【游戏化研究性学习案例比较研究】

　　[摘要]将游戏应用到研究性学习课程的教与学中，目前已经成为教育技术领域新的研究热点。在对大量文献及实证研究项目调研的基础上，精选了四个国内外学者对游戏在能力培养和通识课程中应用的实证研究案例，分析了游戏环境支持下的研究性学习(游戏化研究性学习)的实施过程，重点比较了案例中知识整合、学习过程和师生角色三个方面的异同点，总结了游戏化研究性学习的实施特点和注意事项。这对于我国的研究性学习课程的教学，具有一定的参考价值。
　　[关键词]游戏；研究性学习；学习过程；案例；比较研究
　　[中图分类号]G434　[文献标识码]A　[文章编号]1672－0008(2011)01－0105－06
　　
　　一、研究背景
　　
　　从20世纪90年代开始，世界各国纷纷开始反思本国的教育政策和课程，开始了新一轮的课程改革，对人才培养的目标进行调整，进一步关注学生的学习经验，力求从根本上改变学生的学习方式。顺应这一历史潮流，我国教育部(2001)颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》明确规定，“从小学到高中设置综合实践活动，并作为必修课程，其内容主要包括信息技术教育、研究性学习、社区服务与社会实践以及劳动与技术教育等。”其中研究性学习的开设被一些课程研究者誉为新课程的一大亮点，它是综合实践活动课程的重要组成部分，具有非常重要的意义。
　　由于研究性学习的开放性，各学校需结合学校实际情况来进行教学，给研究性学习的实施带来了困难；同时，由于研究性学习强调体验式学习，强调学习要回归学生的真实世界，但是出于学生人身安全考虑和条件限制，很多学校的研究性学习被限制在较小的范围内；另外，信息化环境下的研究性学习非常强调信息技术的作用。有的学校虽然充分地利用了互联网资源开展协作，但是学生行为普遍是复制、粘贴和组合，很少提出自己独立的见解，问题解决能力并没有得到很好地培养。
　　
　　另一方面，网络游戏的风靡盛行让人看到了游戏在青少年成长中的巨大影响和应用潜力，而实际上从上个世纪80年代开始，就有研究者开始将游戏应用到学校教育当中。早期的游戏应用研究主要受到行为主义学习理论的影响，强调控制和反馈，关注行为的产生和强化，着眼于知识点的掌握，仅把教学材料呈现方式由课本转换为游戏化呈现方式；随着技术的发展和学习理论的更新，认知理论指导下的游戏应用更多地注重能力的培养和提高，这一代的游戏应用研究以适合具体不同的学习者不同方式来呈现知识，强调支架、认知和促进，关注学习者自身的知识建构。同时在游戏应用的学科领域，也由单一学科逐渐变成跨学科。
　　由此可见，游戏应用已经和研究性学习开始紧密联系起来。那么，如何发挥游戏的动机激发、多层交互、及时反馈等特点来为研究性学习的过程与目标服务，就成为一个现实中面临的理论和实践问题。本文就以此为研究焦点，综合利用文献调研及比较研究方法，力求探索开展游戏化研究性学习的方法。
　　
　　二、游戏与研究性学习文献述评
　　
　　研究性学习是指学生基于自身兴趣，在教师指导下，从自然、社会和自身生活中选择和确定研究专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。我国新一轮的课程改革中，虽然将研究性学习作为一门课程来单独开设，其实质还是一种基于课题、项目或主题的探究性学习活动。这种探究性学习活动的特质是：(1)开放式问题；(2)真实性情境；(3)渐进式解决；(4)发展性评价。一般说来，研究性学习分为确定课题，制定计划与搜集资料，成果整理和总结评价四个阶段。
　　有研究者通过分析游戏本身揭示了游戏对研究性学习的支持。韩庆年对流行的《仙剑奇侠传》从故事背景、角色系统。事件系统、动机系统、奖惩机制、支持系统等六个维度进行分析，认为它们正好与学习环境中的学习情境、学习者、问题系统、动机系统、奖惩机制、支持系统一一对应。Dickey通过认真分析游戏的任务机制和人机互动模式后指出，游戏可以满足建构学习环境的所有要求：提供了大量的支架；任务以多种方式呈现；解决任务和问题的多途径选择等，很多游戏本身就为玩家提供了建构环境，是一个模拟真实的问题解决环境，这直接阐明了游戏在研究性学习应用中的潜力。
