三種基本學(xué)習(xí)理論與教育游戲的設(shè)計

曹 鷺

（華東師范大學(xué) 教育學(xué)部，上海 200062）

一、引 言

近年來，如何運用學(xué)習(xí)理論與信息技術(shù)共同促進傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)型已成為學(xué)界的重點關(guān)注領(lǐng)域?！?020年全國未成年人互聯(lián)網(wǎng)使用情況研究報告》顯示，我國未成年人的互聯(lián)網(wǎng)普及率達94.9%，其中53.3%的小學(xué)生和75%左右的初高中生（包括中職校學(xué)生）會玩數(shù)字游戲。這意味著數(shù)字游戲已成為中小學(xué)生的休閑娛樂活動之一。在這一背景下，越來越多的學(xué)者關(guān)注使用數(shù)字游戲開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力。除商業(yè)游戲外，一些公司或研究機構(gòu)研發(fā)了許多教育游戲（或嚴肅游戲）。許多研究與文獻綜述表明，相比于傳統(tǒng)教學(xué)，教育游戲能更好地幫助學(xué)習(xí)者習(xí)得各類知識與能力（Clark et al., 2016）。

教育游戲研究的熱點是教育者如何設(shè)計教育游戲（或選擇已有教育游戲）幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識與提升能力。許多學(xué)者從學(xué)習(xí)科學(xué)角度認為采用合理的學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，是保證教育游戲?qū)W習(xí)效果的重要條件。克拉克等（Clark et al., 2016）的元分析研究表明，采用學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的教育游戲更有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。然而，到2009年，運用學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)的游戲僅有16%，但在2008-2019年間，這一比例攀升至46%（Wu et al., 2012 ；Hussein et al.,2021） 。這說明，越來越多的教育游戲研發(fā)者認識到學(xué)習(xí)理論對教育游戲設(shè)計的重要性。

從1970年代至今，教育游戲設(shè)計理念經(jīng)歷了從行為主義和認知主義，再到建構(gòu)主義的發(fā)展過程。這一過程本質(zhì)上也貼近百年來教育目標的變化過程—從機械學(xué)習(xí)陳述性知識，到主動理解概念性知識，再到運用已有知識開展社會與科學(xué)實踐。國內(nèi)從學(xué)習(xí)理論視角梳理教育游戲設(shè)計理念發(fā)展的研究不多。本文從教育游戲的設(shè)計原則與游戲環(huán)境的視角出發(fā)，梳理教育游戲設(shè)計理念的發(fā)展歷程，總結(jié)不同學(xué)習(xí)理論的教育游戲應(yīng)用狀況，對比基于不同學(xué)習(xí)理論的教育游戲?qū)W(xué)習(xí)效果的影響，并嘗試探討教育游戲未來發(fā)展方向。

二、行為主義教育游戲

行為主義學(xué)習(xí)理論創(chuàng)始于20世紀初，代表人有桑代克、斯金納等。其核心觀點是學(xué)習(xí)者受到刺激，隨后會作出相應(yīng)的反應(yīng)（如回答問題等）（Ertmer et al., 2004）。行為主義注重建立“刺激—反應(yīng)”的連結(jié)，具體表現(xiàn)為教師通過給予學(xué)習(xí)者不同的任務(wù)、線索或反饋作為刺激，引發(fā)學(xué)習(xí)者作出反應(yīng)，直至其反應(yīng)達到預(yù)期目標。然后，教師再通過反復(fù)操練、強化（如獎懲學(xué)習(xí)者的行為）等幫助學(xué)習(xí)者建立“刺激—反應(yīng)”之間的正確連結(jié)，行為改變標志著學(xué)習(xí)目標達成（Ertmer et al., 2004）。

