来为教育游戏的实际开发提供理论参考，从而达到优化教育游戏设计的目的。

理论基础

1.体验式学习

“体验”一词源于约翰·杜威主张的实用主义哲学观“从做中学”，他强调经验来源于行动与实践，而体验是经验重组与获取知识的途径。美国心理学家、教育学家大卫·库伯（David Kolb）正式提出了“体验式学习”这一概念，并对体验式学习进行了系统的总结，其中体验式学习循环模型是体验式学习中最为经典的理论模型。他认为人的学习是建立在螺旋上升的体验过程中，其中包括首尾相连、相互影响的四个部分：具体体验、观察反思、概念抽象和积极实践。[3]其本质是一种综合的学习，体验学习不是一个结果，而是转换体验与创造的过程。其中，具体体验使学习者在模拟的情境中建立对知识的初步感知，通过多方面的观察、反思和评价，思考知识内涵。接着，学习者将感知到的知识进行梳理与归纳，转换成抽象的结构化知识体系，为下一次行动提供指导。最后，在新的环境中应用、检验与巩固，并在下一轮的具体体验中，实现新的知识体系增值与重构。

2.教育游戏设计元素

游戏化学习作为近十年内提出并逐渐受到学前领域关注的新理念，在研究上积极探索如何处理游戏与学习的关系，寻找游戏和学习的平衡点。凯西·赫胥-帕赛克教授曾在《学前游戏学习的任务》一书中提到，幼儿最佳的学习发生在参与并产生愉悦体验的游戏之中。[4]在游戏化学习理念环境中，儿童是游戏中的学习者，通过游戏的乐趣激发儿童学习的主动性和积极性。儿童甚至未意识到自己正在接受指导或学习，在有趣的游戏中自然而然地获得了知识。教育游戏的出现为儿童提供了在实践中学习的环境，这种环境蕴涵了教師教育的意图，儿童在游戏中积极承担社会角色，尝试新的或具有挑战性的任务，提高了他们解决复杂问题的能力，教育游戏因此成为寓教于乐中重要的学习工具。

教育游戏是游戏分支之一，其设计结构遵循传统游戏设计框架。游戏设计元素作为游戏设计架构下的重要组成部分，是展现游戏乐趣性、自主性、创造性的底层要素。根据游戏设计结构笔者将教育游戏设计元素归纳为规则、空间和对象属性三个部分[5]，并对照教育游戏学习性、沉浸性、主动性的特点，从中提取了13个属于教育游戏设计范畴的游戏设计元素，它们分别是行动、操作、挑战、动态、环境、世界观、故事、角色、事件、UI、视频、资源、知识卡。其中，规则类元素定义了玩家获胜的条件，限制了玩家在游戏中的行为，确定游戏的难易程度。空间类元素在虚拟环境下为玩家营造出了真实的意识反馈，增强了玩家的沉浸感和体验感，调动了玩家的情绪与感官功能。对象属性将游戏与学习相融合，在拟定的学习场域中插入知识、传授者等学习元素。这三个部分既保留了游戏的乐趣性，又展现了教育游戏的功能性。

体验式学习下教育游戏设计元素

类比体验式学习和游戏设计的目标群体，体验式学习模型循环遵循“以学习者为中心”的原则，游戏的整体构建围绕着游戏玩家组成。学习者与游戏玩家是同一个角色，在教育游戏中，儿童既是学习者也是玩家。参照体验式学习模型，笔者将游戏设计元素组建的虚拟学习环境特征归纳为情境化、及时反馈、沉浸式、多模态四个部分，学习者在游戏世界中的体验、观察、知识吸收与实践都受到虚拟学习环境的影响（如下图）。

无论是只为娱乐目的而开发的游戏，还是应用于教育、培训、评估、治疗或康复的游戏，情绪在游戏的用户体验中都起着关键作用。[6]情境化游戏设计元素通过叙事影响学习者的具体体验，在游戏中，教育者首先构建一个传授知识的世界观，通过叙事故事为学习者建立情感认同并发布学习任务，学习者在规定好的行为下进行知识探索。游戏是一个让玩家在规则的约束下参与模拟的冲突。[7]在探索过程中学习者与教育者的身份自动转化为游戏中玩家与NPC的角色，教育者在游戏机制下内嵌学习知识，玩家通过观察反思角色的行动、技能，主动吸收游戏体验中的内容。国内学者叶新东曾指出，知识可视化教学使符合学生认知经验的教学内容转化为认知结构，进而加工成可视语言。[8]原本抽象的知识内容在游戏中通过角色动画、游戏场景、游戏UI、开场动画等设计元素可视化，学习者在视觉、听觉、操作等多感官的刺激下产生完全置身虚拟环境中的沉浸式学习体验。当学习者对所学知识产生初步认知之后，游戏设计元素的多模态起到了知识巩固与加强的作用，知识卡片对游戏过程中碎片化的知识内容进行整合，游戏挑战在重复体验中加强了对知识的认识，有限资源则是重复学习过程中的兴奋剂，玩家在资源的限制下会产生紧张刺激的游戏体验，这极大调动了学习者在枯燥知识学习中的积极性。在多种交互体验下，学习者对知识与技能的理解和掌握都获得了巩固提升，此时游戏进行迭代，游戏难度升级，新一轮的动机与目标出现，学习者进入了新一阶段的学习体验中。

