徐睿文

摘要：傳統(tǒng)的科普類學(xué)習(xí)往往通過單向知識傳授的方式進行，難以激起學(xué)習(xí)者對科學(xué)的求知欲與探索欲，學(xué)習(xí)者的主體地位也很難保障。鑒于此，本文參考體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模型，設(shè)計了科普類教育游戲SEGEL開發(fā)框架，從啟發(fā)式教學(xué)理論，支架式教學(xué)理論，情感、態(tài)度、價值觀的正確塑造出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前較為嚴(yán)峻的口腔健康現(xiàn)狀，設(shè)計了一款科普類教育游戲——“很難拔智齒”，目的是探索如何將游戲環(huán)境與科普概念順利建立連接，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。實踐證明，該游戲?qū)μ嵘龑W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗、支架搭建、情感塑造均有積極作用。

關(guān)鍵詞：科普類教育游戲；體驗式學(xué)習(xí)；啟發(fā)式教學(xué)；游戲化學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）11-0088-05

研究背景

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》（以下簡稱“方案”）將“聚焦核心素養(yǎng)，面向未來”作為義務(wù)教育課程遵循的基本原則之一。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以“全面發(fā)展的人”為核心，注重學(xué)生知識、技能、情感、態(tài)度、價值觀等多方面的聯(lián)合培養(yǎng)，是黨的教育方針的具體化。[1]由此可見，科普教育是連接義務(wù)教育和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要中間環(huán)節(jié)。然而，當(dāng)前階段科普知識的課堂傳授深受傳統(tǒng)知識觀的影響，視知識為一種現(xiàn)成的、純粹客觀的實體[2]，以單向傳輸?shù)姆绞酱虬鼈鬟f給學(xué)生，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，忽視以學(xué)生為主體的定位。而眾多研究證實，教育游戲可以培養(yǎng)學(xué)生的基本知識、技能、思維模式，同時提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其更加熱愛自己正在學(xué)習(xí)的學(xué)科。[3]科普類教育游戲的引入，既符合方案中的“注重培養(yǎng)學(xué)生在真實情境中綜合運用知識解決問題的能力”，又能促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)。因此，筆者以順利建立游戲環(huán)境與科普概念的連接為研究目的，基于體驗式學(xué)習(xí)模型設(shè)計了一款針對8～16周歲學(xué)生口腔健康的科普類教育游戲——“很難拔智齒”，并對科普類教育游戲如何提升學(xué)習(xí)體驗進行設(shè)計與思考。[4]

研究設(shè)計

1.基于體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模型的科普類教育游戲開發(fā)框架——SEGEL教育游戲框架構(gòu)建

（1）SEGEL框架構(gòu)建的理論依據(jù)

體驗式學(xué)習(xí)作為一種不同于傳統(tǒng)照搬書本的學(xué)習(xí)方式，自20世紀(jì)杜威、皮亞杰、勒溫等發(fā)展到集大成者大衛(wèi)·庫博（David A. Kolb），在國外擁有逐漸系統(tǒng)化的理論基礎(chǔ)和廣泛的實踐應(yīng)用；在我國基礎(chǔ)教育中（課標(biāo)、教學(xué)實踐），相關(guān)學(xué)者結(jié)合強調(diào)直接經(jīng)驗的認識論，根據(jù)不同情境中的不同學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容、過程，劃分出認知體驗式學(xué)習(xí)、情感體驗式學(xué)習(xí)和行為體驗式學(xué)習(xí)三種基本形態(tài)。[5]

在認知體驗式學(xué)習(xí)中，庫博提出了一種體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模型。從本質(zhì)上看，這種綜合性的模型以“以學(xué)習(xí)者為中心”為特征[6]，連結(jié)了具體體驗、觀察與反思、形成抽象的概念以及在新情境中檢驗概念的意義這四個階段。

（2）SEGEL框架基本內(nèi)容

筆者參考體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模型，結(jié)合科普類教育游戲基本特點，構(gòu)建了基于體驗式學(xué)習(xí)模型的科普類教育游戲設(shè)計框架，如圖1所示。

