网络游戏及教育融合探究

一、教育游戏对比

随着网络技术的发展和普及,各种形式的基于网络的教育资源不断涌现,如网络课程、专题资源网站等,给学生带来了丰富的学习资源,但是学生对网络资源所表现出的热情与网络游戏相比却相距甚远。究其原因,现在大部分网络资源基本上是网页呈现的“电子书”模式,缺少互动性和趣味性,很难激发学习者的学习欲望。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”对于学生而言,兴趣是影响学习成效的重要因素。[1]网络游戏之所以吸引人是因为任何一款网络游戏都离不开真实情境,其角色机制和任务驱动机制也是网络游戏吸引人的重要原因。为此,许多专家学者提出将教育与游戏整合,达到“寓教于乐”的目的。目前国内外推出了多种教育与游戏结合的游戏(称为教育游戏Edutainment)。但是教育游戏目前仍然没有在学校教学中被广泛推广,其主要原因,一方面在于教育游戏中涉及大量与学习不相关的内容,用在课堂教学中浪费课时;[2]另一方面现有游戏制作人员缺乏对教育理念的认识,而教师又缺乏对教育游戏的了解,使教育游戏不能更好地发挥它应有的作用。要想让教育游戏发挥其教育效用,作者认为:从游戏与教学整合的内容来看,在目前我国的教育体制下,教育游戏更适合于作为一种课堂辅助教学工具,供学生在课余时间使用,不是所有的教学内容都适合整合到游戏中。从游戏与知识的融合方式看,教育游戏不应只是游戏与知识的简单嫁接,而应着眼于提高教育游戏的目标达成度,既保留游戏“可玩性的”特点,又使游戏承载着学习策略,使游戏任务执行过程伴随着知识探究过程。由此看来教育游戏的基本特征应强调将故事情境、学习策略、知识融为一体,而一线教师参与教育游戏设计是保证教育游戏基本特征的关键环节。我们开发的游戏化学习社区正是支持教育游戏设计和应用的支持平台。

二、游戏化学习社区的功能特点

游戏化学习社区具有以下功能:

1.学习社区环境虚拟化

利用虚拟现实技术(VI),游戏化学习社区就是一所虚拟学校,校园里设置有学生活动区、教师办公区和社区管理中心。学生活动区为每个开课的教师设有一个教室。另外学生活动区还包括操场、图书馆、实验室等虚拟场景。教师办公区设有各种教学工具,如游戏编辑工作室、教师答疑室、广播室、学生档案室等。社区管理中心则是社区管理员的工作场所。

2.学习任务情境化

学生注册到游戏化学习社区后,就可以在某个教室选课并进入一个游戏,我们称之为主题游戏。主题游戏以RPG(角色扮演游戏)为主,学生进入游戏后首先选择或被赋予一个游戏角色,然后领取任务控制其替身在游戏场景中进行各种活动,学生完成任务的过程也是知识的探索过程。

3.游戏设计向教师开放

教师参与游戏设计的难点在于对编程等技术的陌生。游戏化学习社区为教师提供游戏设计工具,利用游戏设计工具教师可以将自己的教学策略融入游戏设计中,从而改变教师在网络课程中只是单一推送学习资源的模式。

三、游戏化学习社区的体系结构

其中系统层作为游戏的底层,为游戏提供了最底层的服务,他们应该具有良好的通用性,适合各种游戏。游戏引擎控制着游戏中所有元素有序地工作。具体地说,游戏引擎由多类构件组成,从建模、动画、碰撞检测、基本的学习行为、游戏事件管理到游戏编辑工具,几乎涵盖了游戏开发过程的所有重要环节。因此,游戏引擎是游戏的核心层。游戏层是在游戏引擎之上建立其游戏的各个子系统。客户层则是最终呈现给客户(学生和老师)的游戏化学习社区。