最早的數(shù)字游戲誕生于1962年，教育游戲也隨之誕生，真正面向民用的教育游戲誕生于1970年。盡管教育游戲誕生時行為主義已不再是主流學(xué)習(xí)理論，但受限于早期計算機機能，游戲公司只能研發(fā)符合行為主義理念的數(shù)字游戲，例如“吃豆人”“乓”“太空入侵者”等。因此，早期眾多教育游戲基于行為主義開展設(shè)計。

二十世紀八十年代末期，行為主義教育游戲逐漸被認知主義教育游戲替代，但其簡單有效的設(shè)計受到智能手機應(yīng)用開放商青睞，如“悟空識字”等語言類教育游戲尤獲好評。如今市面上活躍的行為主義教育游戲有射擊類、卡片類、運動類和模擬流程類游戲等。行為主義認為不斷給予學(xué)習(xí)者線索、練習(xí)與強化就可以習(xí)得知識，并不關(guān)注學(xué)習(xí)者內(nèi)心的認知過程與心理活動，因此行為主義教育游戲主要用于習(xí)得簡單的知識與能力，包括陳述性知識（Djaouti et al., 2011）、感知注意力（Oei &Patterson, 2015）和過程性知識，如運動技能（Gabbett et al., 2009）。

（一）設(shè)計原則

行為主義教育游戲的核心玩法是反復(fù)操練，其設(shè)計運用了一系列操作性條件反射原則，即強化、線索和塑形。這些原則也被廣泛運用于傳統(tǒng)課堂、游戲化教育（即將游戲中的元素加入非游戲的學(xué)習(xí)情境中）或商業(yè)游戲。

1.強化

強化是一種用于增加或減少某種行為的刺激（Schunk, 2020），是行為主義教育游戲的核心原則。常見形式為積極強化（即增加某種行為），主要體現(xiàn)為游戲的獎勵機制，可以是虛擬物質(zhì)獎勵，如分數(shù)或虛擬代幣，用于在游戲中購買喜歡的服裝、更強的道具、開啟新的關(guān)卡等；也可以是精神獎勵，如“完美”等夸獎用語、撒花動畫音效等。

與積極強化對應(yīng)的是負面強化（即減少某種行為），體現(xiàn)為扣分、減少挑戰(zhàn)次數(shù)等懲罰，亦或警告提醒，如顯示“此路不通”等警示語、出現(xiàn)劃紅叉的動畫音效等。不管哪類強化，它們都能影響學(xué)習(xí)者的游戲行為，促使他們建立“刺激-反應(yīng)”連結(jié)，最終實現(xiàn)行為改變。

2.線索

線索是通過給學(xué)習(xí)者各類信息以促使其獲取積極強化的行為（Schunk, 2020），主要體現(xiàn)為各類過關(guān)提示。例如，界面播放健身動作范例提示玩家開始運動，卡片類教育游戲“快樂英語”給出三個格子告知玩家該單詞由三個字母組成。

3.塑形

塑形（shaping）指學(xué)習(xí)者為了學(xué)得某一目標行為連續(xù)獲得獎勵，使其分步學(xué)習(xí)某一復(fù)雜知識或一系列鏈式知識（Schunk, 2020），主要體現(xiàn)在拆分游戲任務(wù)。例如，有游戲?qū)⒅谱饕獯罄娣譃槿舾蓚€小任務(wù)，先模擬操練炒肉醬，再操練如何煮面，最后操練如何裝盤，每個環(huán)節(jié)的完成都能得到獎勵。這種設(shè)計能促使學(xué)生不斷朝下一知識目標前進，直至達成整個目標行為。

（二）游戲環(huán)境

游戲環(huán)境是開展學(xué)習(xí)活動的場所，主要包括視角、敘述、角色、布置等。

視角方面，行為主義將知識看作是獨立于心靈外的東西，學(xué)習(xí)者只是被動地接受知識，游戲畫面以第三人稱固定視角為主。例如，在運動類游戲中，玩家僅在虛擬網(wǎng)球場揮球而無需探索網(wǎng)球場本身。這種視角與傳統(tǒng)課堂的被動學(xué)習(xí)視角類似，即學(xué)習(xí)者只是被動聽講，不需要主動學(xué)習(xí)知識或建構(gòu)新知識。

