科技馆数字游戏类展品展示方式研究

马 超

（中国科学技术馆，中国 北京100012）

纵观科技馆展品展示方式的演变过程，可以看到：传统科技馆以机电技术为互动平台的动手参与型展示方式，比较适合具有实时直观效果的基础物理知识的展示。随着科技的发展，学科间的渗透交叉，科学研究过程和因果关系的错综复杂，科学向微观和宏观两个方面深入发展，科技馆在释义高新技术时，通过传统的机电平台进行展示明显感到力不从心，而采用图文及单纯的多媒体亦很难吸引观众参与，无法达到良好的教育效果。从科技馆的展览现状看，利用虚拟现实和数字游戏等手段来展示综合科技内容已逐渐成为科技馆展品创新的突出特点。然而分门别类的数字游戏方式如何恰当地应用于不同的展览内容，如何利用游戏元素构建游戏化学习情境，这是本文探索并抛砖引玉与业内同仁共同探讨的问题。

1 数字游戏类展品展示方式分类及其应用现状分析

科技馆数字游戏类展品展示方式是以数字游戏设计开发技术为基础，以数字化设备为平台而实施的展品展示方式。它是利用数字游戏的形式和要求来设计、制作展品，并以此传递相关的科技信息，使观众了解和感受其中的科学知识。通过对国内外科技馆数字游戏化展品的调查研究，并参照数字游戏分类方法，本文将目前应用于科技馆数字游戏类展品展示方式分为六类：动作类、模拟类、益智类、角色扮演类、闯关类和竞技类。

1.1 动作类游戏

此类游戏突出的特点是游戏性比较单纯。在游戏中，观众根据周围环境的变化利用键盘、鼠标或专用操纵杆控制角色或物体做出动作，如移动、跳跃、攻击、躲避等，来完成游戏中特定的任务。这类游戏讲究逼真的形体动作、良好的操作手感以及复杂的动作组合，为游戏者提供一个训练手眼协调及反应能力的情境。

动作类游戏展示方式是目前国内科技馆展品应用最多的一种游戏手段。由于该类游戏节奏较快，游戏进行过程中注意力主要在身体的动作上，对知识的关注点较低。所以该类游戏展品的知识内容大多是通过在游戏开头、结尾或游戏之间加设动画和文字插图来实现。

动作类游戏的参与相对简单，需要一定的体力并有较高的兴奋点，因此较适于儿童和青少年。

1.2 益智类游戏

此类游戏以挑战智力为主要乐趣，其特点是游戏节奏由观众自行控制，培养观众在某方面知识的积累和技巧，拼图游戏、棋类游戏和知识问答等属于这类游戏。

益智类游戏展示方式在国内科技馆应用广泛，早期国内科技馆的益智类游戏多以纯虚拟环境的智力游戏为主，利用鼠标或键盘来控制场景中的图像摆放或移动。随着虚拟现实技术和二维码识别技术不断成熟，为实物与虚拟场景相混合提供了技术支持，使观众可以手持真实的棋子、魔方、卡片与场景中的“虚物”交互，增加了真实感和趣味性。

观众在参与这类游戏时需要调动空间思考、图式判断、逻辑思维等多种脑力，需要一定的时间和耐心，较适合成年观众。

1.3 模拟类游戏

这类游戏是以模拟现实为主，通常使用人工智能技术模拟现实中的某种机器的功能。该类游戏交互性和沉浸感很强。

模拟类游戏展示方式在国内外科技馆应用较为普遍，如“虚拟驾驶”、“刹车距离”等。在这些展品中，观众是一个驾驶员或指挥员，他们大多是以模拟飞机、汽车、快艇的驾驶技能为主，其主要教育目的是为观众提供各种交通工具的驾驶体验。一些展品以这种模拟驾驶为互动平台，在场景中设计某些特定的知识展示，如“醉酒驾驶”和“交通规则”等。

图1

这类展品交互性强，临场感觉真实并附有挑战性，深受青少年的青睐；在宣传交通规则、酒驾危害教育中观众通过这种模拟真实体验所得到的知识信息效果深刻。

1.4 角色扮演类游戏

此类游戏允许观众扮演其中的一个角色，并以该角色在游戏提供的环境中执行各种任务或获得某种经历。这类游戏一般具有故事背景，且在故事性上是单线发展，即情节是由剧本严格限定的。游戏给观众提供了虚假的主动，这种虚假的主动和被动设定的故事情节相结合构成了游戏的交互性。

此类游戏展示方式有利于观众以自身的生活经验来理解知识，观众扮演故事情节中的角色完成规定任务的亲身经历或以主人翁的第一视角观察和解决实际问题，了解展品表达的知识概念，留下深刻的印象。

1.5 竞技类游戏

此类游戏模拟真实世界的运动或体能项目，提供观众完成各种竞技动作的体验，例如，独特的击球动作、转身、投抛等。这类游戏特别注重控制动作的技巧，以获得特效运动的体验。竞技类游戏展示方式的展品目前在国内科技馆很多，多数是模拟足球、乒乓球、拳击等运动项目。

