基于心流理论的教育游戏设计研究*

李磊 孙强

牡丹江师范学院 黑龙江牡丹江 157011

0 引言

教育游戏自出现以来就一直是教育技术领域研究的重点之一，近年来，随着技术不断地赋能教育，教育游戏的开展方式也得到了前所未有的拓展。而面对日益繁多的应用场景与方式，设计能够让学生沉浸其中并且充满教育性、趣味性的游戏逐渐成为教育游戏设计的一项重点工程。

“心流理论”作为一种积极心理学理论，能够用来描述学生的最佳学习状态。目前，研究者普遍认为，处于心流状态的学习者能够产生高效的学习状态，并且游戏开发者已经将玩家们在游戏过程中是否能够进入心流状态视为评判一款教育游戏优劣的重要标准之一。对此，本研究将基于心流理论探讨构建教育游戏的设计思路，为游戏开发者提供一个促进学习者进入心流状态的设计框架。

1 心流理论

1.1 心流简介

心流的提法古已有之，早在二千五百多年以前，东方传统的精神实践者，如佛家和道家已将运用心流视为其发展精神力的重要技法。在佛教中就有“心底有佛，佛人心流”的说法[1]。而真正对“心流”进行科学研究是近代的事情，“心流”是美国的心理学家Mihaly Csikszentmihalyi在20世纪70年代提出的一个心理学概念，它是指当人们全身心地投入一项活动时的一种整体感觉[2]。由此可见，“心流”理论是一种关于人的心理体验和交互体验的心理学理论，Csikszentmihalyi通过观察运动员、围棋选手、画家、作曲家、舞蹈家之后发现，他们在全身心投入手头上的工作时常会产生一种最佳的心理体验，于是他将人们的这种充实感、满足感、愉悦感称为“心流”。“心流”并没有针对某一特定的领域或行业，仅指当人们在进入心流体验的主观状态后，会不自觉地将注意力高度集中于当前所从事的活动，从而感到知行合一、得心应手，会觉得时间飞逝，然后非常享受当前的过程，至于是否达到最初的目标反而变得不那么重要[3]。所以心流并不需要刻意地去强调或者发现——全神贯注做实验的科学家、一场精彩博弈中的棋手、从事创作的作家，乃至日常生活中观看一场电影或做一次家庭大扫除活动的人们，都可以获得心流体验。

1.2 心流理论的特征维度

Csikszentmihalyi提出了心流的九个主要特征：清晰的目标、即时反馈、技能与挑战的平衡、行动和意识的融合、全神贯注、潜在控制感、丧失自我意识、时间扭曲感，以及具有目的性的体验。此后，经过国内外各学者的不断完善发展，将“心流”的九大特征分别划分到了心流前因、心流体验、心流结果的三个阶段中去（见表1）。

表1 心流理论的特征

关于心流的特征与阶段划分，不同的学者有不同的观点，但如何进入心流状态，即满足心流前因，仍然是学界研究的重点。

2 满足心流前因的教育游戏设计分析

国外学者Finneran等[4]提出了将工具和任务相分离并基于心流前因阶段构建由用户（Person）、工具（Artifact）以及任务（Task）三个因素共同组成的PAT模型。在教育游戏设计之初，充分考虑这三个层面对激发学习者进入心流体验具有指导性意义。

在用户层面，需要充分考虑学习者自身稳定的特质（如性格）以及动态的变化属性（如情绪），这两个维度决定了学习者经历心流体验的难易程度；学习者的年龄、知识水平差异决定了学习者的认知方式与偏好的不同；而情绪的好坏则决定了学习者进入心流状态的速度。

在工具层面，时代的发展赋予了教育游戏更多的开展形式，游戏载体的选择和使用在多样的技术面前显得尤为重要。学习者对于硬件设备和软件本身的操作流畅度和掌控度都影响着学习者的临场感以及心流体验发生的概率。因此，要考虑不同年龄段学习者所适合的游戏载体以及工具与学习者之间的交互方式，倘若工具选择不恰当，就极容易让教育游戏只能发挥娱乐作用而失去其教育意义。