敘述指在游戲中敘述或呈現(xiàn)一段經(jīng)歷，起到揭示背景、呈現(xiàn)劇情發(fā)展的作用。敘述既可以整塊出現(xiàn)在游戲開篇與結(jié)局部分，也可以碎片化地出現(xiàn)在游戲過程中，還能根據(jù)玩家選擇呈現(xiàn)不同的敘述（如結(jié)局走向不同）。對敘述的理解涉及認知過程（Spires et al., 2011），但行為主義不關(guān)注學(xué)習(xí)者對信息的加工，故敘述在行為主義教育游戲中的作用有限。

角色方面，行為主義教育游戲中非玩家角色（Nonplayer Character，NPC，即游戲中陪襯玩家的虛擬人物）主要負責(zé)告知玩家線索（如給予玩家任務(wù)和提示），強化玩家行為（如鼓勵角色，與玩家交易代幣），角色塑造較呆板。

布置指支持敘述及定義游戲時空氛圍的總體格局，涉及空間、時間、環(huán)境（游戲外形與氛圍）、情感等維度（Dickey, 2005）。行為主義教育游戲?qū)訖C與情感的關(guān)注有限（盡管強化能影響人的動機），主要關(guān)注空間與時間的布置?？臻g上，行為主義教育游戲僅需要有限的物理空間。時間上，游戲時間更多作為強化玩家行為的判斷依據(jù)（如完成30分鐘運動獲得階段性打卡獎勵）。

三、認知主義教育游戲

十九世紀五十年代起，研究者開始從觀察人的外部行為轉(zhuǎn)向復(fù)雜的內(nèi)心認知過程，認知主義逐漸成為主流學(xué)習(xí)理論，現(xiàn)今仍是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要流派。認知主義研究發(fā)現(xiàn)，人僅通過觀察而不進行反復(fù)操練也能學(xué)習(xí)知識技能（Bandura, 1986）。這意味著比起行為，認知能深刻地影響學(xué)習(xí)（Schunk, 2020）。認知主義的代表理論主要有信息加工理論與社會認知理論。信息加工理論將學(xué)習(xí)者比作類似計算機的信息處理器（Mayer, 1996），關(guān)注人是如何注意、感知、編碼、貯存、提取和遺忘外界知識的。社會認知理論認為學(xué)習(xí)者的信念、目標、價值、結(jié)果預(yù)期、自我調(diào)節(jié)等個人特質(zhì)或能力都能影響學(xué)習(xí)（Pintrich & De Groot, 1990）。與行為主義相反，認知主義強調(diào)學(xué)習(xí)者是主動記憶、理解和運用知識而非被動接受，其指導(dǎo)的教學(xué)活動往往從學(xué)習(xí)者的認知（包括元認知）水平、個性特質(zhì)出發(fā)，運用多種手段，如分層組織知識、樣例講解、自我解釋、類比、自我反思等教學(xué)方法或策略，開展針對性的設(shè)計，更好地組織并傳授知識。認知主義也鼓勵學(xué)習(xí)者主動參與、自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)進程以取得更好的學(xué)習(xí)效果。

教育游戲的誕生正值認知主義流行的時期，但當(dāng)時的研究并未關(guān)注教育游戲本身（Plass et al.,2020）。直到二十世紀八十年代后，馬龍（Malone &Lepper, 1987）、洛夫特斯（Loftus & Nelson, 1985）等教育心理學(xué)家探究信息加工理論等認知主義學(xué)習(xí)理論對教育游戲與學(xué)習(xí)的重要影響。智能手機的發(fā)展同樣推動了認知主義游戲在移動端的快速發(fā)展，比如對程序與性能要求不高的解謎類教育游戲“可可-教育游戲”（Coco-Educational Games）等。目前，認知主義教育游戲與行為主義教育游戲并列為移動端兩大主流教育游戲。解決問題類、解謎類與策略類游戲是認知主義教育游戲的主要類型。