由于该类游戏方式更偏重于肢体和感官的反应，很难兼顾对知识和概念的思考。在科技馆中比较适合于运动竞技类的体验和各项体能的锻炼。

1.6 闯关类游戏

此类游戏以过关进级为娱乐点，观众通过解决场景中提出的问题升关进级。闯关类游戏展示方式在科技馆应用非常多，该类展品不仅限于解释某个知识、某项技术，还倾向于对知识和概念的生活化理解和实际的应用。

闯关类游戏展示方式的设计简单且便于实现，大多只需简单的多媒体动画就可实现，制作成本较低。

2 游戏化展示方式的游戏元素分析

以上各类游戏化展示方式，之所以能够各有特色，吸引观众参与其中，是因为它们都包含了与人的认知、心理、兴趣等相关的因素，这些因素能够刺激或鼓励观众去参与互动，我们把这些最基本的因素称为展品游戏化展示方式中的游戏元素。

本文将游戏化展示方式中的游戏元素归纳为12个类别，它们是：沉浸、情节、扮演、竞争、任务、动作、思维、创造、探索、成长、管理和社交元素。不同游戏元素的组合构成了特定类型的游戏展示方式。

2.1 沉浸元素

沉浸是指“通过物理方式或者想象进入到一个与通常环境不同的场景”[1]。它作为关联着体验和视觉认知的基本元素，不仅本身具有一定的游戏性，而且有助于其它游戏性元素的体验。

沉浸元素是展示方式中注重体验目的的重要元素，它可以为观众提供一种不同于真实生活的体验。例如，可以在虚拟的场景中自由地遨游太空，体验星空的浩瀚，或置身微观世界观察分子的精妙结构。

2.2 情节元素

情节是指按照因果逻辑或意义逻辑组织起来的一系列事件。在游戏中，通过情节的冲突和悬念引发观众的兴趣和思考。在某些强调动作、竞争和反应的游戏展品中，情节元素大多只是给观众提供一个借以发挥想象的背景；而在体验、探索、认知教育为目的的展品中情节元素可以作为故事线中的载体，以阶梯式的结构层层渐进剖析知识概念，使观众与故事情节融为一体并产生期待、悬疑、感动最终达到共鸣。

2.3 扮演元素

在游戏化展品中，扮演是指有意识地装扮某一特定角色，并从该角色的处境和角度进行思考、表达和活动。在展品游戏化情景中，观众通过幻化为虚拟角色，随着游戏情节而体验虚幻而真实的世界。如果说沉浸强调一种基于认知层面的投入，那么扮演则可看作基于人格和情感上的投入。观众通过扮演来了解角色或探知目标环境中的相关角色。扮演元素使观众以最近的视角深化求知的感受。

2.4 竞争元素

竞争是以胜负为结果的较量活动。在游戏化展品中，竞争元素往往是激发观众参与积极性、体现自身价值的手段。观众参与游戏中的竞争不仅仅包括与他人的竞争，同时也包括与自己的竞争、与时间的竞争。

2.5 任务元素

任务是指某个需要完成的既定目标。在展品的游戏情景中，任务的意义是把一个明确而具有探索性的目标提供给观众，并促使观众为之奋斗，进而在完成任务的过程中获取知识和成就感。

任务元素有着不同的性质，有些是基于动作的任务，有些是基于策略的任务。在游戏化展示方式设计中，通常利用前者考验观众的操作技能与反应；利用后者启发观众的逻辑思考和观察力，鼓励观众使用策略和经验找出解决问题的方法。任务元素策划中，要考虑任务难度系数的合理性，要针对观众群体，太简单的任务会让观众产生乏味的感觉，而太难则会让观众知难而退。

2.6 动作元素

动作是实施付诸行为的身体活动。目前科技馆游戏展品中的动作元素集中于以下几种模式：捕捉截取、跳越障碍、漫游行走、射击瞄准以及各类体育运动。

动作元素的设计要考虑动作的重复可玩性和操作控制方式的自然性。重复可玩性要求该动作值得反复练习，不断提高，因此设计中要考虑动作在节奏和形式上不拘一格；交互的自然性也就是所谓的“手感”，要求动作的操作方式尽量符合人的习惯，在设计中要做到方向一致、减少延迟、操作易学。

2.7 思维元素

思维元素在游戏中往往能够起到锻炼观众思考能力的作用。在游戏中可能利用思维元素调用到的智力包括逻辑推理、记忆力、图式判断、空间感知以及语义理解等。这些智能的考验和经历都可以通过思维元素广泛应用在游戏化展示方式的设计中。

