鄭 征，于 延

(哈爾濱師范大學 計算機科學與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱150025)

0 引言

教育游戲隸屬嚴肅游戲，是以游戲作為教育工具，面向教育而開發(fā)的游戲。教育游戲吸取了教育外在不獨立性與游戲內在自由性，同時具有教育與游戲兩種活動特性。姚一豫教授2009 年提出了三支決策理論，在二支決策理論上通過對邊界相接區(qū)域不確定信息的進一步處理，最終不斷完善二支決策的理論。可以從教育游戲設計與內部決策機制出發(fā)，利用三支決策理論開發(fā)教育游戲內部決策算法，將決策結果應用于學習者在教育游戲中學習資源與游戲難度分配過程，解決教育性與游戲性間的平衡性問題，并對于教育游戲未來設計發(fā)展提出建議。

1 教育游戲現(xiàn)狀

近年我國對于教育游戲領域研究愈加深入。李海峰［1］等提出了“基于人本主義理論的教育游戲設計框架”。尚俊杰［2］等在深入分析教育游戲價值后指出通過重塑學習方式回歸教育本質的應用前景，并提出發(fā)展輕游戲的必要性。張露［3］等以學習體驗為視角，建構游戲化學習體驗理論框架，結合理論系統(tǒng)闡述游戲化學習體驗促進認知與主體性發(fā)展原理。裴蕾絲［4］等在學習科學視野下設計開發(fā)了一款可在終端運行的電子游戲。

2 三支決策理論在教育游戲中的應用

姚一豫對粗糙集正集、負集及邊界集語意解釋的思考而引發(fā)的三支決策思想，實質就是對二支決策的細分。傳統(tǒng)二支決策思想限制了人們在使用決策思想時對決策相接區(qū)域進行有效規(guī)劃與處理。三支決策則對相交區(qū)域進行了再處理，在二支決策的是非相接區(qū)域制定規(guī)則，達到更進一步細分數(shù)據(jù)的目的。

2.1 三支決策與教育游戲

教育游戲以游戲作為表現(xiàn)方式，吸引學習者游玩同時對學習者進行隱性知識傳輸。學習者對隱性知識的感悟不斷加深，隱性知識最終轉化為顯性知識。在教育游戲中要維持學習者的游戲動機，需要游戲設計者對教育性與游戲性的平衡進行動態(tài)決策與調控，使學習者心理由消極轉化為積極。因此，三支決策理論與教育游戲內部決策思想融合對教育游戲的發(fā)展起關鍵性作用。

2.2 基于三支決策理論的教育游戲內部決策框架新思想

三支決策理論給教育游戲提供了全新發(fā)展方向，即在教育游戲過程中利用該理論動態(tài)劃分學習者知識掌握程度，并合理分配教育資源與游戲難度。

在游戲過程中，以學習者游戲答題正確率為標準，以行為主義中的試誤、強化與模仿理論作指導，把學習者知識掌握程度劃分為試誤階段、強化階段與模仿階段3 個等級，并在各階段臨界域上進行階段劃分的再次決策，準確定義學習者知識掌握程度，合理給予教育游戲中教育性與游戲性的正確選擇。圖1 為基于三支決策理論的教育游戲－內部決策框架(EG－IDF) 。

圖1 教育游戲－內部決策框架(EG－IDF)

3 “保衛(wèi)星球”教育游戲設計

3.1 設計思想

以小學三年級英語單詞為知識內容，結合EG －IDF 框架，進行“保衛(wèi)星球”教育游戲設計與開發(fā)，需要從學習者、教導者、教育游戲3 方面及相互關系進行辨證分析。

(1) 學習者分析。“保衛(wèi)星球”游戲目的旨在讓學習者在游戲過程中通過EG－IDF 框架分配的教育資源與游戲難度逐漸掌握新知識。學習者在接觸新知識的情況下首先通過試誤階段達到對于新知識的認識，緊接著學習者跨越到知識學習的強化階段，通過重復練習達到對于新知識的熟知，最后由強化轉變?yōu)槟７?，此時學習者對于新知識的理解需要更進一步。