源于關(guān)注對知識的深度理解和個體特質(zhì)、認知能力對學(xué)習(xí)的影響，認知主義理論不僅能用于學(xué)習(xí)陳述性知識（Lu et al., 2020）、過程性知識（Ke,2013），還能用于學(xué)習(xí)概念性知識，提升問題解決能力（Mayer & Johnson, 2010; Young & Hawes, 2012）、認知技能（如空間認知能力（Mayer, 2020）、認知彈性能力（Glass et al., 2013）等高階知識或能力，以及用于增強學(xué)習(xí)動機（Bilgin et al., 2015）與培養(yǎng)自我調(diào)節(jié)能力（Mayer & Johnson, 2010）。

（一）設(shè)計原則

與行為主義教育游戲不同，認知主義教育游戲更關(guān)注學(xué)習(xí)者的認知學(xué)習(xí)過程，其核心玩法是讓學(xué)習(xí)者經(jīng)歷有意義的學(xué)習(xí)，即通過開展主動認知加工，將外界信息提煉轉(zhuǎn)化為知識，并將知識貯存在長時記憶中。梅耶爾（Mayer, 2020）從現(xiàn)代信息加工理論與認知負荷理論的角度指出，學(xué)習(xí)者玩教育游戲時對信息的處理能力（這里指工作記憶）有限，信息量過大可能會產(chǎn)生認知負荷。學(xué)習(xí)過程會產(chǎn)生三種認知加工：第一種為無關(guān)加工（extraneous processing），即學(xué)習(xí)者被無關(guān)內(nèi)容分散注意力（如被與學(xué)習(xí)無關(guān)的景色吸引）；第二種為必要加工（essential processing），即學(xué)習(xí)者通過工作記憶選擇或低層次組織文字與圖片材料； 第三種為生成加工（generative processing），即學(xué)習(xí)者對被選擇信息進行高層級組織與整合并將其變?yōu)橛幸饬x的材料或知識。認知主義教育游戲設(shè)計應(yīng)盡可能減少無關(guān)加工，管理必要加工，促進生成加工。

從社會認知理論角度看，教育游戲還能提升學(xué)習(xí)動機，促進自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)習(xí)者設(shè)置目標、調(diào)整與應(yīng)用策略、監(jiān)控自我表現(xiàn)與進度 （Schunk, 2020）。本文總結(jié)了六條認知主義教育游戲設(shè)計原則：感道、游戲前指導(dǎo)、支持、敦促、反饋和個人化。

1.感道

感道（modality）指在游戲中盡可能用語音代替文字展示內(nèi)容。認知加工理論認為，人會分開處理文字（聲音）和視覺（圖片）通道的信息。文字和畫面同時占用屏幕時，將文字改為語音能減輕視覺加工負擔(dān)，但要避免同一材料既通過語音又通過文字展示等冗余設(shè)計，防止增加學(xué)習(xí)者的認知負荷（Mayer, 2020）。

2.游戲前指導(dǎo)

游戲前指導(dǎo)指在開展游戲教學(xué)前對其主要成分、要素名稱與特點進行介紹，旨在建立先驗知識，減輕學(xué)習(xí)者游戲時的認知負荷。例如，地理模擬類游戲先介紹山脈、盆地等概念，能顯著提高學(xué)習(xí)效果（Mayer et al., 2002）。若學(xué)習(xí)者已有充足先驗知識則無需開展額外教學(xué)（Mayer & Pilegard, 2022）。

