基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用
——以“人格與精神障礙”在線課程為例

王治國 周紅春 劉情情 賈艷濱 鐘輝

（暨南大學(xué)，廣東廣州，510632）

游戲化（gamifying）的概念最早可追溯到1980年，理查德·巴特爾（Richard Bartle）率先提出這一概念，認(rèn)為游戲化是指將游戲元素和游戲設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于非游戲場景或者活動之中[1]。趣味性只是游戲化的表層體現(xiàn)，將游戲化設(shè)計有效應(yīng)用到課程學(xué)習(xí)中，使學(xué)習(xí)和游戲兩者有機(jī)融合，才是游戲化的深層應(yīng)用，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

隨著在線課程研究的不斷發(fā)展，游戲化學(xué)習(xí)與在線課程的融合應(yīng)用愈來愈受到重視。本研究分別從組件、機(jī)制、動力、評價四個方面開展在線課程游戲化學(xué)習(xí)設(shè)計，構(gòu)建基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計模型，并應(yīng)用于“人格與精神障礙”課程，嘗試探索在線課程設(shè)計與游戲的融合，希望能對在線課程游戲化學(xué)習(xí)的研究有一定的促進(jìn)作用。

一、基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計

（一）DMC金字塔結(jié)構(gòu)

Kevin Werbach在《游戲化思維》中提出DMC（動力-Dynamics、機(jī)制-Mechanics、組件-Components）游戲化設(shè)計結(jié)構(gòu)，如圖1所示。他將游戲化元素DMC呈金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)計，以抽象程度的高低為序排列，多種組件在機(jī)制牽引下可形成復(fù)雜的規(guī)則，輔以動力元素驅(qū)動即可形成完整的游戲化系統(tǒng)。

圖1 DMC 金字塔結(jié)構(gòu)

游戲化中最抽象的元素是動力元素，動力即一切力量的來源，此處專指對用戶進(jìn)行游戲化行為起促進(jìn)作用的力量。機(jī)制是推動游戲進(jìn)程和用戶參與的基本流程，組件是動力和機(jī)制的具體形式，是最基礎(chǔ)的游戲化元素。

（二）模型構(gòu)建理論依據(jù)

行為理論認(rèn)為，發(fā)現(xiàn)刺激與反應(yīng)之間的規(guī)律性聯(lián)系，就能根據(jù)刺激推知反應(yīng)，反之亦然，從而達(dá)到預(yù)測和控制行為的目的[2]。DMC結(jié)構(gòu)中點(diǎn)數(shù)、徽章和排行榜等組件元素能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)，系統(tǒng)地運(yùn)用這些外在刺激，可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情。認(rèn)知理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是人通過感覺、知覺得到的，是由人腦主體的主觀組織作用而實(shí)現(xiàn)的，并提出學(xué)習(xí)是依靠頓悟，而不是依靠嘗試與錯誤來實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)[3]。認(rèn)知主義者更加關(guān)心人的頭腦中到底發(fā)生了什么，即內(nèi)在動機(jī)的形成。DMC架構(gòu)中，學(xué)習(xí)者通過組件感覺或知覺，由大腦中的組織對機(jī)制和動力進(jìn)行整合，促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和認(rèn)知。

（三）基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計

《游戲改變世界》一書對“游戲”一詞給出了類似的范疇定義——游戲其實(shí)和介質(zhì)無關(guān)，只要滿足以下4個關(guān)鍵元素，它就可以是一個游戲：有明確目標(biāo)以及規(guī)則、要克服明確的困難、能得到及時的反饋、自主自愿參加[4]。根據(jù)以上定義和在線課程的特點(diǎn)分析，在線課程的設(shè)計、學(xué)習(xí)過程其實(shí)就類似于游戲的設(shè)計和進(jìn)行過程。在線課程所具有的游戲基因?yàn)檎n程的游戲化設(shè)計帶來了天然的優(yōu)勢。DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程設(shè)計模型是將游戲化元素、機(jī)制、動力賦能在線課程設(shè)計，使之有機(jī)融合，構(gòu)建基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程設(shè)計模型。將在線課程線上和線下部分進(jìn)行有效識別，通過遴選系統(tǒng)進(jìn)行分析，配置合適的游戲組件、機(jī)制、動力元素，對課程的展示、教學(xué)設(shè)計和學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行賦能，可構(gòu)建DMC游戲化賦能的在線課程；通過對課程和游戲化兩方面進(jìn)行評價并分析評價結(jié)果，可以對游戲化學(xué)習(xí)賦能設(shè)計和在線課程設(shè)計進(jìn)行修正。該模型分為在線課程設(shè)計、游戲化學(xué)習(xí)賦能、課程評價、模型修正等模塊，進(jìn)行全過程閉環(huán)設(shè)計，如圖2所示。