四、主题游戏主要机制的设计

在游戏化学习社区中,学生从事学习活动主要是进入某个课程的主题游戏,完成一系列任务。下面我们介绍主题游戏主要实现机制。

1.角色属性管理机制

当学生进入在线主题游戏选择了自己在游戏中的角色,角色的属性就是其在游戏中能力、特征的数字化体现。(1)属性分类我们将角色属性分为两大类:静态属性和动态属性。角色静态属性体现了角色的基本特征,不随游戏的进展而变化。例如,反映众多游戏角色区别的外貌特征、角色自由度限制等。角色的动态属性伴随着角色在游戏中任务执行过程的时间长短和完成效果而变化,如生命值、奖励值、经验值或称号等附属属性。角色属性管理机制通过上述两类属性及其之间的联系塑造多个不同的角色。(2)附属属性获得途径角色的动态属性中许多附属属性与学生的学习过程和学习效果有关,如知识级别。角色获得这些附属属性的途径有两个:其一,通过升级获得更多的附属属性。在角色属性管理机制中事先规定好了角色可获得的具体级别,当游戏中的玩家闯过某个关卡则可升级。其二,游戏中的角色通过向游戏定的NPC(老师等)学习、资料阅读等途径获得附属属性。(3)附属属性的使用方法主题游戏提供两种方式使学生可以使用其角色拥有的附属属性:方式一,将角色所拥有的部分附属属性装备到角色身上(如书包里),被装备的属性可以产生效果。如被装备的知识级别较高,则能够使玩家跳过若干有相应知识的关卡。方式二,玩家可以通过命令使用附属属性。

2.任务和关卡管理机制

在主题游戏中,任务驱动给学生带来的新鲜和刺激感能够激发学生的探索和学习的欲望。主题游戏中学生的学习探索过程是通过大大小小的任务积累而成的,任务设计决定了游戏前进的线索,也就决定了游戏化学习的策略。主题游戏任务系统的设计包括以下内容:(1)任务系统首先应该建立在故事情节之上。整个游戏的故事情节由多个关卡组成,每个关卡有自己独特的二维或三维场景。学生在接受一个任务后,为了完成任务在相应的关卡里面活动,应对各种事件的发生,当完成任务后才能通过一关进入下一关。关卡设计需要确定呈现给学生什么样的虚拟情境、关卡触发事件、NPC的设置等,以决定学生在执行任务过程中要经历什么样的体验。另外,在关卡中需要部署一些道具,这些道具可以作为学生探索的对象或探索的工具。(2)任务组织形式采用链状任务。链状任务组织形式适合于知识之间的衔接,可把任务序列看作一个任务链,前一个任务的执行是后一个任务的前提条件,这也正符合知识点的前驱后继关系。为了满足学生的不同思维方式,任务完成途径的设计可以尽量提供多种选择,因此任务实现途径是非线性的。(3)任务驱动是指学生在游戏探索过程中始终在执行游戏任务。学生在游戏中的探索过程是这样的:找到NPC接受任务,执行任务,回去向NPC交付任务,获得奖励或升级,如此循环,学生不断提升自己的等级。学生追求升级和奖励可能就是任务驱动力的根源所在。当然如果在这个流程当中能够有吸引人的故事情节,将会产生更好的任务驱动效果。教师在进行任务驱动系统设计时运用一定的学习策略,把握任务链的知识构成,将对学生的学习效果产生重要的影响。

3.协同机制

游戏化学习社区除了支持学生个人的探究活动,还要发挥网络的优势,支持学生的合作探究活动。游戏化学习社区的协同机制可以从两个方面体现:其一,同步协同机制。即通过组队,在统一的时间、空间、目标下协同完成共同的任务。这就要求有一个完善的组队系统和组队规则。其二,异步协同机制。异步协同主要支持组内或组外成员之间的交流,交流在协作学习过程中是必不可少的环节。同步协同主要支持学生在某个主题游戏中为完成共同的任务而进行的协同活动。为了支持游戏组队,主题游戏应提供征求组队命令。在游戏开始之前,某个学生(或教师)发出组队命令后,所有游戏化学习社区在线的学生会看到小组的任务和级别(如按队员的知识掌握程度分级或按兴趣取向分级),级别相差不大的学生组成一组可以保证学生在适合自己的知识结构空间中完成自己感兴趣的任务。在小组的结构上,应强调组长的作用。小组学习中应赋予组长一定的特权,树立小组长的权威可以提高小组的学习效率。[2]因此,在主题游戏中,为了支持小组协作完成任务,应提供评选组长机制以避免小组松散,影响任务的完成效率。具体措施是:一方面组长可以使用系统提供的号召命令使组员在空间上达到统一并能协调分配各成员的角色。另一方面,在每个组员的界面上通过颜色等标志方法明确区分本组中的组长和普通组员以及各种角色。异步交流主要通过BBS、聊天室、BLOG等交流工具使学生相互切磋。游戏化学习社区的异步交流工具可体现在两个层面上:其一,是在学科层面上个人之间交流;其二,是在主题游戏层面上的组内交流。主题游戏中可以专门设置一个交流场景,让组员进入此场景进行交流。