3.支持

支持指為學(xué)習(xí)者提供開展游戲活動的線索、認知工具與提示。注意線索可以提醒學(xué)習(xí)者關(guān)注重點內(nèi)容的文字或視覺標記，如高亮內(nèi)容等，能直擊重點，減少無關(guān)加工。認知工具的形式和作用應(yīng)多樣化，可以是幫助學(xué)習(xí)者觀察微生物的顯微鏡、記錄重點的工作表、展示目標概念間關(guān)系的概念導(dǎo)圖等。這些不僅能減輕認知負荷，促進知識組織整合，還能幫助學(xué)習(xí)者監(jiān)控自身學(xué)習(xí)狀況。提示是幫助學(xué)習(xí)者完成目標任務(wù)的指導(dǎo)。例如，學(xué)習(xí)者無法完成任務(wù)時，可以通過點擊提示按鈕獲得解決困難的指導(dǎo)。提示可以一次或分次給予，從模糊變?yōu)榍逦═aub et al., 2020），根據(jù)個人需求與認知水平個性化地提供。

4.敦促

敦促指游戲內(nèi)促進學(xué)習(xí)者參與反思的消息或要求，是支持的一種特殊形式，如鼓勵學(xué)習(xí)者詢問與評估自己是否學(xué)到了知識，可為后續(xù)游戲及學(xué)習(xí)做準備（Taub et al., 2020）。敦促包括鼓勵學(xué)習(xí)者對游戲過程中提出或創(chuàng)造的解決方案展開自我解釋，即通過邏輯推理整合先驗知識與新信息，促進整合新知識和監(jiān)控目標概念的掌握狀況（Adams &Clark, 2014）。但自我解釋主要適用于學(xué)習(xí)邏輯性強、例外少的領(lǐng)域，如編程（Margulieux & Catrambone,2019）。另外，自我解釋過程要盡可能減輕認知負荷，如應(yīng)讓學(xué)習(xí)者在已有解釋中選擇最貼近自己想法的而非寫下，后者并不能提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

5.反饋

反饋指游戲系統(tǒng)針對學(xué)習(xí)者完成任務(wù)后的判定、評價與反饋，例如，在玩家完成任務(wù)后，游戲會評價完成的情況，并提供對目標知識的解釋等。反饋可以幫助學(xué)習(xí)者評估學(xué)習(xí)程度與進度，掌握目標知識。當(dāng)學(xué)習(xí)者沒有達成目標時，反饋應(yīng)更具體（如剖析錯誤原因，解釋目標概念等），而非僅告知對錯（Mayer & Johnson, 2010）。

6.個性化

個性化指游戲中展示的文字應(yīng)友善（如“你現(xiàn)在應(yīng)先去哪里冒險呢？”）而不強調(diào)正式表達（如“玩家現(xiàn)在需要開始冒險”）。這能讓學(xué)習(xí)者更好地與環(huán)境連結(jié)，積極參與游戲活動（Mayer, 2014）。

（二）游戲環(huán)境

盡管認知主義鼓勵學(xué)習(xí)者主動學(xué)習(xí)知識，但仍認為知識獨立于學(xué)習(xí)者之外，故該視角仍以第三人稱為主。但有些認知主義教育游戲（如一些策略類游戲）允許學(xué)習(xí)者自由移動視角觀察地圖的不同部分。

由于敘述可能會增加無關(guān)加工，加重認知負荷，因此有學(xué)者認為認知主義教育游戲應(yīng)限制敘述的比重（Adams et al., 2012; Clark et al., 2016）。另外，與建構(gòu)主義教育游戲相比，認知主義教育游戲很少會精心設(shè)計敘述。敘述不僅能給玩家提供信息（如游戲劇情、對話信息）與個性化反饋（如根據(jù)玩家的選擇呈現(xiàn)對應(yīng)劇情），促進自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)（如學(xué)生通過個性化反饋自行勘誤），還能促進玩家與游戲的連結(jié)，提高其參與度。鑒于其優(yōu)缺點并存，針對敘述的各類研究仍在繼續(xù)中（Dickey, 2020）。