圖2 基于DMC 金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程設(shè)計模型

DMC金字塔結(jié)構(gòu)在線課程設(shè)計的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在游戲化組件美化課程和優(yōu)化課程展示、游戲化機(jī)制賦能在線課程、游戲化動力元素激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)三個方面。游戲化學(xué)習(xí)過程是先應(yīng)用組件的美學(xué)功能，進(jìn)而探索課程的深層次機(jī)制，從而激活學(xué)習(xí)的動機(jī)；而教學(xué)設(shè)計是從想要激活學(xué)生哪方面動機(jī)出發(fā)，從而選擇合適的機(jī)制和策略，最后通過組件的美學(xué)功能進(jìn)行延展。因此在在線課程游戲化設(shè)計過程中，應(yīng)該將組件、機(jī)制、動力元素進(jìn)行合理地對應(yīng)，進(jìn)而將其融合到在線課程游戲化設(shè)計和應(yīng)用中。游戲化組件-機(jī)制-動力對應(yīng)表如表1所示。

表1 游戲化組件-機(jī)制-動力對應(yīng)表

1.游戲化組件美化課程和優(yōu)化課程展示

組件是動力和機(jī)制的具體形式，是最基礎(chǔ)的游戲化元素，多種組件在機(jī)制牽引下可形成復(fù)雜的規(guī)則，輔以動力元素驅(qū)動即可形成完整的游戲化系統(tǒng)。因此組件在美化和優(yōu)化課程展示時，首先要將組件元素和在線課程元素進(jìn)行對應(yīng)，游戲化組件和在線課程元素對應(yīng)表如表2所示。應(yīng)用中可根據(jù)對應(yīng)表將游戲化組件融入在線課程元素設(shè)計。

表2 游戲化組件和在線課程元素對應(yīng)表

2.游戲化機(jī)制賦能在線課程

機(jī)制是推動游戲進(jìn)程和用戶參與的基本流程，換言之，將游戲化機(jī)制合理應(yīng)用于在線課程，能夠有效推動在線課程的發(fā)展和學(xué)習(xí)者的積極參與，游戲化機(jī)制和在線課程教學(xué)設(shè)計對應(yīng)表如表3所示。根據(jù)機(jī)制和教學(xué)設(shè)計的對應(yīng)，可對游戲化機(jī)制進(jìn)行剪裁和選擇，使游戲化機(jī)制能與在線課程教學(xué)設(shè)計進(jìn)行深度的融合。

表3 游戲化機(jī)制和在線課程教學(xué)設(shè)計對應(yīng)表

3.基于游戲化設(shè)計的在線課程激發(fā)學(xué)習(xí)動力

動力即一切力量的來源，此處專指對用戶游戲化行為起促進(jìn)作用的力量，可通過游戲動力元素的應(yīng)用促進(jìn)學(xué)習(xí)動力的激發(fā)。游戲動力和學(xué)習(xí)動力對應(yīng)表如表4所示。

表4 游戲化動力元素和學(xué)習(xí)動力對應(yīng)表

4.課程游戲化設(shè)計評價

課程游戲化設(shè)計評價主要指對DMC賦能的在線課程設(shè)計中的游戲化設(shè)計和應(yīng)用進(jìn)行評價，了解游戲化賦能后，課程是否在游戲化意義方面進(jìn)行了切實(shí)有效的賦能。課程游戲化評價表如表5所示。

