学习科学视角下中小学游戏化教学的设计原则

侯兰

人究竟是怎样学习的？怎样才能促进有效学习？这是教育科学研究中最需要解答的问题，也是最根本的问题。美国心理学桑代克职业成就奖获得者理查德·E·梅耶认为，学习是由经验引起的学习者知识的变化，而学习科学通过实证研究，提出“如何学习”的理论。随着学习科学理论的发展，教育或许可以从一门主要依靠经验的学科转变为主要依靠数据的学科。因此，学习科学的视角是实证的视角，也是科学的视角。

游戏化教学从本质上讲是众多教学方式中的一种，不同的教学方式有着不同的适用范围和设计原则。从亚里士多德、康德、席勒、拉扎鲁斯等哲学大师的论述中，我们可以分析出游戏的三种精神，即非实利性、遵从规则、自由和自愿性。教育游戏是游戏投射到教育中的“光影”，不仅要体现出游戏的三种精神，更要满足教学与育人的特性化要求。教育游戏是教师教学的辅助工具，主要目的是帮助教师达成教学目标，让学生学得更加轻松、快乐。我们从大量针对学习的实证研究中，筛选、识别出适合游戏化教学的学习原理，提出四大设计原则。

1.基于最近发展区原理的新知教学设计原则

最近发展区理论是由苏联教育家维果茨基提出的儿童教育发展观。他认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。因此，在教授新知时，教师必须了解学生的现有水平，以此为基点进行教学，通过搭建“脚手架”帮助学生提升知识与技能，这是游戏化教学中教师要始终明确的一点。所以，教育游戏的设计一定要紧紧体现最近发展区理论，基于学生的现有水平，逐级设计通关游戏，使之随着关卡的不断提升，逐渐增加任务难度，但切忌陡然增加难度。

目前，对儿童发展特点的研究已经比较成熟和完善，儿童思维能力包括思维的敏捷性和灵活性，其会随着年龄的增长持续提高。王雷在《基于小学生各年龄阶段心理行为特点的校园空间设计》一文中指出，1-2年级时，儿童具有模仿和简单再现的能力，思维具有直观性、具体性、形象性的特点;3-4年级学生的思维正处于由形象思维到抽象思维过渡的关键时期，但仍以形象思维为主;5-6年级学生，抽象思维超越形象思维占据主导，能够依靠并运用一些关系词语来进行抽象描述。儿童的无意记忆和有意记忆均在发展，一般来说，幼儿阶段无意记忆占优势，这种情况一直延续到1-3年级。4-6年级，儿童有意记忆的发展逐步赶上了无意记忆的发展。形象记忆和抽象记忆也都随着儿童年龄的增长而稳步发展，并经历着由形象记忆为主到抽象记忆占据主要地位的转变。因此，像英语教学中难度较大的“一分钟陈述”“辩论”“Cosplay”“故事接龙”“记者招待会”等游戏不建议在低年级进行，因为超出了学生的语言理解和表达能力范围。马云多在《中小学英语教学游戏设计的五大原则》一文中指出，在高年级游戏设计中，应寻求具有一定创造性和挑战性的游戏， 引导学生进行主动的思考和探究，如各种复杂的益智类游戏。按照皮亚杰儿童认知发展阶段的研究，初中生主要属于形式运算阶段，能够用假设演绎推理、组合分析等来分析问题，再结合初中生独立性增强、喜欢结交朋友等特点，在游戏化教学设计中，可以采取合作、协作等形式引起学生持续的注意和参与，让学生获得归属感。高中生表现出一种成熟前的波动，思维敏锐的同时容易激奋，很多时候面对学习以及家长的压力容易困惑、焦虑和苦闷，所以在设计游戏化教学时，可以通过成就感强的游戏来驱动学生的学习动力。

2.基于学习动机原理的动机维持设计原则

冯忠良等在《教育心理学》一书中指出，“学习动机是激发个体进行学习活动、维持已引起的学习活动，并致使个体的学习活动朝向一定学习目标的一种内部启动机制”。美国弗吉尼亚理工大学的Brett Jones教授开发了MUSIC动机激励模型，用来解释影响人们参与活动动机的因素之间的关系，他将五种激励学生学习的动机概括为eMpowerment（赋权）、Usefulness（有用性）、Success（成功）、Interest（兴趣）、Caring（关注）。该模型能够用于任何一种教学之中，目的是为了帮助教师更好地进行教学设计，使复杂的研究理念等内容变得更容易理解。