①體驗科普之“趣”——具體體驗。在SEGEL框架中，位于循環(huán)周期首要環(huán)節(jié)的是具體體驗。通過理論溯源，體驗式學(xué)習(xí)可回溯至杜威。他在其“做中學(xué)”理論中提到，最好的學(xué)習(xí)是在實踐中主動參與獲得直接經(jīng)驗從而收獲知識。直接經(jīng)驗是體驗式學(xué)習(xí)的首要特征，也是科普學(xué)習(xí)最大的樂趣來源。

②體味科普之“意”——觀察與反思。當(dāng)學(xué)習(xí)者構(gòu)建一種體驗時，為了以后可以自動化地進行表征，大腦會留下關(guān)于該體驗的具體表征。因此，在獲得豐富直接經(jīng)驗的具體體驗后，觀察與反思是必不可少的一個環(huán)節(jié)。這是個人主觀闡釋和感知的著重記錄，通過反思這一編碼過程將“發(fā)生了什么”轉(zhuǎn)換為心智表征，隨著時間的推移慢慢對經(jīng)過編碼的記憶進行鞏固，從而不斷加強與此相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)聯(lián)結(jié)。

③體現(xiàn)科普之“形”——形成抽象的概念。學(xué)習(xí)者通過具體體驗后成為實際經(jīng)驗的參與者，接著在觀察與反思環(huán)節(jié)從真實事件的觀察者變到間接事物的觀察者。在經(jīng)過思考、分析、執(zhí)行、自我調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)后，學(xué)習(xí)者可以在已經(jīng)積累的具體經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行符號表征或抽象概括，并通過元認知的策略不斷進行反饋與調(diào)節(jié)，最后能夠理解真實事物的抽象表現(xiàn)方式，歸納總結(jié)為公共知識實體，在此基礎(chǔ)上才能更有效地參加更抽象的教學(xué)活動。

④體悟科普之“髓”——在新情境中檢驗概念的意義。在SEGEL框架的最后一個環(huán)節(jié)中，需要引導(dǎo)學(xué)生對科普內(nèi)容進行概括、歸納、提升，保證知識遷移的順利發(fā)生。艾勒和吉利斯在“4Ｃ”反思模式中提出了連續(xù)反思、關(guān)聯(lián)反思、挑戰(zhàn)性反思、情境化反思四種反思模式。其中的情境化反思，指的是思考自己的經(jīng)驗情境與實際應(yīng)用情境之間是否存在有意義的聯(lián)系，不難聯(lián)想到在日常學(xué)習(xí)中，如何掌握并轉(zhuǎn)化惰性知識一直是教學(xué)中的一大難題。只有將惰性知識轉(zhuǎn)化為活性知識，在新情境中不斷檢驗概念的意義，并通過執(zhí)行能力和自我調(diào)節(jié)不斷迭代發(fā)展，才是一種較為高效的學(xué)習(xí)策略。

（3）基于SEGEL框架的科普類教育游戲設(shè)計原則

①沉浸體驗是SEGEL框架運行的前提。對于教學(xué)設(shè)計者來說，沉浸感是學(xué)生進入心流狀態(tài)的必要條件，它極大地確保了在框架運行中學(xué)生的投入度與專注度，是提高教學(xué)效率的重要前提與保障。

②提供適應(yīng)性支架是教學(xué)過程中的關(guān)鍵。一款優(yōu)秀的教育游戲可以給學(xué)生提供概念性支架、策略型支架、元認知支架、程序型支架。

③情感強化是教學(xué)環(huán)節(jié)的有力支撐。情感、態(tài)度與價值觀是教育目標(biāo)的重要組成部分。情感不僅指學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)責(zé)任，更重要的是生活的態(tài)度、求實的科學(xué)態(tài)度、積極的人生態(tài)度。而從游戲化的角度來看，游戲化思維是利用現(xiàn)有的資源創(chuàng)建出引人入勝的體驗，從而驅(qū)動參與者做出相應(yīng)的行為。結(jié)合游戲的特點，游戲能夠保持玩家在從新手到專家再到大師的過程中的持續(xù)興趣，保證了玩家高水平的參與度，增強每個參與者個性化的體驗。特別是對于RPG角色扮演類的科普類教育游戲來說，它可以十分自然地將教育理念及科普知識融入游戲環(huán)節(jié)，在非正式學(xué)習(xí)的環(huán)境中不自覺地完成了科普知識的習(xí)得，同時在劇情的引導(dǎo)下完成情感、態(tài)度與價值觀的正確塑造。

