国内教育游戏研究发展综述

龙源期刊网国内教育游戏研究发展综述作者：王庆钮沭联陈洪朱德海来源：《电化教育研究》2012年第01期[摘要]教育游戏是将情景、任务、情感等游戏元素与知识巧妙融合，以达到用隐性的方式表达知识、传递知识以及传授技能的软件系统。本文通过整理近十年国内教育游戏研究领域中的相关文献，从理论研究、设计方法、关键技术与工具以及应用实践等方面进行了分析与综述，在论述教育游戏本质的同时，强调了教育性和游戏性之间的平衡是贯穿教育游戏设计、开发和应用的关键所在，是教育游戏研究的焦点。本文最后对目前发展中存在的不足进行了总结。[关键词]教育游戏；发展综述；设计方法；构建工具[中图分类号]G434[文献标识码]A[作者简介]王庆（1977—），女，吉林长春人，讲师。主要从事虚拟现实技术、计算机应用研究。E-mail：[e-mail]。一、引言游戏是自然界中最普遍的活动之一，自古以来，人们学会了在快乐的游戏体验中不知不觉地掌握本领。因此，从某种意义上说，游戏也是学习活动的一种。在信息时代，数字游戏及相关产业得到了长足的发展。与此同时，尝试借助数字游戏为载体，以达到开发智力、提高技能、传授知识、培养正确价值观等目的的教育游戏也应运而生，其学术研究气氛也日益浓厚。二、文献概况在维普、万方及知网数据库中检索2000年到2011年题名或关键字包含“教育游戏”的论文，可得到千余篇相关度很高的学术文章，涉及的学科涵盖了计算机、互联网、教育以及信息管理领域等。从研究目的及内容上看，这些文献大体从以下几个方面展开研究：发展综述、理论探索、设计方法、技术工具、应用实践以及调查分析等。发展综述类文献旨在研究并分析近年来国内教育游戏的总体发展概况，从各个角度综合地、客观地看待教育游戏，侧面地论证了两者结合的可行性和重要性；理论研究类文献主要探讨教育游戏的概念和本质，并基于认知主义、建构主义等学习理论和游戏理论，从宏观上分析学习与游戏之间的关系，试图找到教育性与游戏性两者之间的平衡点，其研究涉及到心理学、教育学、社会学、信息学等领域；而设计方法类文献则从微观角度入手，对教育游戏具体的设计方法和过程进行研究并建模，研究内容包括如何设计游戏任务，如何调动学习动机，如何增加沉浸感、如何设计知识应用情景、体验路线以及反馈奖励机制等；技术工具类文献主要研究教育游戏开发中的关键技术、创作工具或模板，为龙源期刊网产品设计提供必要的技术支持；应用实践类文献往往以某一领域为例，针对某个学科，研究教育游戏应用方法和意义，或者针对具体的某类受众，开发教育游戏应用系统，并对其进行评估。除此以外，还有一些文献则是以调查为主要手段，以某一特殊领域或特殊人群为对象，考察其对教育游戏的需求，或者研究教育游戏在不同受众群体中的应用效果以及产生的社会效益。从数量比例上看，上述六类不同侧重点文献的所占比例大致为：发展综述类占12%、理论研究类占28%、设计方法类占27%、技术工具类占3%、应用实践类占28%,、调查调研类占2%。理论、设计方法和应用实践是本领域研究的重点。从发表时间来看，大部分文献集中于2005年到2011年，体现出教育游戏研究在最近几年呈加速发展趋势。三、发展综述类综述类文献是了解并把握整体研究动态的有力工具。魏婷、李艺等人以国际化的视野梳理了不同学习理论对教育游戏设计思想的影响，并以教育与游戏平衡为主线，介绍了国际主流的平衡化设计思想和结构设计方法。[1]阳嵘莎等人选取了国内CNKI上1999年到2009年之间218篇教育游戏相关文章，从时间分布、研究内容、研究重点、作者所属单位和区域上进行了详细分析，指出了国内相关研究在用户分析、效果评估方面的不足，并给出了关注国际、立足本土、拓展主题、校企合作等方面的建议。[2]综述类文献基本都认为2005年左右是教育游戏研究加速的重要时间点，研究重心也逐步从探讨教育游戏的价值逐步转移到设计理论和方法创新上，但截至目前国内依然缺乏广泛认同和普遍应用的教育游戏设计模型及工具。