游戏化教学中应该关注MUSIC动机激励模型中的五个要素。一是体现赋权思想，在游戏学习中，为学生预留一定的选择权和决策权，如可以让学生自主选择通关模式，或者逐级通关，或者直接选择最高难度，不同选择对应不同的奖励。二是体现有用性思想，有用性也可以理解为主观价值，即只有学生认为所学内容对其是有价值的、有用的，才会激发内在动力，持续学习。因此，游戏的设计要让学生明确学习某一板块知识的重要价值、与自身的相关性、在生活中的实用性等。比如，学习大气污染的内容时，可以让学生利用所学知识和技能检测楼层中哪一层的空气污染最为严重。三是体现成功思想，只要学生能够判断出自己通过努力可以取得成功，那么这种对成功的预期就会成为维持动机的先决条件。因此，在游戏设计中，应多加以鼓励，明确进程，让学生实时了解到自己距成功的距离。比如，游戏中的风云榜、积分排名等，就可以体现出这一思想。四是体现兴趣思想，游戏化教学的初衷之一是让学生能够学得更轻松、愉快，在设计游戏化教学时，要注意游戏内容的趣味性、与学习内容的直接相关性，如动态变化、色彩鲜艳的画面，闯关激励的设计等都可以激发学生的学习兴趣。五是体现关注思想，游戏化教学并非是把学生完全交给游戏，让学生在游戏中学习，游戏化教学的把控者依然是教师。不同的学生在利用游戏学习时的感受、进度、效果是不同的，这有赖于教师的细致观察和敏锐捕捉。教师要关注每一个学生，对需要帮助的学生及时提供指导，让每一个学生都能在游戏中有所收获。

3.基于社会建构的团队合作学习设计原则

合作能力是21世纪学生需要具备的重要品格和關键能力，理应成为学校教育中重点关注和培养的核心技能。因此，教师在游戏化教学中应该根据教学目标，多设计适合学生合作学习的游戏化学习内容。

合作式的游戲化教学要重视游戏规则。规则是游戏的精神之一，一旦约定好规则，便不允许随意改变，这是确保游戏顺利进行的关键要素，可以有效避免由于规则不清带来的各种问题。在游戏化教学中，规则不仅体现在玩游戏的过程中，还要体现在游戏前和游戏后。因此，从游戏前的规则约定和理解，到游戏中的规则运用，再到游戏后的整理材料、关闭设备等，都应是教师进行游戏化教学设计要考虑的内容。

游戏中的角色扮演是非常重要的设计要素。不同的角色、不同的任务需要不同的能力，这些对学生而言非常新鲜，可以极大满足学生的社会心理需求。比如，有些学生可以选择当老师，给小组成员讲授新知、布置任务、解答困惑、判作业等，师生角色的互换有利于学生深入理解所学内容，理解教师身份的不易。

4.基于精熟原理和针对性反馈原理的习题训练设计原则

怎样练习小提琴才能成为世界顶级小提琴家？什么样的练习和反馈才能促进学习？针对这两类问题，《聪明教学七原理》这本书给出了答案——“要达到精熟水平，学生首先需要掌握成分技能，然后练习整合这些技能，并且知道何时运用所学的技能。”“目标导向的练习，结合针对性的反馈，对学习至关重要。”艾宾浩斯记忆曲线所揭示的遗忘规律表明，随着重复次数的增加，记忆的内容就会变得越来越深刻，以至于无法遗忘。因此，教师要注意通过练习的方式帮助学生巩固知识，帮助学生把学到的知识由工作记忆转变为长期记忆。

以上理论为教师在游戏化教学中更好地进行习题设计提供了思路。游戏中的习题设计是对知识学习效果的检测，同时还能够帮助学习者深化对知识的理解。游戏中的练习应分为几个层次，按由低到高的顺序设置。在新知初学完毕时，由于学习者对知识的理解容易存在偏差，应当及时安排针对性强、简单的练习，以帮助学生初步检测学习效果，消除认知偏差;为了帮助学习者进一步深入理解知识，可以在简单练习后，从多方面、多角度、多层次来设计灵活多变的题目，帮助学习者从各个方面、各个角度、各个层次来应用新知，加深理解的程度。学以致用是学习的根本要义，因此，练习还要有所延伸，将知识与生活、现实、应用联系起来，帮助学习者明晰知识学习的真正用处，为迁移奠定基础。在后续学习时，前面的知识还要不断反复出现，通过重复的习题和针对性的反馈帮助学生形成长期记忆，真正记牢知识、应用知识。■

本文系教育部科技司2020年度教育信息化教学应用实践共同体项目之“学习科学与游戏化学习实践共同体”的阶段性研究成果