基于严肃游戏的智慧学习环境构建研究

许娅芬 顾汉杰

摘要：本文提出以游戏化教学手段构建智慧学习环境，以严肃游戏作为重要载体贯穿智慧学习的全过程，提升教学绩效的整体原则，并对严肃游戏智慧学习环境的构建原则、方法及案例实现等进行了阐释。

关键词：智慧学习；严肃游戏；学习环境

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）05-0087-04

● 引言

在信息时代出生的人，通常被称为“数字土著”或“网络一代”，他们有很强的个性，所接受到的信息和学到的知识经常会超过教师，而且对学习环境提出了新的诉求，要求能够获得各种信息及个性化的学习资源。当前，这种新型的学习环境已不仅是一种数字环境，而是数字环境的高端形态，即智慧学习环境。[1]

目前，在我国教育区域建设分布不均衡的现实情况下，很难一步到位地施行全方位的智慧学习环境。笔者经过调研提出，采用一种为多方认可的过渡形式，或许可以驱动人们对智慧学习（包含智慧学习环境、脉络等）的认同。这种过渡形式就是“严肃游戏”。它有别于微信、微博等数字媒体，是以教育、培训为目标的游戏形式，具备可控性、教育性、趣味性。[2]这种游戏形式在国外已经运用到医学、教育、培训等多个领域，并获得了良好的效果。

● 基于严肃游戏的智慧学习环境的构建原则

基于严肃游戏的智慧学习环境构建包含趣味化、智能化、情境化、多元化等原则。

1.多元化

加德纳在1983年提出了多元智力，将智力分为“逻辑-数理智力”“视觉-空间智力”“身体-动觉智力”“自知-自省智力”“交往-交流智力”“自然观察智力”等，这说明智慧的培养是多元化的。智慧学习强调以学习者为中心，关注更深层次与更为全面的意志力、沟通力、创造力及分析判断力等智慧培养。因此，智慧学习环境要能够支持知识情境、教学工具、教学方法、学习任务等多元化的教学元素，满足不同维度智慧的训练需求。因此，多元化是构建智慧学习环境的重要原则。

2.情境化

目前，物联网技术将不同空间的智能设备进行关联，为情境化的学习环境提供硬件保障。虚拟现实、增强现实、混合现实等虚拟仿真技术，将物理环境与虚拟环境融合，大大提升了原有感知条件。“互联网+”为师生的沟通与交互提供了便捷的应用，手机与个人计算机借助移动互联网扩大了原有交互渠道。借助上述条件，智慧学习中的情境将更加生动形象，能够为知识的导入提供更为丰富的支持，同时，也可与严肃游戏案例中的游戏场景快速对应。因此，情境化是构建智慧学习环境的重要基础。

3.趣味化

游戏化思维在教育及其他诸多领域均已被广泛认可，在学习环境中启用游戏化思维融入教学设计能够有效地激发学生的主动参与性。因此，趣味性作为游戏化思维的核心，在“网络一代”的心目中更易产生共鸣，能够与他们课下关心的话题快速建立联系，拉近师生间的心理距离。因此，趣味性是构建智慧学习环境的重要手段。

4.智能化

随着AlphaGo等人工智能产品的出现，大数据、云计算、深度学习等人工智能技术被认为是未来社会重要的科技推动力。较之传统学习环境，智慧校园、智慧教室等不同范围的智慧学习环境，正结合云平台、教学大数据评估系统、智慧互动教室等成為未来智能化的学习空间建设方向，体现出了信息化背景下学习者与技术环境的生态关系，有效促进了教学组织的合理化与教学绩效的提升，与创新创业教育、精细化教育等教育形式的结合也更为紧密。因此，智能化是构建智慧学习环境的重要技术保障。

● 基于严肃游戏的智慧学习环境构建方法

基于严肃游戏的智慧学习环境，笔者认为应从智慧空间准备、智慧教学施行、智慧学习管理等方面进行构建。

1.智慧空间准备

智慧空间需要智慧终端支撑，考虑到区域间的教育资源不均衡，在物联网、人工智能设备支持等尚未全面普及的情况下，互联网与计算机将是智慧空间的首选基础硬件，这一点应尽量满足，而普及化较高的智能移动终端将是此基础上的重要补充。硬件方面，互联网与计算机可组成相对稳定的网络学习空间（智慧教室），智能手机、平板电脑等智能移动终端则支持更为灵活的小组协作等学习方式，使空间利用率更为高效。软件方面，需运用Web教学平台、自媒体等具备智慧学习管理功能的软件与上述硬件结合，以严肃游戏作为重要教学资源支持学习项目的体验与研究，进而配合教学过程的开展。在经济允许的条件下，还可添加云服务、物联网平台、大数据平台及专业设备等，使智慧空间的智慧终端组成更为全面。

2.智慧教学施行

教师是智慧学习的引导者，可按照课前、课中、课后施行智慧教学。

课前，教师可在教学平台布置预习任务，学生借助智能手机或计算机完成任务。任务知识点要从题库中分类提取，涉及不同层次知识的多元化分布，关注对知识的分析、综合、评价等高阶认知，并提供相应的微课、电子教材、素材、习题等内容，同时，要提前告诉学生完成严肃游戏内的挑战可获得奖励，进而先行形成趣味化氛围。[3]