四、理论研究类理论研究类文献主要从教育游戏的概念和本质出发，归纳其特点，对其进行分类，分析各种学习理论对教育游戏设计的影响，并基于学习理论展开教育与游戏之间辩证关系的探讨。对于教育游戏的概念，赵海兰、祝智庭从狭义和广义两个维度给出了定义：“狭义上的教育游戏是指教育性和游戏性整合在一起，在玩游戏的过程中所产生的自然教育效果”；“从广义上来讲教育游戏是指具有教育素材和游戏性因素的所有的教育软件”。[3]而《中国远程教育》市场研究室提供的《教育游戏产业研究报告》中，则将其定义为能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、态度、价值观，并具有一定教育意义的计算机游戏类软件。[4]前者强调了“教育软件”，后者则落脚在了“计算机游戏类软件”上。这便引出了关于教育游戏的本质讨论，即教育游戏是“游戏化的教育软件”还是“具有一定教育意义的计算机游戏”？教育性和游戏性哪个更重要？其中，有些研究通过分析教育游戏与普通游戏、教育游戏与教育软件之间的共同点和不同点，得出了教育游戏的本质并非单纯强调教育性重要还是游戏性更重要，而是两者从形式到内容上的结合。例如，张文兰等人通过比较游戏与教育各自的不同本质，提出了教育游戏的本质是吸取了教育的外在不独立性和游戏的内在自由性，即外在的游戏形式和内在的教育内容的结合。[5]更有研究者从学习理论和游戏理论入手，探讨教育性和游戏性在形式和内容上的高度整合，认为早期的行为主义影响下的教育游戏，主要强调建立基于“刺激—反应”的学习行为，但游戏任务太过简单，“游戏性”不够；而基于认知主义和建构主义学习理论的教育游戏，龙源期刊网更注重了学习动机的设计，强调了学习者具有主导地位，是知识转化为能力的主动建构者。这种学习理论下的学习行为与游戏中的体验行为有着相通之处。[6]虽然不同学者出发点不同，但几乎所有的研究都强调了教育游戏的基本特征：（1）教育性，即以发展个体为目的，不同于一般游戏的“休闲娱乐”目的；（2）以游戏作为表现形式，区别于普通教育软件或平台中知识的直白、单一的表示；（3）软件系统，即限定了概念的本质为软件系统，而非其他日常游戏活动。此外，赵海兰等人还分别从内容、受众等方面，对教育游戏进行分类。就内容而言，有以“课程学习”为内容的教育游戏，也有为“专门知识或技能培训”而开发的游戏；从游戏对象角度来看，教育游戏又可分为儿童、青少年、一般人和特殊群体类。[3]这些分类的研究对教育游戏的设计提出了不同的要求。五、设计及建构方法类近年来教育游戏的系统设计及构建方法方面的文章大量涌现，关注的是微观上各个设计环节中的细节问题，而“游戏性”和“教育性”的平衡点问题最终也体现在这些细节的设计上，包括：游戏主题设计、游戏场景设计、游戏任务设计、游戏规则设计、关卡设计、参与者角色设计和情感设计等等。这些常见于一般游戏的元素，如何植入知识，并且不失原来的游戏味道是大家研究的重点。魏婷从Amory等人的游戏对象模型GOM（GameObjectModel）[7]出发，探讨了教育游戏设计过程中如何解决游戏性和教育性平衡问题。GOM模型包含九大对象，并分属于游戏空间、视觉空间、要素空间、人物空间、问题空间五个空间。每个对象都有相应的抽象属性和具体属性，可以借此来理解和处理教育游戏中的娱乐性和教育性的平衡关系。设计过程中运用抽象属性来体现教育性，开发过程中，基于具体属性来实现游戏性。这种GOM的设计充分体现了建构主义学习理论中的情境学习、合作学习以及挑战策略三个方面的内容，因此为教育游戏的设计提供了思路：学习目标与故事情节的融合，活动与场景的统一，故事情节与任务难题的联结。[8]李彤彤等人从本能层、行为层和反思层三个层面提出了教育游戏设计模型的情感化设计，[9]即“人的情感赋予教育游戏的设计过程中，同时给学习者带来积极的情感体验”。