④注重教育性和游戲性的統(tǒng)一。教育游戲的必要條件是游戲性，充分條件是教育性，在教育游戲的研究中應(yīng)當(dāng)以一種融合統(tǒng)一的方式進行游戲的系統(tǒng)化設(shè)計，使得教育游戲的體驗者（學(xué)生）在教學(xué)環(huán)境中獲得學(xué)習(xí)提升，同時源源不斷地像玩商業(yè)游戲那樣獲取充足的樂趣與持續(xù)的動機，從而破除教育游戲設(shè)計中的“平衡困局”。[7]

2.基于SEGEL框架的“很難拔智齒”教育游戲設(shè)計

（1）“很難拔智齒”的故事簡介

“很難拔智齒”的游戲類型設(shè)定為RPG角色扮演、文字解密類型，核心玩法是在一條連貫的劇情線中扮演小人開啟故事模式，通過完成劇情任務(wù)，解鎖牙齒健康知識，從而認識牙齒的成長歷程。

（2）“很難拔智齒”教育游戲設(shè)計

①學(xué)習(xí)者分析。

8～16周歲的學(xué)生群體正經(jīng)歷從形象思維到抽象思維的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的科學(xué)形象思維能力迅速發(fā)展，能夠構(gòu)想空間關(guān)系，抽象理想模型，想象抽象圖景。通過游戲宣傳口腔衛(wèi)生知識，可以緩解學(xué)生對去口腔醫(yī)院治療的恐懼，并指導(dǎo)青少年正確地護理牙齒。

②教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。

游戲科普教學(xué)內(nèi)容與游戲任務(wù)如表1所示，學(xué)生每完成一個任務(wù)，就能解鎖一張圖鑒中的知識卡片。學(xué)生結(jié)合已有經(jīng)驗在不斷探索中解鎖不同圖鑒分區(qū)，逐漸掌握牙齒健康知識。游戲設(shè)計者或者教師也可以根據(jù)教學(xué)需要調(diào)整人物對話以及知識卡片，從而達到教學(xué)內(nèi)容的同步，鞏固學(xué)生的記憶。

③游戲體驗設(shè)計。

第一，體驗科普之“趣”——具體體驗。本游戲?qū)W(xué)習(xí)經(jīng)歷描述為一個在游戲世界中通過體驗、觀察與實踐構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)的閉環(huán)過程，其核心驅(qū)動力在于學(xué)生的學(xué)習(xí)動機——由清晰的游戲目標(biāo)來激發(fā)。例如，在任務(wù)1“逃離小木屋”中，從口腔平原生長出來的牙齒刺破地面，引發(fā)強烈地震并驚醒了正在熟睡的小人（玩家）。震動的鏡頭與房屋的轟然坍塌可以讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中直觀地感受牙齒生長的過程；在小人擊打牙齒無果后，經(jīng)過與NPC的交談，學(xué)生能清晰而快速地學(xué)習(xí)牙齒結(jié)構(gòu)，體驗到牙釉質(zhì)的堅硬和保護作用的強大，從而明白呵護牙齒的重要性，收獲科普之“趣”。

第二，體味科普之“意”——觀察與反思。充滿科普樂趣的具體體驗是實現(xiàn)SEGEL框架的前提，為第二階段的觀察與反思奠定重要基礎(chǔ)。學(xué)生需要在具體體驗游戲的過程中通過觀察反思完成挑戰(zhàn)，即從觸發(fā)的即時反饋中反思自身的行為，從而對具體體驗中獲得的非結(jié)構(gòu)化知識進行歸納并轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)性記憶。在進行任務(wù)2“重建家園”中的文字冒險游戲時，NPC并未直接告訴學(xué)生答案，而是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)對實際情況的觀察進行回答。最后，通過單項選擇的方式，讓學(xué)生通過再次觀察，得出答案。這種一問一答的形式，極大地提升了學(xué)生的參與度，學(xué)生的主體地位得以鞏固，達到科普之“意”。