课中，教师应用基于翻转课堂理念的严肃游戏资源，以游戏场景模块对应不同阶段的教学，并以游戏任务挑战驱动学生进行专题学习、项目学习或研究型学习，鼓励学生组队协作，由知识的概念掌握深化到理解知识的原理及规律，进而使学生从记忆学习过渡到体验学习；在问题解决过程中，教师可借助教学平台以“一对多”的形式发布具备游戏竞争元素的任务，同时，主持游戏虚拟社群内的头脑风暴等创新思维培养活动；学生通过教学平台获得学习记录统计、学习成绩分析等个性化学习服务，借助严肃游戏资源得到趣味化、个性化提升训练。

课后，教师在教学平台反馈学生的主动探究、团队协作、问题思考等过程表现，弱化正确率等应试型数据结果，并将结果推送到学生的智能手机；定期与学生进行一对一的辅导，引导其将知识与实际应用、学科交叉等进行关联，帮助其继续进行探究、实践、综合运用、问题解决等高级智慧活动。

3.智慧学习管理

智慧学习的管理，借助云服务支持下的教学平台、自媒体等后台进行监控。教学平台主要跟踪学生的学习登录数据、学习成绩统计数据、知识点掌握分布数据及从游戏服务端获取的游戏任务数据等，从而形成对学生学习过程的不同阶段的认知图谱，帮助教师及时调整教学策略，引导学生并分层次分阶段教学。教师通过推送的文章阅读与提交数据获得学生的学习态度与兴趣倾向，从而更为精确地制订个性化学习服务策略，为教学平台添加教学规则，为严肃游戏优化评价量规，为学生的优势学习项目与兴趣类别提供各类共享资源，将学习从课堂内拓展到课堂外，为创新创业训练等实践提供支撑。智慧学习管理以隐形的管理方式及智能化的技术方式保障了学习状态的稳定及学习结果的直观显示。

● 面向智慧学习的严肃游戏案例实现方法

当前，严肃游戏虽然还处于智慧学习环境实验性的应用阶段，但因其寓教于乐的特性而受到广泛推广。面向智慧学习的严肃游戏的实现方法主要包含游戏策划案设计与游戏程序开发。

1.游戏策划案设计

下面，笔者以大学英语单词学习的内容题材为例，设计开发一款严肃游戏案例。游戏背景将设定一只企鹅为虚拟角色，以寻找梦想家园作为探索目标，历经重重难关破解不同任务，学生在虚拟情境中获得自我能力提升。游戏计划设计16个关卡，设置难度曲线、竞争机制、积分机制及网络模式。设计原理如下页图1所示，在每一个场景中均设定一个主题，以明确的游戏目标引起学生注意，并在关卡中设计与知识点关联的任务，以难度控制游戏节奏，进而适应分层次的教学内容；以积分、道具奖励等激励学生接受挑战，探索学习内容，在挑战过程中分析并解决问题，主要交互操作是以休闲游戏的形式引导学生分析单词特性，联想单词的完整构成；通过游戏任务的交互训练与网络模式的竞争与异质协作，帮助学生形成对单词知识的记忆、构建及迁移。其中某关卡的设定如下页图2所示，鼓励学生在限定时间内不断构成新的单词，获得积分，在游戏服务器中积累个人排名，激励其主动参与性，并将游戏化学习数据纳入教学平台，供智慧学习过程与成果的评价。

2.游戏程序開发

该游戏程序采用Unity游戏引擎开发实现，脚本语言采用C#，框架使用Mono，能够兼容于安卓系统版本。开发流程为在2D模式下，创建精灵，加载模型、图形、音频等资源，为关卡创建场景，使用摄像机跟随角色实现角色漫游；使用Animator创建角色动画并利用状态机编辑动画状态，应用物理引擎设置各类碰撞事件，编写C#脚本函数实现在场景内必要的角色状态与交互功能；应用UI组件为游戏创建反馈界面，并添加粒子系统美化视觉显示；使用PHP与MySQL实现游戏角色后台管理，加载安卓SDK完成项目调试、运行与打包。[4]

● 结论

在游戏化思维渗透到信息化时代学生日常生活的背景下，应用严肃游戏作为智慧学习中的教学资源去协调、串联翻转课堂等高级智慧活动，已成为一种绩效较高的可行方式。同时，严肃游戏的教学模式兼具教育性与趣味性，结合云服务等智能化手段，能够为学习者提供个性化的学习服务与更为优良的学习体验，可以作为智慧学习环境的构建方案之一。

参考文献：

[1]陈卫东，叶新东，许亚峰.未来课堂：智慧学习环境[J].远程教育杂志，2012（5）：42-49.

[2]魏迎梅.严肃游戏在教育中的应用与挑战[J].电化教育研究，2011（4）：88-90.

[3]祝智庭.智慧教育新发展：从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究，2016（2）：18-26.

[4]Matthew Johnson，James A.Henley.Unity2D游戏开发秘籍[M].北京：清华大学出版社，221-234.

作者简介：许娅芬（1969—），女，高级实验师，主要研究方向为人机交互技术；顾汉杰（1981—），男，讲师，硕士，主要研究方向为数字媒体应用。