作者认为游戏界面设计精美，给人很好的视觉享受是本能层的目标；通过学习者的努力获得游戏的成功而伴随的“成就感”和“愉悦感”是行为层的情感目标；而反思层则是“在用户内心产生的更深度的情感、意识、理解、个人经历、文化背景等种种交织在一起所造成的影响，这是一种被提升的、复杂的情感”。因此，一个优秀的教育游戏一定在教授知识的同时也应赋予一定的情感因素，传递给人积极向上的情感体验。情感设计包含教学的情感设计和游戏环境设计的情感化，即将枯燥的知识赋予一定的情感，游戏界面情感化，游戏任务情感化、交互情感化等。龙源期刊网宋敏珠等人通过分析学习动机、流体验、有效学习环境和教育游戏之间的内在联系，构建了一个以创设有效学习环境为取向，通过流体验激发学习动机的“EFM教育游戏设计模型”。[10]马颖峰等人针对教育游戏设计中沉浸感缺失问题，以非常流行的开心网为例，从社会、认知和情感三方面对沉浸感进行了深入分析，探讨了如何增强教育游戏沉浸感的途径。[11]李敏从教学设计的角度建议：游戏任务的设计要“明确”、“灵活”、“形式多样”、“具有创新性与娱乐性”、“要有奖励”等特点，这与普通教学软件中单纯以得分多少作为学习任务区别很大。她还提出游戏规则要使学习者具有很强的自主支配感，不受很大约束，能发挥自身的创造力和想象力。[12]汤跃明、张玲通过几个实例，提出了“把模拟转换成模拟游戏”、“争夺的活动空间”、“在模拟的环境中运用信息解决复杂问题”、“在模拟世界里提供机会和结果”、“区分角色并对专家进行分类”、“利用分工与合作制定计划并完成任务”等教育游戏设计策略。作者还提出，逐渐提高复杂度、增加界面的友好、增加分工协作机制等都是设计环节中可借鉴的经验。[13]值得注意的是，目前依然缺乏清晰、完整的设计理论体系，也不存在成熟的开发框架来全面指导教育游戏的设计和开发。六、关键技术与工具类目前，游戏的开发多采用游戏引擎来完成。游戏引擎是指一些已编写好的、可编辑游戏的工具系统及一些交互式实时图形程序的核心组件。玩家所体验到的故事情节、场景、交互操作、关卡、音乐、特效等内容都是由游戏的引擎直接控制的。游戏引擎一般由多个子系统组成，包括渲染、场景管理、人工智能、粒子系统、音效、输入输出等。不同文献探讨或研究的技术方案并不相同，比较常见的用来开发教育游戏的引擎或软件工具平台包括：美国MarkOvermars公司推出的GameMaker、日本Enterbrain公司开发角色扮演类游戏制作工具RPGMaker等，这类工具易用性强，非常适合不熟悉游戏底层开发技术的教育人士使用；FLASH提供了ActionScript脚本语言和强大的交互功能，也非常适合制作小型的教育游戏；Torque3D、Unity3D、Virtools、BigWorld、Unreal等商业游戏引擎的价格从几百美元到百万美元级别，适合具有一定技术背景的团队使用；DirectX、OpenGL以及OGRE（Object-OrientedGraphicsRenderingEngine）+CEGUI（CrazyEddie’SGUISystem）+RakNet+OpenAL的组合等API和底层组件能够提供最大的灵活性，但开发难度和技术要求也最高，适合技术实力强的团队。另外，李卓群等人尝试以游戏引擎技术为核心设计了教育游戏软件开发平台，在情境创设及变换、角色动画、教学功能交互组件等部分模块上进行了功能创新。为了显示不同形式的教学内容，系统专门设计了适合情境教学的GUI按钮和编辑框。同时，为了实现游戏对学生的实时反馈以及学生之间的信息交互，系统采取UDP数据包传送方式来加快服务器与客户端之间的通信速度，并且通过客户端预言来解决UDP快速响应游戏方式下的数据包的丢失和乱序问题。[14]龙源期刊网为了便于农业领域中教育游戏的开发，一种基于游戏引擎的、面向农民科技培训的三维可视化平台提供了两种模式：游戏模式和编辑模式，其中编辑模