　　另一方面，也有研究者在分析国内外对游戏应用研究的基础上，结合典型的游戏应用实例，证实了游戏对研究性学习的支持，主要包括游戏可以提供满足符合综合实践活动课程要求的学习方式，提供体验学习的机会，促进学生掌握服务与实践技能等。此外，在游戏与学科知识教学的实证研究中，一些研究者发现，游戏可以激发学生的学习动机，让学生全身心都参与到学习过程中，在游戏中的心理动作能够促进游戏者个体的认知发展、促进游戏社群中的认知协作和游戏团队的认知交流等，具有利于学生问题解决能力、协作学习能力的培养等多种教育应用价值等。
　　但是，目前游戏之于研究性学习的研究多停留在理论探讨和模式构建层面，虽然曾有人从游戏的教学设计、游戏的模型设计、游戏的框架设计三个方面对支持综合实践活动课程的教育游戏设计方案进行了探讨和研究，但是真正用游戏来进行研究性学习的实证研究并不多见，也少有人对利用游戏来开展研究性学习的过程与方法进行系统地梳理与探索。
　　
　　本文首先追踪了国内外若干著名的游戏化学习研究机构和关键人物，精选出若干用游戏来重点培养学生能力(问题解决能力、协作学习能力、领导能力)而非知识学习的经典案例，以机构和人物所承担的项目和发表的研究成果作为主要研究对象，采用文献研究方法和比较研究法，梳理并总结利用游戏来进行研究性学习的过程与方法，全面探讨游戏环境支持下的研究性学习(简称为“游戏化研究性学习”)中的知识整合、学习过程与师生角色，以期对我国的研究性学习的教学实践带来一些启示。
　　
　　三、游戏化研究性学习的实践案例
　　
　　1.Civilization：分析、综合能力的训练
　　在Civilization(文明)游戏中，玩家可以自由选择自己文明发展的方向，带领人民从原始社会发展到未来社会。KurtSquire在2004年利用CivilizationⅢ开展过实验研究。研究团队在一所城市中学里选取了4年级和9年级的学生作为实验对象，用于学校的社会课程(历史、地理)的学习。整个实验持续了18天，实验结束后他对自己开展的实验进行了总结，提出了游戏化教学的5个步骤：(1)把游戏与课程学习建立联系。老师通过讲解，引导学生思考，让学生发现、理解并明确游戏与课程学习之间的关系，为学生参与游戏做准备。(2)指导学生掌握游戏要点，具备解决游戏操作问题的能力。学生在接触游戏时，老师在适当时机讲解简单操作和技巧，同时可以通过成立正式的或者非正式的小组来让学生互帮互助。(3)促进学生开展有目的的游戏活动和组成探究群体。鼓励学生将已有的地理、历史知识利用起来，为游戏的胜利做出努力，这时教师提供事前准备的地图说明、图表对比工具，组织 小组讨论等。(4)部分(学生)重新游戏，尝试新的策略。不少学生经过对失败的总结，结合知识和对游戏的掌握，开始尝试新的游戏策略。老师引导学生总结游戏的收获，帮助他们和史实进行对比分析，为最后的报告做准备。(5)结束游戏，学生在老师的带领下总结学习所得，进行报告。
　　通过以上五个阶段，学生不仅在游戏中利用了地理和历史方面的学科知识，还对文明的理解更加深刻；他们将历史和地理知识作为解决游戏问题的工具，锻炼了解决问题的能力；此外，通过有目的的集体探究活动，学生从一个无组织的个人逐步形成一个自主学习、合作探究的学习共同体，其中有团队协作，也有小组竞争。除此游戏实验之外，一些学科教师在非正式教育中利用Civilization来教学生历史，学生通过游戏，分析、综合的能力得到了提高，也深刻理解了引起历史变迁的众多因素之间的关系。
　　2.SimCity：管理和领导能力的训练
　　SimCity(模拟城市)是一款模拟类商业游戏。玩家以市长身份，在游戏中规划、设计并建立城市，包括公共设施和文化场所的规划，维持城市的持续发展。一些老师将其应用于自己的课堂教学中，帮助学生学习城市规划的相关知识、培养学生的设计能力、决策能力等高阶能力。Zielinski在一所中学的7年级班级开展了实验研究，实验持续3个星期。共有26名学生参与，每天进行游戏化学习的时间大约为50分钟，有若干天用来进行分析游戏报告、图表和文档。实验步骤大致如下：(1)前两天对学生进行培训，确保每位学生掌握游戏操作，并给每个学生提供“游戏操作指南”，便于他们随时获得帮助；(2)从第三天开始，学生按照游戏步骤开始建立自己的城市，同时分阶段学习有关城市建设的知识(如城市定义、移民、环境和地域、城市的政治与服务，资源、交通和教育规划等)；(3)在适当时机分析游戏报告、系统生成的图表和学生撰写的文档等等。