在任务层面，教育游戏的意义就是满足知识学习的需要，无论以哪种形式出现，其首要目标仍然是辅助完成当前教学任务、达成学习目标。教育游戏设计时，应着重分析学习内容与目标以及任务与学习者固有水平之间的匹配程度，以便合理地设置难度阶梯。

从PAT模型中的三个层面出发，分析总结教育游戏设计时激发心流体验的要素（见表2）。

表2 基于PAT模型教育游戏设计时激发心流体验的要素

3 满足心流前因的教育游戏设计框架

根据PAT模型的三个维度，本研究构建了基于心流理论的教育游戏设计框架，如图1所示。该框架以满足心流前因的三个前提条件为导向。

图1 基于心流理论的教育游戏设计框架

3.1 明确的目标

为学习者设计出一个清晰并且明确的目标能够有效激发学习者的期望，并使学习者产生以目标为导向的心态，学习者的内部动机也会受到相应的影响。目标理论认为，学习者的动机是学习者自身对目标进行认知的结果，而动机理论也认为学习动机的核心就是目标。所以，在教育游戏设计之初，给受教育者提供一个含有明确学习内容的目标可以激发学习者的内部动机，进而树立起一种积极的心理状态，为学习者进入心流状态打好基础。

教育游戏目标设计需要考虑两方面的因素。在心流理论指导的教育游戏设计框架下，“明确目标”的取得需要以PAT模型中的“用户”和“任务”为依据。一方面，要考虑一款教育游戏的目标群体并不是所有的学习者，只是针对某一教育阶段的学习者而已，因此，要对学习者的性格、年龄、认知特征等因素进行分析，以其为基石，如皮亚杰的认知发展理论对于不同年龄阶段的儿童的思维方式、认知特征作出划分，在目标群体划分时就可以此为参考。另一方面，每一款教育游戏都蕴含有极强的教育性，而教育性目的的取得是学习者从游戏中获得一定的知识，在知识、情感、价值观三个维度有一定的进步，因此，在教育游戏设计在“明确的目标”取得阶段，应该面向学习内容和学习目标，针对具体课程，围绕课程的核心素养，从宏观层面将教育游戏的总体目标即“该游戏是为了培养学生的什么能力”建立起来。然后将每一章或每一课时的内容细分到每一关卡中，在游戏中给学生具体且明确的任务，即该关卡是为了让学生达到怎样的学习目标。并据此实现学习内容阶梯的设置。最后，可以帮助教师借助多媒体网络、智能手机等信息化设备实时发布并回收学习目标信息，实现目标信息的流转。在这种环境下，学习者从游戏开始一直到游戏结束，均可以获得清晰且明确具体的目标，使学习动机一直维持在一个较佳的水平。

3.2 即时反馈

“反馈”是帮助学习者提升自身学习效果的一个重要环节，教育者给学习者提供一个具体且及时的反馈能够有效地帮助学习者提升自我认知、调节学习行为。“反馈”在真实的学习过程中会使学习者产生两种情绪，即积极的情绪和消极的情绪。对学习者的学习结果提供一个即时反馈能够帮助学习者激发积极情绪，使学习者朝着当前的学习目标不断努力，有利于其进入心流状态，而一个延时的反馈则可能导致学习者对反馈产生抗拒，滋生消极情绪，抑制学习者进入心流状态。