表5 在線課程游戲化設(shè)計評價表

二、基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)在線課程游戲化設(shè)計的應(yīng)用

本文以“人格與精神障礙”在線課程為例，闡述DMC金字塔結(jié)構(gòu)在線課程設(shè)計模型的實(shí)際應(yīng)用?！叭烁衽c精神障礙”是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，理論部分主要基于全生命周期理念，了解人格與人格障礙的形成，認(rèn)識兒童發(fā)育問題、抑郁與雙相障礙、精神分裂癥、強(qiáng)迫及焦慮癥、恐怖癥、應(yīng)激創(chuàng)傷、進(jìn)食與失眠障礙、老年癡呆等各類精神障礙的成因、臨床癥狀、診斷評估方法、藥物治療與心理治療手段等知識；實(shí)踐部分在于借鑒專業(yè)的最新研究進(jìn)展和動態(tài)，掌握診斷與治療原則，針對不同患者，設(shè)計相應(yīng)的訓(xùn)練游戲，做到既“治病”又“治人”。筆者將DMC金字塔結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計模型運(yùn)用到該門課程中，根據(jù)課程特點(diǎn)進(jìn)行游戲化教學(xué)設(shè)計，分為理論講解與實(shí)踐設(shè)計兩部分。該課程于2019年9月上線中國大學(xué)MOOC和學(xué)堂在線兩大國內(nèi)主流MOOC平臺，至今開課4次，選課量4萬余人。該課程也獲評為2020年廣東省“一流本科課程”（已公示）。

(一)理論部分的游戲化教學(xué)方案設(shè)計

理論講解部分主要采用DMC金字塔結(jié)構(gòu)中的敘事和關(guān)系動力元素。敘事動力元素主要利用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，通過循序漸進(jìn)的教學(xué)活動的開展，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)社交地圖，達(dá)到課程驅(qū)動社交、社交助力課程的最終目的。課程通過打怪、點(diǎn)數(shù)、等級、排行榜等游戲化組件，對理論部分進(jìn)行游戲化的整體設(shè)計。本門課程的理論部分設(shè)計為14次任務(wù)活動，學(xué)生進(jìn)入課程時提示任務(wù)進(jìn)度表，提前完成當(dāng)前任務(wù)即獎勵金幣，滯后完成則消耗金幣。每次打怪活動包括理論測試和素質(zhì)表現(xiàn)。理論測試至少要達(dá)到60分才能通過，素質(zhì)表現(xiàn)為加分項(xiàng)目。學(xué)生每次打怪通過會獲得相應(yīng)的課程積分，課程積分的總分是100分，根據(jù)每次任務(wù)的難易程度分配到每次打怪的理論測試和素質(zhì)表現(xiàn)評價上。素質(zhì)表現(xiàn)的評價內(nèi)容主要包括學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中建立的競爭和合作關(guān)系，以及學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、討論關(guān)聯(lián)度情況等。本門課程為32學(xué)時，每4個學(xué)時公布一次排行榜，學(xué)生將會經(jīng)歷青銅、黃金、鉆石、王者四個等級的晉級。

（二）實(shí)踐部分的游戲化教學(xué)方案設(shè)計

因?yàn)榫裾系K的類型不同，相應(yīng)的訓(xùn)練重點(diǎn)和方法也會有所區(qū)別，因此在設(shè)計訓(xùn)練游戲時要注意區(qū)分，根據(jù)不同的訓(xùn)練目的，設(shè)計“眼疾手快”“猜猜誰沒變”“打乒乓球”“超市購物”等VR游戲。下面重點(diǎn)以注意力訓(xùn)練游戲設(shè)計為例，闡述如何運(yùn)用DMC金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)計訓(xùn)練游戲。

課程針對注意警覺的訓(xùn)練，運(yùn)用約束和情感動力元素，基于VR技術(shù)，設(shè)計了擊打乒乓球的VR訓(xùn)練游戲，如圖3所示。該訓(xùn)練游戲基于約束動力元素，激發(fā)學(xué)生對規(guī)則、時間、組織活動的管理和適應(yīng)能力。游戲中，被試者戴著虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備套裝，在一個虛擬的乒乓球訓(xùn)練室里，其對面有個發(fā)球器，可以發(fā)出不同顏色（紅色、綠色、彩色等）的乒乓球，且每個球的運(yùn)動軌跡均模擬真實(shí)的乒乓球運(yùn)動。訓(xùn)練要求被試者對移動到眼前的乒乓球保持警惕，并對指定的球進(jìn)行擊打，而對非指定球不做反應(yīng)。發(fā)球速度會隨著擊球正確率變化而變化。正確擊打會有加分，錯誤擊打則會減分，借以觀察被試者的情感波動。每次訓(xùn)練時間為10分鐘，20次為一個周期。教師可通過一個周期前測和后測的數(shù)據(jù)比較，觀察被試者對規(guī)則和時間的適應(yīng)程度，及其注意警覺的訓(xùn)練效果，并根據(jù)測試得出基于VR擊打乒乓球的注意力訓(xùn)練對被試者的注意力具有一定改善作用的結(jié)論[5]。VR乒乓球游戲效果圖如圖4所示。