　　通过游戏化学习，学生不但深刻理解了社会知识单元内部之间的联系，同时，学生在使用图表、图像等信息处理工具时，更好地应用了学科知识，还解决了城市虚拟居民提出的抗议和环境保护等问题，提高了应变和决策能力。
　　3.River City：探究学习环境
　　River City(水城)是哈佛大学Dede等人开发的多人虚拟环境(Multiple―Users Virtual Environment)，系统开发以情境学习与分布式认知为理论基础，主要用于中学科学课程的学习。学生分成2－4人一个小组进入River City后，利用已有知识和技能来一起寻找引发环境问题的根源并解决问题，并根据小组的研究结果对改善城市环境提出建议。学生在利用River City的学习过程分为8个步骤”；(1)进行观察；(2)提出问题；(3)在环境中通过访问虚拟图书馆、与居民座谈等方式来搜集信息和数据；(4)利用工具(水样采集工具和实验工具)搜集、分析和解释数据；(5)形成假设，设计调查研究；(6)根据假设搜索更多的证据，与虚拟世界中的角色的交互获取更多的证据；(7)获得研究结果，解释并反思；(8)在教室中讨论交流学习结果。
　　实验结果表明，River City既可以让学生比传统教学方式更有效地学到符合课程标准的科学知识，还提高了学生的学习动机，有利于21世纪生存技能的掌握，提高了探究学习的能力；此外学生在这种环境中能够深度参与，非常有助于发现复杂问题技能的发展。
　　4.Farmtasia：综合学习环境
　　Farmtasia(农场狂想曲)是香港中文大学资讯科技教育促进中心(CAITE)开发的一个游戏化虚拟学习环境，学生以农场主的身份进入游戏中，通过对农场的经营和管理，来综合学习地理、农业、环境、经济、政府、社会等学科知识，并培养解决问题、协作学习、资讯科技等相关能力。Farmtasia实际上是李芳乐和李浩文提出的“虚拟互动、学生为本”学习环境(VISOLE：Virtual Interactive Student―Oriented LearningEnvironment)学习模式指导下的第一个教育游戏产品，VISOLE学习模式大体上分为“鹰架式学习阶段(scaffolding)”、“游戏化学习阶段(Game－based Learning)”和“反思和总结阶段(Reflection and Debriefing)”：(1)鹰架式学习阶段：学生在教师的指导下学习相关学科的高层知识，以方便以后的学习：(2)游戏化学习阶段：同学以农场主的角色加入到Farmtasia中，应用有关知识去解决在游戏中碰到的一系列实际问题；(3)反思和总结阶段：在游戏进行中和游戏结束后，同学在教师的引导下进行反思和总结。
　　从2006年开始。此游戏已经在香港、成都等地的数十所中小学的通识类课程教学中开展过实验研究，初步研究结果表明，这种学习方式确实能够激发同学的学习动机，并有助于培养他们的问题解决能力等高阶能力。还可以让学生在农场的经营和管理中“做中学”，提高了学生信息技术应用等相关能力，对环境保护的重要性和农民的辛苦也有了更深刻地认识。
　　
　　四、案例比较分析
　　
　　1.游戏与知识整合
　　以上四个游戏案例都是游戏与正式教育的一种课程整合应用，他们都整合于课程当中，但是又有所区别。表1列出了四个案例研究的基本情况。
　　从表1可以看出，游戏化研究性学习的对象主要集中在中小学生，并且年级偏高；从时间上看，除了RiverCity之外，其他案例的持续时间在20天左右，包含前测、后测等研究活动；由于Civilization和SimCity是商业游戏，RiverCity和Farmtasia是专为学习开发，所以前两者更注重已有知识的应用，后者还注重新知识的学习；从能力培养上看，四个案例都非常注重高阶能力的培养，尤其是问题解决能力和协作学习能力。