在角色方面，認知教育游戲中的非玩家角色更像一個人工智能或人工輔導(dǎo)，能給玩家信息支持（如給玩家提示），也能給玩家提供反饋（如評價玩家的游戲表現(xiàn)），或作為敘述的載體。非玩家角色的臺詞應(yīng)符合個性化原則，形象與風(fēng)格應(yīng)積極友善。

在布置方面，認知主義教育游戲需要玩家開展思考，往往會給予他們更多可觀察探索的空間與更長的游戲時間。認知主義關(guān)注環(huán)境氣氛對學(xué)習(xí)者情感及認知的影響，鼓勵使用能喚起學(xué)習(xí)者積極情緒的美術(shù)設(shè)計，如使用暖色場景、用圓形人臉形狀代替抽象圖示、友善的非玩家角色表情設(shè)計等。這些有助于提高學(xué)習(xí)效果（Mayer, 2022; Plass et al., 2014）。

四、建構(gòu)主義教育游戲

二十世紀八十年代起，隨著皮亞杰認知發(fā)展理論與維果斯基社會文化理論逐漸獲得認同，建構(gòu)主義成為學(xué)習(xí)理論的新主流。皮亞杰發(fā)現(xiàn)兒童通過與外界物品的交互建構(gòu)自己的理解，情境在這一過程中發(fā)揮著重要作用，因此將研究視角從人轉(zhuǎn)向人與情境的交互。建構(gòu)主義同樣認同認知的重要影響，但認為知識并非是已經(jīng)存在、等待被發(fā)現(xiàn)的，而是學(xué)習(xí)者通過對周圍環(huán)境的解讀創(chuàng)造出來的（Schunk, 2020）。建構(gòu)主義認為學(xué)習(xí)者本人就是知識的建構(gòu)者，而非純粹的被教育者。這一新視角對學(xué)界產(chǎn)生了極大影響，以學(xué)習(xí)者為中心的理念亦成為傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向之一。

建構(gòu)主義主要分為認知建構(gòu)主義與社會建構(gòu)主義。認知建構(gòu)主義的代表理論為認知發(fā)展理論和新皮亞杰式理論，認為兒童認知結(jié)構(gòu)與環(huán)境出現(xiàn)矛盾時，它們通過對矛盾的解釋平衡沖突，建構(gòu)發(fā)展自身的認知結(jié)構(gòu)。因此，認知建構(gòu)主義認為學(xué)習(xí)的核心在于學(xué)習(xí)者積極與物理或社會環(huán)境進行交互（Schunk, 2020）。社會建構(gòu)主義的代表理論為文化歷史理論與活動理論，前者認為在快速變化的社會中，知識并非穩(wěn)定、定義清晰與提前知曉的，個體在活動過程中創(chuàng)造與學(xué)習(xí)知識，而非被動地接收知識（Engestr?m, 2001），故人際交往與社會文化對人的發(fā)展具有重要影響。后者認為，為學(xué)習(xí)者提供合理的教學(xué)與腳手架支持，讓學(xué)習(xí)者經(jīng)由工具（如語言、計算機等）與他人交互后，可將外界信息與自身先驗知識結(jié)合，重新組成新的認知結(jié)構(gòu)，主動內(nèi)化為自己的知識，實現(xiàn)最近發(fā)展區(qū)（即“學(xué)習(xí)者獨立解決問題時的實際發(fā)展層級與其在別人指導(dǎo)下解決問題時的潛在發(fā)展層級之間的差距”（Vygotsky, 1978）的拓展，從而促進學(xué)習(xí)。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與家用電腦的普及，數(shù)字游戲—角色扮演類游戲（Role-playing game，RPG）開始流行，也是目前最受歡迎的教育游戲（Chang &Hwang, 2019）。3D技術(shù)也被運用于游戲中，大幅增強了游戲的交互性與環(huán)境復(fù)雜度，為建構(gòu)主義教育游戲提供了技術(shù)支持。因特網(wǎng)的發(fā)展，催生了第一個在線游戲，并從2002年起蓬勃發(fā)展，是當(dāng)下全球最受歡迎的游戲類型。角色扮演類游戲也隨網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展衍生出新的類型—大型多人在線角色扮演 游 戲（Massively multiplayer online role-playing game，MMORPG），尤其符合社會建構(gòu)主義理念。自千禧年前后到現(xiàn)在，學(xué)界涌現(xiàn)了一股面向建構(gòu)主義，尤其是社會建構(gòu)主義視角的教育游戲研究熱潮（Barab et al., 2009; Clark et al., 2016; Holbert &Wilensky, 2019）。角色扮演類游戲與大型多人在線角色扮演游戲、模擬類、策略類與沙盒類游戲（即允許玩家在自定空間內(nèi)自由探索與創(chuàng)造物品的一種游戲類型）都是典型的建構(gòu)主義教育游戲。最熱門的一款沙盒類教育游戲—“我的世界（教育版）”就是典型代表。