2.8 创造元素

创造是一个从无到有的过程，意味着智慧和劳动的结晶。游戏中的创造元素可以为从儿童到成人各类观众提供展示自身创造力的平台。例如，可以遵循教育主题通过创造元素的设计为观众提供一块建设农庄的田野，提供一片创造城市的大地，为小朋友提供一方搭建楼房的积木基地。游戏中的这些创造元素有益于提高观众的创造能力，培养创新思维。

2.9 探索元素

探索是指为了发现未知或新鲜事物而进行的勘探或旅行。在科技馆中，围绕探索而展开的情节往往使观众处于好奇和兴奋交织的情感状态，它不仅可以增加游戏的悬念和张力，更使观众体验求知求新的探索过程。

2.10 成长元素

成长是指由低级或简单形态向较高级或复杂形态发展，或者在数量、价值或力量上的成长。在游戏化展示方式的设计中，成长元素常被用作游戏世界对观众的奖励和评估，一般由若干个由简到繁、由易到难循序渐进的层级组成。游戏通过具体的分值和属性体现成长，并由此让观众获得阶段性的满足，激发其深入游戏。

2.11 管理元素

管理意为经营业务或行使权力的活动。在游戏化展示方式的设计中，管理作为游戏性元素包含了两个层面的意义：第一层面是促进管理性思考，鼓励观众运用谋略和部署进行游戏；第二层面是将观众置于较高的管理位置，体验掌控大局的乐趣。

2.12 社交元素

社交是指人与群体之间的互动、交流沟通。在游戏化展示方式的设计中，社交元素的运用给观众提供一个锻炼与人沟通、和谐相处的技巧平台。通过多元化社交元素的设计，既可以使观众按照各自的爱好和兴趣，自发的组织团体，形成特定的虚拟生态圈，体会群聚交流之道；又可以与其它观众一起协同游戏，享受共享资源、协同工作的乐趣。

以上12种游戏化展品中常见的游戏元素，要具体结合不同的科普内容和教育目标，合理综合利用，才能将知识有效地传达给观众，达到寓教寓乐的目的。其中设计的关键在于合理利用各种游戏元素，以达到娱乐性与知识性相平衡。

3 科技馆数字游戏类展品设计的一般性原则

3.1 明确展品的受众群体

不同年龄段的观众心理发展特征和认知需求不同。不同年龄段、不同群体的观众其游戏动机、娱乐喜好以及智力水平差异很大。面对各类游戏化展品，不同年龄段的观众各有不同的兴趣点：青少年热衷于模拟类、动作类等竞争性较强的游戏展品；成年人倾向于益智类游戏展品，这类展品对成年人来说既休闲又有深度；老年观众则不喜欢快节奏的动作类游戏，闯关类的游戏展品的游戏节奏完全由观众自己掌握，且规则和操作非常简单，比较适合老年观众。尊重游戏者的认知特点设计不同的游戏方式，才能充分发挥观众的主观能动性，使其积极参与到游戏过程中。

3.2 明确展品的教育目的

根据预期的教育目的和要求来策划游戏方式。而各类游戏元素不仅构建不同的游戏方式，也对应着不同的教育动机：体验感知、求知探究、掌握技巧、自我证实、解决难题、观察现象、了解知识、社会交流等。在数字游戏类展品的开发设计中合理的运用各类游戏元素是达到良好教育效果的关键：沉浸、情节、扮演元素围绕幻想的情感因素，适合于营造故事情节，起到吸引观众参与的作用；任务、竞争、成长和动作是设计中广泛应用的挑战性元素，适用于提高游戏的粘合力，激发其深入游戏的持续动力；探索、创造、思维元素则或多或少地以自主学习为核心，用以渲染科学思想、科学方法的基本设计元素，可以提升展品的教育效果；管理、社交元素迎合团队协作和交流等社会性心理需求，是培养科学精神的核心设计元素。合理运用各类游戏元素来建构游戏化学习情境（如图2），使游戏性与知识性有机融合。

图2 游戏元素构建游戏化学习情境

3.3 紧密结合展品的知识内容

不同的知识类型在游戏中的呈现方式不同，要将不同的知识通过场景与任务、技能、竞争等游戏元素结合而有机地融入游戏。大多数游戏化展示方式具有一条基于游戏环境的故事线，不同游戏方式的故事情节简繁不一。张驰有度的故事描述、适当提示的谜题、具有激励作用的反馈、充满未知的探索以及让观众成为创作者的非线性的游戏方式，都是展品抓住观众、谋求教育效果的好方法。因此，将展品所要传递给观众的知识内容很好地融入到游戏的各个环节，使游戏和知识的衔接和谐，让观众在游戏中潜移默化地完成对科普知识的学习。

数字化游戏展示方式，为科技馆展览的开发提供了一个广阔的创新空间。优秀的数字游戏类展品，必将实现科普知识由灌输到寓教寓乐、体验科学的转变。

［1］黄石,丁肇辰,陈妍洁.数字游戏策划[M].清华大学出版社,2008,6.