圖3 VR 彩色乒乓球游戲設(shè)計圖

圖4 VR 彩色乒乓球效果圖

三、基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化應(yīng)用效果評價

（一）評價方法

研究采用問卷調(diào)查方式收集學(xué)習(xí)者對在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用效果評價的反饋數(shù)據(jù)，以探索游戲化設(shè)計的在線課程學(xué)習(xí)效果是否有提升。問卷結(jié)合游戲化學(xué)習(xí)特點(diǎn)，借鑒李克特5級量表法進(jìn)行設(shè)計[6]。問卷內(nèi)容包括對在線課程游戲化設(shè)計的評價、學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)效果、滿意度等指標(biāo)項(xiàng)。在線課程游戲化設(shè)計應(yīng)用效果評價表如表6所示。

表6 在線課程游戲化應(yīng)用效果評價表(部分)

（二）評價實(shí)施

1.問卷數(shù)據(jù)收集

本次問卷調(diào)查采用問卷星平臺進(jìn)行發(fā)放和收集，共回收問卷230份，剔除無效問卷13份，有效問卷217份，占比94.3%。有效問卷中，男性占比49.77%，女性占比50.23%；本科生占比69.1%，碩士研究生占比17.1%，博士研究生占比6.9%，其他占比6.9%。該問卷涵蓋了各種在線學(xué)習(xí)者類型，并且男女比例均衡，問卷數(shù)據(jù)真實(shí)可靠?；贒MC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用效果評價問卷匯總信息（部分）如表7所示。

表7 基于DMC 金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用效果評價問卷匯總信息（部分）

2.問卷數(shù)據(jù)分析

根據(jù)問卷信息，用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計得出總體評價匯總表如表8所示，根據(jù)表8所示，評價正向態(tài)度最低為73%，最高為82%，總體呈正向分布。

表8 基于DMC 金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用效果評價問卷信息匯總表

3.評價結(jié)果

通過對在線課程游戲化設(shè)計評價、學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)滿意度進(jìn)行分析統(tǒng)計，繪制在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用評價直方圖，如圖5所示。根據(jù)圖5可知，基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用在課程游戲化設(shè)計、學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)效果、滿意度方面評價都接近4，說明該模式得到學(xué)習(xí)者的高度認(rèn)可。其中學(xué)習(xí)效果評分最高，滿意度略低一些。因此說明：（1）在線課程設(shè)計中加入游戲化元素，可以有效提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣；（2）學(xué)習(xí)者普遍認(rèn)同在線課程游戲化設(shè)計有助于學(xué)習(xí)效果的提升；（3）學(xué)習(xí)者對于本在線課程的游戲化設(shè)計比較滿意，但由于教育游戲設(shè)計與開發(fā)的專業(yè)從業(yè)者較少，投入經(jīng)費(fèi)不足等原因，學(xué)習(xí)者對于該在線課程游戲設(shè)計的滿意度還有待進(jìn)一步提升。

圖5 在線課程游戲化設(shè)計與應(yīng)用評價直方圖

四、體會與建議

基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程設(shè)計是利用游戲化理念賦能在線課程，借助新型信息技術(shù)促進(jìn)教育和游戲融合的一次探索。游戲的設(shè)計理念應(yīng)用于在線課程的設(shè)計和開發(fā)，可以提高學(xué)習(xí)者的參與度，增強(qiáng)沉浸感和代入感，提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)習(xí)者提供更多的可能性。本次研究體會主要有以下幾點(diǎn)：

1.建立基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計模型，為在線課程的游戲化融合研究提供了一些思路