(2) 教導者分析。教導者合理把控學生學習方向才能使學習事半功倍。在“保衛(wèi)星球”教育游戲中，教導者通過游戲教導者界面安排計劃內應學習知識內容。教導者手動把單詞知識分為C、B、A 3 種難易程度，分別對應單詞學習試誤階段、強化階段與模仿階段。通過由簡到繁的游戲難度梯度設計，學習者學習循序漸進，在游戲中掌握知識。

(3) 教育游戲分析。教育游戲需要利用游戲方式實現(xiàn)教育目的?！氨Ｐl(wèi)星球”教育游戲以守護美麗的地球家園為背景，以輸入英文單詞方式在太空中摧毀敵方戰(zhàn)機，具備游戲性。游戲分配給學習者合理教育內容與游戲難度，使學習得以循序漸進，具備教育性。同時EG －IDF 框架在游戲后臺動態(tài)分析學習者知識掌握程度，以此決策出學習者的學習階段并給出相應等級內容，平衡游戲的教育性與游戲性。如圖2 所示。

圖2 教育游戲學習流程

3.2 功能模塊

“保衛(wèi)星球”游戲采用3D 場景，利用惟妙惟肖的飛機模型、炫目的粒子特效、充滿挑戰(zhàn)的游戲內容使整個游戲更容易被學習者接受。學習者完全沉浸在單詞學習的游戲中，產生“心流”狀態(tài)，英語單詞由隱性知識轉化為顯性知識，學習者在游戲中得到新單詞的學習?！坝⒄Z單詞競技場”通過C#語言編寫場景功能，其中包括了“漂浮單詞”、敵機隨機生成等關卡特色。

(1) 漂浮單詞?！氨Ｐl(wèi)星球”游戲中單詞的顯現(xiàn)尤其重要，增加單詞跟隨飛行敵機移動達到漂浮單詞效果，進一步吸引了學習者興趣。系統(tǒng)會根據(jù)學習者的游戲狀態(tài)決策取出單詞難度等級，取出相應單詞后，游戲后臺產生敵機預制體，并添加組件生成3D 英語單詞文本，作為敵機預制體的子物體，跟隨敵機移動改變自身位置。漂浮單詞構建完成。

(2) 智能敵機生成。產生敵機過程主要包括敵機功能組件添加、敵機的隨機生成這兩個關鍵性步驟: ①敵機功能組件添加。想要實現(xiàn)敵機移動、碰撞等功能就需要對敵機模型添加各種功能組件。導入敵機模型、添加功能組件，設置合適大小，完成敵機碰撞檢測功能初步設計; ②敵機隨機生成。搭建好敵機模型后設置為預制體對象，編寫并調用腳本中，使敵方飛機預制體根據(jù)游戲過程中EG －IDF 框架思想智能生成學習者相應階段的敵方飛機。敵機設計制作工作完成，游戲場景系統(tǒng)會根據(jù)學習者學習程度與游戲狀態(tài)產生相應敵機，不同敵機隨機移動，極大豐富學習者視覺體驗。

4 游戲學習效能評估

為了評測“保衛(wèi)星球”教育游戲學習效能，將其投入到黑龍江省哈爾濱市某小學三年級英語學習中。評測結果表明“保衛(wèi)星球”教育游戲得到了多數(shù)學生認同，77.3%學生認為該游戲激起了學習激情，對游戲畫面、風格以及操作方式表示贊同。

5 結語

以三支決策思想為理論支撐，結合教育游戲構建EG －IDF 思想，即教育游戲過程中系統(tǒng)通過學習者行為狀態(tài)動態(tài)推論出學習者學習階段，給予相應教育資源與游戲難度，實現(xiàn)了教育性與游戲性的平衡。EG －IDF 思想從根本上解決了教育游戲設計過程中無法合理分配教育性與游戲性間的平衡，更有利于開發(fā)者在設計過程中注重玩法實現(xiàn)，有利于教育游戲領域的發(fā)展。