　　此外，整合明确的学习目标是四个案例共有的特征。研究者们为了获得教师和学校的支持，都在游戏教学中整合了一系列具体的学习目标，同时又符合国家的课程标准。学生在游戏本身提供的目标难度和广度不断增加的挑战下，进行具有目标指向性的知识学习和应用。
　　如在Civilization宴验中，研究者针对不同年级的知识和能力水平整合不同的学习目标，明确地指m通过游戏将要学习哪些知识，达到什么样的水平等；River City则是根据美国国内对探究学习的共识基础之上设计的学习过程，游戏学习步骤与科学探究步骤基本一致；SimCity实验中根据游戏进程的不同阶段，应用的学科知识点均不相同。它们都通过游戏本身与学习日标的整合，使游戏化教学更加具有指向性，同时通过对学习日标达到情况进行研究，使研究更加具有说服力。
　　2.游戏化学习过程比较
　　以上四个游戏教学方法虽然使用的游戏不同，应用的对象也不完全一样，但是他们的学习过程也有共同点，大致可以 归纳为准备阶段、学习阶段和反思总结阶段。
　　为了让学习者更好地沉浸于游戏化情境，而不是将主要精力放在解决游戏操作问题上，四个案例都有准备阶段。这个阶段中，研究者和教师引导学生对游戏操作进行扫盲，给予充足的时间和机会掌握游戏操作，了解解决常见游戏操作问题的途径和方法，体现了用技术来支持学习(learn withtechnology)，而不是从技术中学习(1earn from technology)。
　　在Farmtasia实验研究中，研究者还为学生制作了专门的游戏操作指南，便于学生随时查阅。而在Civilization实验中，研究者引导学生建立非正式的小组，小组中有游戏高手也有对游戏不熟悉的新手，他们互相帮助，形成了很好的游戏团队。
　　从学习方式上看，四个案例非常强调学生的自主探究学习和合作学习。教师恰当地利用游戏的功能和特性，激发了学生的学习兴趣。在准备阶段，通过讲解、讨论和案例分享等活动，使学生明白游戏本身与课程学习之间的关系，增强学生的自信心和满足感，激发学生自主探究的学习动机；进入游戏之后，学生在游戏中面临各种各样的问题，完成游戏提供的任务，本身就是一种自主探究学习活动；此外，还非常强调合作学习，RiverCity中探究任务需要和虚拟队伍合作才能完成，在Farmtasia中，学生不但要考虑自己农场的发展，还要考虑自己农场的发展给别的虚拟农场带来的影响，虚拟农场主之间还要通过合作来解决由于经济发展所带来的环境变化问题。
　　值得注意的是，表2中分出的三个阶段时间上并不是完全独立的。如在Farmtasia实验中，研究者就明确指出，反思总结阶段和游戏化学习阶段并不是完全异步进行的，基本上是同步的(如图1)。并且，三个阶段只是根据时间进度按照工作内容上的大致划分，各个阶段之间并没有十分明显的界限，如在SimCity实验中，研究者并没有单独开展反思总结活动，而基本上和游戏过程相夹杂着进行。
　　3.游戏化学习过程中的师生任务分析
　　游戏化学习是以“学习者为中心”的学习，但是四个案例中都没有忽视教师的引导作用。在游戏化学习的三个阶段，教师主要担任活动组织者、过程管理者、学习效果评估者、学习引导者的角色。表3总结了四个游戏化学习过程中老师和学生的任务。
　　从表3可以看出，游戏化学习中教师的工作很重要，游戏为学生的学习提供了仿真的情境和模拟的任务，但是想让学生在游戏中发生学习，没有老师的引导是很难的，所以游戏化学习也给老师带来了新的挑战，成为游戏在正式教育中应用的一个阻碍。
　　
　　五、讨论和结论
　　
　　基于上文的分析，我们不难发现游戏化研究性学习具有一定的优势，它既能够发挥游戏激发兴趣、丰富体验等优点，又能够让学生在“做中学”，通过一系列接近真实的任务，让学生长时间保持较高的学习动机，获得体验学习的机会。不过这也给教师的教学设计能力和信息技术能力带来了更多的挑战，对学习评价也有一定的冲击。下面就结合以上案例分析一下游戏化研究性学习的特点：
　　1.注重游戏化学习团体的形成与引导
　　在很多游戏中，由于要解决的问题都是比较复杂的问题，单靠个人的力量几乎无法完成，协作就成为一种必需，而不是一种选择。因此，游戏化教学过程中，建立游戏化学习团队非常重要。