研究將游戲化元素、機(jī)制、動力賦能在線課程設(shè)計，使之有機(jī)融合，構(gòu)建基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程設(shè)計模型；配置合適的游戲組件、機(jī)制、動力元素，對課程的展示、教學(xué)設(shè)計、學(xué)習(xí)動力進(jìn)行賦能，構(gòu)建DMC賦能的在線課程；課后利用調(diào)查問卷對應(yīng)用效果進(jìn)行評價，分析評價結(jié)果，對設(shè)計進(jìn)行修正完善，為在線課程的游戲化融合研究進(jìn)行了有益的探索與實(shí)踐。

2.將VR技術(shù)應(yīng)用于在線課程設(shè)計中，推動新型信息技術(shù)和在線課程的融合發(fā)展

研究應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、高思維人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)和游戲引擎技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和呈現(xiàn)手段，構(gòu)建游戲化學(xué)習(xí)機(jī)制，將學(xué)習(xí)內(nèi)容融入到游戲場景和環(huán)節(jié)中，構(gòu)建了游戲化學(xué)習(xí)知識模型。在整個游戲化設(shè)計過程中，關(guān)卡設(shè)計尤其重要，其決定了游戲“可玩性”的持續(xù)與否，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過程即體現(xiàn)在各個“闖關(guān)”環(huán)節(jié)當(dāng)中。

3.為醫(yī)學(xué)類在線課程探索了教學(xué)和治療有機(jī)結(jié)合的途徑

本研究設(shè)計開發(fā)了在線課程配套系列教育游戲《人格與精神障礙——學(xué)做自己的心理醫(yī)生》，其中包括有“VR彩色乒乓球”“眼疾手快”“猜猜誰沒變”、“超市購物”等游戲環(huán)節(jié)。該在線開放課程累計服務(wù)在校生和社會學(xué)習(xí)者達(dá)4萬多人次。課程服務(wù)于大規(guī)模在線學(xué)習(xí)，疫情期間有效保障了“停課不停學(xué)”。同時該課程也將游戲?qū)W習(xí)理念應(yīng)用于精神障礙患者康復(fù)訓(xùn)練，為精神類疾病患者的康復(fù)提供了新的解決思路和方案。

隨著對游戲化學(xué)習(xí)以及對DMC金字塔結(jié)構(gòu)在線課程游戲化設(shè)計模型的深入研究與應(yīng)用，我們認(rèn)識到游戲和在線課程的深度融合還存在以下不足：（1）基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計模型還未進(jìn)行多學(xué)科、大規(guī)模應(yīng)用壓力測試，模型自我修正機(jī)制有待進(jìn)一步完善；（2）基于DMC金字塔結(jié)構(gòu)的在線課程游戲化設(shè)計模型推廣力度仍不夠，應(yīng)用范圍還較為有限；（3）教師和學(xué)習(xí)者的游戲素養(yǎng)有待提高；（4）教育游戲化開發(fā)者理論和技術(shù)相對脫節(jié)，需要加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)。

綜上，本研究提出以下幾點(diǎn)建議：（1）根據(jù)不同學(xué)科特色，進(jìn)行有選擇和剪裁的DMC游戲化元素配置，提高游戲化賦能的有效度；（2）結(jié)合5G技術(shù)，在在線課程游戲化設(shè)計方面融入XR技術(shù)、全息投影技術(shù)，增強(qiáng)情景感的創(chuàng)設(shè)，促進(jìn)沉浸感和代入感[7]；（3）泛化知識邊界，加強(qiáng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域、跨文化融合，拓展游戲化學(xué)習(xí)的寬度和廣度；（4）及時捕捉游戲和在線課程結(jié)合的研究熱點(diǎn)和突變點(diǎn)，進(jìn)而開拓新的研究領(lǐng)域和方向。

在線開放課程中游戲化學(xué)習(xí)的設(shè)計既要符合不同層次、不同類型學(xué)習(xí)者的特征，又要考慮學(xué)生多元化的發(fā)展，還要考慮學(xué)習(xí)性與娛樂性的結(jié)合；應(yīng)采用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)和呈現(xiàn)手段，將教學(xué)的元素和內(nèi)容植入到游戲場景和環(huán)節(jié)中，將游戲作為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、互動的平臺，使信息傳遞的過程更加生動，從而擺脫傳統(tǒng)的單向知識傳輸模式，充分發(fā)揮和培養(yǎng)學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果。