教育游戏设计中“即时反馈”效果的取得依赖于游戏软件本身，而软件要以硬件即PAT模型中的“工具”为载体。在心流理论指导的教育游戏设计框架下，工具的选择需要在对用户以及任务进行分析的基础上得出。游戏设计要在二者的指导下，选择适当的游戏实现工具并且制定相应的交互方式以及互动策略等。在这一环节中，用户层面指导开发者制定符合学习者认知特征的交互方式、互动策略等，任务层面指导开发者制定合适的游戏类型，如人文社科类适合RPG（角色扮演游戏）类型，而自然科学类就比较适合PZL（益智和解谜类小游戏）类型。游戏类型进一步指导游戏载体的选择。同时，游戏内部各要素的设计也要遵循即时反馈的原则，如游戏规则、情节、难度、界面、音效、视觉、角色、道具等要素，这些能否给予学习者即时的反馈，都会影响学习者是否能够获得高质量的心流体验。在这一环节，设计者要充分考虑我国教育信息化建设的成果，要使游戏能够做到帮助教师在课堂上借助现代化的信息技术辅助设备，直观地向学生呈现游戏结果，如该关卡分数、游戏人物等级、进度条、积分、道具获得方式等；线下可以借助于云平台、网站、游戏内部社区等对学生的学习活动进行监测，根据游戏任务完成进度及出错概率等对学生的学习结果进行智能化评估，能够让教师根据评估数据人为反馈结果，或者根据游戏内部反馈逻辑自动给出学生针对当前知识内容的薄弱点、错误之处等；并且要善于与新兴技术相结合，让游戏可以借助当下运用5G、物联网等的智能化移动终端，帮助教师随时随地与学生进行双向的互动沟通，使教师的反馈及时传递给学生，让学生无论在何时何地游戏，都可以具备心流激发的条件。

3.3 技能与挑战的平衡

国外学者Shine N.[5]认为，学习者对学习活动中所具备的技能和挑战的认知是决定心流体验水平的关键。事实上，这也体现在人们的日常学习或者生活中，当参与者觉得自己的能力不够出众，难以完成当前面临的事务或者挑战时，就很容易产生一种焦虑的情绪；但当参与者觉得自己的能力足以应对当前挑战的时候，就会产生无聊的情绪。所以说，只有当参与者认为自己所要处理的事务或者迎接的挑战与其自身的能力水平处于一个相似水平时，才更容易获得心流体验。

Raph Koster在2004年出版的著作ATheory ofFunforGameDesign中指出：一款游戏之所以有趣，就是因为玩家尚不能完全掌控，这一原则在教育游戏中展现得更是淋漓尽致。因此，对于教育游戏内部难度阶梯的设置，建议采用动态难度调整技术，实时检测学习者的水平发展：当学习者能力未能匹配当前学习任务时，依据动态难度调整机制可以对教学任务和教学进度进行拆分，反映到与课程配套的教育游戏中，就可以表现为“容易”“中等”“困难”这三个并行路径；而当学习者对当前所学知识的理解已经处于一个较高水平，调整机制可以对游戏难度进行适当提高乃至引入下一关卡的学习。考虑到当前国内以班级授课制为教学组织形式，面对的学习者群体数量较多并且学习者能力水平异质较高，在游戏正式关卡开始前可以通过“热身”环节来对学习者进行智能化分流，使每一位学习者都可以找到与自身能力平衡的挑战任务。而要达到此目标，需要设计者着重分析两方面的内容：一方面是对学习内容和目标的分析；另一方面则是对学习者已有水平的分析。只有对这两方面进行精准的测量，才能做到技能与挑战的相对平衡，达到动态调整难度的目的。在动态难度调整机制下，学习者始终可以达到技能与挑战的相对平衡，一步步朝着学习目标迈进，并体验攻克目标所带来的愉悦感，持续产生心流体验。

3.4 满足心流前因三者之间的关系

从上文中的设计框架可以得出，心流前因的三个特征维度相互独立又互相联系。首先，“明确的目标”可以推进“即时反馈”的产生。在制定好相关的目标以及目标细分之后，设计者就需要根据这些目标信息来设定相应的反馈方式，以便在达到对应目标后给予学习者一个反馈。其次，“即时反馈”与“技能与挑战的平衡”相互引导。在得到反馈信息之后，动态难度调整机制需要根据反馈信息调整挑战难度，同时，根据学习者完成挑战的状况给予机制一个反馈并且记录在游戏日志中，实现学习者学习状况的即时反馈与流转。最后，“技能与挑战的平衡”需要与“明确的目标”相匹配。在这里不仅仅指学习目标，同时也需要与目标群体相匹配。

4 结束语

本研究参考PAT模型分析并总结了从用户、工具、任务三个维度激发心流体验的要素，构建了基于心流理论的教育游戏设计框架，在此框架下，教育游戏设计的每一个环节都紧紧服务于“明确的目标、即时反馈、技能与挑战的平衡”三个激发心流体验的要素，以保证学习者能够快速进入心流状态，获得心流体验。