4.个性化推送机制

学生在游戏中操作替身进行活动,在完成某个动作后,所处的情境将发生变化,例如从NPC接受新任务、进入新的关卡、需要探究的新知识、出现新的可支配的附属属性等。每位学生面临的变化应该是个性化的,它应该依据捕获到的学生活动的行为特征推送给学生相应的变化。学生在客户端主要控制其替身的活动,实现与游戏之间的交互。客户端的行为检测模块负责检测学生的行为,将学生行为信息送往服务器,同时请求服务器推送新的场景。服务器中含有推送机制的主体,负责接受客户端和游戏的动态信息,保存到数据库,并依据一定规则实现信息的推送。数据库主要包括学生模型、游戏进程数据库、规则库和资源库。学生模型主要存放每位学生的静态信息(如注册信息、角色等)和动态信息(如行为信息和水平信息)。游戏进程信息库存放当前游戏的进展情况。场景切换规则库则存放了推送的规则,推送内容将基于学生行为、知识信息以及游戏的进展情况等。推送规则对教师应是半开放的,即教师应能上传规则但不能修改规则库中的规则。推送机制的执行过程是:学生在课户端操纵其替身完成某项活动,其行为被客户端的行为检测模块所捕获,发往服务器,同时请求服务器推送新的场景。服务器的场景推送模块根据学生模型和游戏的进展信息,查询场景规则库,决定推送内容。学生端的接收切换模块在接收到服务器端推送的场景切换信息后,调用场景显示模块,该模块从本地的临时游戏资源库中获得各种媒体素材,以XML文档形式形成新的游戏场景文件呈现给用户。学生端的临时游戏资源库是在学生进入游戏时,将所涉及的各种素材,如地图、对话、NPC、构件等从服务器端资源库中下载得到的,其目的是为了提高游戏的速度。

教育游戏是否能够达到寓教于乐的效果关键在于游戏策略与学习策略的融合,这就需要熟悉学生特征、具有丰富教学经验的一线教师参与游戏的策划和教学活动组织。但是教师参与游戏设计的难点在于教师对计算机技术生疏,很难将自己的想法体现在游戏中。为此游戏化学习社区为教师开辟了“游戏编辑工具”,其目的就是要让教师方便地进行游戏设计,在游戏中体现自己的教学策略,实现教学目标。游戏编辑工具应基于一组模板和庞大的资源库、知识库和规则库。其中资源库分类存储了游戏的各种素材:模型库、场景库、角色库、NPS库、道具库、任务库和知识库等;规则库包括任务规则、关卡转换规则表、奖励规则、学习策略等。模板是教师将游戏构思通过系统提供的资源库、规则库和知识库映射成游戏策略的桥梁。教师通过在模板上的简单拖放和参数的设置实现了场景的合成,角色特征模型和行为模型的建立,任务和任务链,关卡连接关系,知识点链等的形成。教师要建立一个主题游戏,首先在游戏化学习社区的相应教室目录下开辟一个主题游戏项目,通过系列模板工具完成主题游戏项目各部分的设计,提交的模板经过服务器中各子系统的解析,调用游戏引擎最终形成面向教师开放的教育游戏。

六、结束语

教育游戏作为新的教育资源与传统教育资源相比具有其自身的优势:

(1)游戏内在动机,如挑战、好奇、幻想、控制、目标、竞争、合作性等特征,[3]更适合培养学生敢于接受挑战和积极探索的精神,提高学生的环境适应能力、反应能力、控制能力以及与同伴的合作能力。

(2)游戏的虚拟性、过程性、社会性等特点,使教育游戏更适合体现以下知识类:很难用直观表述,而又很难在现实中观察到的自然现象,学生可以通过游戏中的虚拟实验进行探究;一些抽象的,用直观思维易产生错觉的问题,可通过学生在游戏过程中亲自尝试,获得意想不到的答案;一些极具探索性的问题,可在游戏中创设开放性问题情境,引导学生积极探索;迁移性,规律性知识可通过引导学生在虚拟情境中完成一系列任务,执行任务的过程作为由此及彼的联想过程,培养学生发现规律的能力,作为提高学生的创新能力的重要途径;社会性知识,可通过学生在RPG角色扮演游戏中扮演社会不同角色,经历着同现实生活极为相似的真实体验,不断积累各种社会经验。

(3)游戏式学习模式的互动性及趣味性很容易使学生进入自主学习的状态,从而对所学知识进行主动的意义建构,符合建构主义的学习理论。