第三，體現(xiàn)科普之“形”——形成抽象的概念。在圖鑒部分的設(shè)計中，游戲采用原創(chuàng)手繪的卡通版牙齒作為UI界面中ScreenGUI的文字配圖，從而以一種可視化的方式帶領(lǐng)學(xué)生進行口腔健康知識的概念性歸納?？破罩R卡片有兩種查看方式：第一種是在每個游戲關(guān)卡結(jié)算的時候，通過UI彈出相應(yīng)內(nèi)容的知識卡片，供學(xué)生總結(jié)和歸納；第二種是在游戲過程中或者非游戲狀態(tài)下，通過點擊知識卡片UI按鈕查看，是知識鞏固復(fù)習(xí)的過程。學(xué)生將抽象概念和普遍原理進行融合，以體現(xiàn)科普之“形”的方式實現(xiàn)游戲元素與科普元素的有機結(jié)合。

第四，體悟科普之“髓”——在新情境中檢驗概念的意義。本游戲采用“敘事情節(jié)”與“交互實踐”相結(jié)合的方式，整體通過一條完整的劇情主線作為游戲的線索，同時穿插與NPC的對話交互、與指定模型的動作交互，輔以圖鑒進行知識的系統(tǒng)性傳授。另外，在任務(wù)1至任務(wù)4的策劃中，任務(wù)的前半部分學(xué)生主要學(xué)習(xí)科普知識，學(xué)習(xí)完畢后需要進入模擬情境進行拯救蛀牙、拔除智齒等操作，目的是強化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，加深其對概念的理解，便于在新情境中對知識進行遷移與轉(zhuǎn)化，檢驗概念的意義，體悟科普之“髓”。

研究結(jié)果

1.可用性測試評估

為了驗證本科普類教育游戲的有效性，同時也為了增強游戲的可玩性，尋找游戲設(shè)計中的不足之處以進行針對性的優(yōu)化，本實驗隨機挑選了10位學(xué)生進行可用性測試，學(xué)生在獨立完成游戲后填寫如表2所示的測試內(nèi)容。

2.學(xué)生數(shù)據(jù)處理

通過完成路徑的統(tǒng)計（符合標(biāo)準(zhǔn)路徑21次，路徑產(chǎn)生偏離12次、產(chǎn)生猶豫7次），發(fā)現(xiàn)有50%的任務(wù)沒有出現(xiàn)問題，學(xué)生能夠根據(jù)劇情的指引與場景的引導(dǎo)進行游戲，但還有50%的任務(wù)中產(chǎn)生了路徑偏移，甚至出現(xiàn)猶豫不前的現(xiàn)象。因此，筆者認為整個游戲的引導(dǎo)性還需要在劇情和布景上做出修改，以為學(xué)生提供更加順暢的科普知識的學(xué)習(xí)體驗。

根據(jù)學(xué)生提供的數(shù)據(jù)反饋（如下頁圖2）可知，在體驗式學(xué)習(xí)循環(huán)模型與啟發(fā)式教學(xué)理論的指導(dǎo)下，沉浸度和啟發(fā)性都有較理想的指標(biāo)，此游戲能夠充分調(diào)動學(xué)生的情緒，有助于學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀的正確塑造，并獲得了較為滿意的效果。在難易度方面（4.64分）為中等難度等級，學(xué)生在克服挑戰(zhàn)完成目標(biāo)的同時，能獲得一定的成就感，從而有助于在充分學(xué)習(xí)興趣的指引下進入到下一任務(wù)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。

反思

本科普類教育游戲“很難拔智齒”在設(shè)計與實現(xiàn)中還存在引導(dǎo)性不足、教學(xué)效果難以量化的問題。然而，科普類教育游戲的發(fā)展不是一蹴而就的，結(jié)合本游戲來說仍需在未來的研究中持續(xù)關(guān)注，筆者期望科普類教育游戲能夠越來越多地在教學(xué)環(huán)境中得到應(yīng)用和實施，從而實現(xiàn)科學(xué)文化、科學(xué)精神、科學(xué)方法和價值觀的滲透和傳播。

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