　　首先，教师不能忽视自发性游戏团体，如在Civilization实验中，研究者引导学生建立非正式的学习小组，这种小组成员不是固定的，多是游戏高手与高手、高手与一般玩家、一般玩家与一般玩家之间的几种组合，由于学生很容易将游戏中的角色和现实生活中的个人对应起来，他们将游戏中的体验在现实生活进行分享，共同商量游戏的策略和方法，为了达到游戏获胜的目标而共同努力，所以这样的小组具有很强的凝聚力和生命力。
　　其次，还需要通过外部学习活动来促进小组活动的发生，如在学习和总结阶段开展游戏内和游戏外的小组讨论，如学生在River City中利用实验工具进行小组合作实验，Farmtasia中利用聊天工具进行及时求助等。
　　此外，老师要注意引导，为学生的交流提供丰富的社会化交流工具，如论坛、博客工具等，鼓励学生将自己玩游戏的过程和经验和大家进行分享。
　　2.提供多种知识建构工具而不仅是游戏
　　在四个案例中，研究者和教师还提供了多种学习工具，而不单是游戏本身。总的来说，游戏化研究性学习需要给学习者提供以下三种知识建构工具：(1)辅助认知工具，包括图像认知工具、表格认知工具、以及采样工具和模拟实验环境，如River City中的水样采集工具和SimCity中的数据处理工具；在Farmtasia实验中，学生还会利用excel表格来记录农作物的产量和价格；(2)交流协作工具，包含游戏中的留言对话工具和道具互换工具，游戏外的论坛、博客、视频分享网站等等；(3)反思总结工具，如Civilization和Farmtasia还为学生提供了的游戏日志的书写模板。当然，根据反思的目的不同，引导学生反思的工具也有所差别。
　　此外，还应该给老师提供辅助评估工具，因为想让老师对每个学生的游戏化操作进行人工监控和指导是不太现实的，所以需要借助一些工具来帮助教师进行评估，如Farmtasia中有一个“Replay”功能，它可以记录并重播每位学生的游戏过程，老师就可以通过重播游戏过程来指导学生进行游戏化学习。
　　3.非常注重对游戏过程的反思
　　反思可以帮助学生理解游戏并不单纯是游戏，而是一种学习活动，如果不进行反思，不能保证是否发生了真实的学习。在所列举的案例中，每个案例中都有明显的反思总结活动。游戏化学习中的反思可以分为游戏中的反思和游戏结束后的反思，游戏中的反思是学生调节自已游戏行为的重要方法，教师应作为信息的提供者、决策顾问来帮助同学反思，而且教师要管理、监控整个游戏进程，选择适当的时机和场景组织讨论，确保学生在游戏中有反思行为发生。在游戏结束时，教师帮助学生整理游戏学习成果，对个人游戏的过程进行梳理和总结，为个别学生分享游戏经验提供机会。
　　4.注重游戏学习的现实意义
　　研究性学习非常注重学习对学生的现实意义。力图使学习回归现实生活，对学生的真实生活起作用。所以对于游戏化学习来说，也应该注重游戏化学习结果向真实生活中的迁移。
　　首先，尽可能提供仿真的游戏情境，如River City和Farmtasia，它们系统内部是由接近真实的物理引擎所驱动；第二，保持和利用学习者在游戏中建立的良好互动关系，让其更有效地作用与学生的日常学习生活；第三，注重游戏化学习结果向真实世界转化，如在River City结束后，教师指导学生给市长写一封信，对城市的环境保护和可持续发展提出建议；在Farmtasia结束后，教师指导学生给一位农场主写一封信，就农场经营问题提出自己的建议。
　　
　　　六、结语
　　
　　研究游戏在学校正式教育中的应用，一直是教育游戏研究的重要方向。这类研究更加注重游戏在教育中的应用价值以及如何将游戏整合到学习中的过程与方法，而不用太在意游戏本身是否是为教育而设计或开发。面对游戏产业蓬勃发展的这一历史趋势，游戏化学习的教学法研究，不但有利于促进教育游戏在正式教育中的应用，发挥教育游戏在能力培养方面的潜力，还将有利于教育游戏产业的发展。
　　本研究结合已有的典型案例和我国课程改革的实际需要，对典型的游戏化研究性学习案例的实施过程和教学方法进行了较为全面的总结、比较和分析。分析发现，游戏化研究性学习在知识学习、能力培养、师生角色等方面具有某些相似之处，注重合作学习、注重现实意义、注重过程反思、提供多种学习支持等，是开展游戏化研究性学习的特点，同时也是促进学习发生、保证学习成效的重要保障。希望能对我国研究性学习课程的教学实践提供一些启示。