游戏应用

基于体验式学习教育游戏设计元素的研究，笔者设计了针对儿童对大象习性知识科普的教育游戏《奔跑吧！大象》。在游戏中，学习者以玩家的身份扮演一头独自在非洲草原上迁徙的大象，在迁徙的过程中角色会遇到温度、陷阱、皮肤病、天敌的伤害，学习者需要通过操作大象躲避伤害以顺利完成任务。在游戏体验中帮助学生逐渐了解大象的生活环境、生活习性、天敌等科普知识。下面，笔者从叙事、机制、美感、交互四个方面对教育游戏的设计元素进行分析。

1.叙事

《奔跑吧！大象》是一款RPG叙事冒险类游戏，本游戏将西双版纳亚洲象群迁徙的社会事件作为现实影像，建立一个非洲草原猛犸象群准备进行迁徙的世界观设定，为更贴合现实情境，游戏地图引用了真实世界中象群从塞伦盖蒂草原向马塞马拉迁徙的路线，将学习者带入到科普知识的学习环境中。本游戏设定玩家扮演一头因贪玩而掉队的小象，为使学习者快速进行身份转化，笔者在游戏开始通过故事剧情调动学习者的情绪，当学习者化身玩家参与到游戏世界中时，情感与行为达到高度统一，游戏故事中的矛盾冲突给予玩家动机与任务，学习者要操作小象在森林中冒险并躲避来自环境和天敌的伤害，最终回归象群。

2.机制

游戏关卡使用鼠标和键盘按键操作产生实时反馈，学习者通过键盘WASD按键控制角色前后左右行走，键盘空格按键控制跳跃。游戏将迁徙路线作为游戏地图划分为四个部分，分别设置游戏关卡：挑战酷日、我要驱虫、我的皮肤病、狮群攻击。每个关卡对应一个场景，学习者进入关卡时会出现UI引导其进行操作，当在关卡中遇到NPC的追逐、陷阱的攻擊、温度上升等事件时，学习者可以通过按键操作完成事件（如下表），事件完成后会出现与小象习性相关的知识点卡片，如果没有完成将会受到相应的攻击，在受到攻击后，血条数值会降低。

3.美感

游戏的视觉元素能够提高游戏的趣味性，在游戏开场笔者植入了情境式的动画视频，形象地描绘了小象走失的故事情节，让学习者首先置身情境中。为真实模拟小象在非洲的生活环境，本游戏对游戏的场景进行建模和整体搭建，先后设计了非洲雨林地带场景、沙漠地带场景和森林地带场景。同时，也对游戏角色进行建模和行为动画的制作，角色模型仿照真实象的形态进行雕刻，模拟四脚动物的运动规律制作动画。在场景中设立了蚊子、狮子等天敌，在学习者躲避攻击的过程中会播放煽动耳朵、跺脚、摇尾巴的角色动画，小象如果感染皮肤病，来到泥潭打滚可以消除皮肤病。通过这种反馈动画，学习者在体验和观察中逐渐了解小象的行走方式，耳朵、尾巴的用处，击退天敌的途径以及日常的生活环境、饮食等。此外，卡通风格游戏的UI界面能快速激发幼儿的学习兴趣，因此，笔者用小象的视觉符号和黄色、棕色搭配UI按键，使画面的色彩协调，提升游戏美感，而且可视化图形也更有利于幼儿理解抽象的知识内容。

4.交互

除了游戏关卡中的按键操作，游戏中还设置多种模态的交互功能，如挑战机制、科普知识卡片。科普知识卡片有两种查看方式：一种是在每个游戏关卡结算的时候，会通过UI弹出相应内容的知识卡片，供学习者总结和归纳；另一种是在游戏过程中或者非游戏状态下，通过点击知识卡片UI按钮查看，是知识巩固复习的过程。游戏关卡中有限的生命资源，增强了学习者的体验感，当生命值为零时游戏结束，这极大地提高了游戏的挑战性。学习者重复进行游戏挑战的过程，也是知识重复转化吸收的过程。

总结

综上所述，教育游戏的设计是有一定的规律可循的，基于体验式学习的教育游戏设计元素在游戏叙事、机制、美感、交互四个方面对教育游戏整体进行了优化，对学习体验、学习主动性、学习效果都产生了积极的作用。因此，教育者如果在游戏化教学中加入教育游戏设计元素，能激发学习者的学习兴趣，达到寓教于乐的效果。

参考文献：

[1][2]曹鹭.三种基本学习理论与教育游戏的设计[J].开放教育研究，2022（05）：29-38+92.

[3]Kolb D.Experiential learning： Experience as the source of learning and development[M].Englewood Cliffs， NJ：Prentice Hall，1984：24-25

[4]Hirshpasek K，Golinkoff R M，Berk L E.A Mandate for Playful Learning in Preschool[M].2008：3.

[5]（美）Tracy Fullerton.游戏设计梦工厂[M].北京：电子工业出版社，2016，4.

[6]王海宁.VR语境下的用户体验设计与情感计算[J].创意与设计，2018，4（01）：87-89+93.

[7]Salen K，Zimmerman E.Rules of play： Game design fundamentals[M].Cambridge：MIT Press，2004：35.

[8]叶新东.未来课堂环境下的可视化教学研究[D].上海：华东师范大学，2014.

作者简介：金星雨（1998—），女，汉族，河北唐山人，上海戏剧学院硕士研究生。