認知主義只關(guān)注如何高效學(xué)習(xí)知識，而建構(gòu)主義將學(xué)習(xí)放在一個更宏觀的情境與社會視角，關(guān)注情境、人際互動、社會文化等對學(xué)習(xí)的影響。因此，除了用于學(xué)習(xí)概念性知識（Clark et al., 2011），建構(gòu)主義教育游戲更適用于學(xué)習(xí)如何探究和解決復(fù)雜或劣構(gòu)問題，促進知識遷移（Kafai et al., 2010; Ranalli,2008; Zou et al., 2021）、培養(yǎng)合作與人際交往能力（Ducheneaut & Moore, 2005）、塑造價值觀與促進身份認同（如對科學(xué)家身份的認同感）（Squire, 2004）和培養(yǎng)創(chuàng)造力等（Fan et al., 2022）。

（一）設(shè)計原則

建構(gòu)主義教育游戲的核心玩法為學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)新知識，強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)原則，這與以知識為中心的學(xué)習(xí)差別很大。本文總結(jié)了四條設(shè)計原則：豐富交互、支持與鼓勵產(chǎn)出、主控感和合作。

1.豐富交互

建構(gòu)主義教育游戲強調(diào)提供交互豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以通過與環(huán)境中各類對象交互開展學(xué)習(xí)。早期由范德堡大學(xué)克拉克教授提出的一種交互方式被稱為概念整合（conceptual integration），它旨在把目標概念整合到游戲機制中。例如，玩家駕駛飛船時需遵守力學(xué)規(guī)則才能通過地圖，學(xué)習(xí)者在操縱飛船與場景互動的過程中自然掌握了力學(xué)概 念（Clark et al., 2011）?？?拉 克 等（Clark et al.,2015）又提出了學(xué)科整合概念（disciplinary integration），要求教育者將現(xiàn)實中科學(xué)家開展科學(xué)探究時采用的模型與圖示融入游戲機制，促使學(xué)習(xí)者將學(xué)到的知識運用于游戲外。

2.支持與鼓勵產(chǎn)出

社會建構(gòu)主義教育游戲的重要設(shè)計之一是允許學(xué)習(xí)者通過產(chǎn)出生成對目標問題的解決方案或?qū)δ繕烁拍畹睦斫?。這種產(chǎn)出可以是人工制品、資源、文化造物等（Steinkuehler & Tsaasan, 2020），也可以作為一種“一起思考的對象”（objects-to

think-with，OTTW）（Holbert & Wilensky, 2019）。學(xué)習(xí)者通過把OTTW作為思想工具，與情境或他人（包括專家、同伴等）開展交互構(gòu)建與學(xué)習(xí)知識。例如，在教育游戲“微粒！”（Particles?。┲?，玩家通過構(gòu)建磚塊的原子結(jié)構(gòu)生成不同的磚塊，通過發(fā)射磚塊不斷生成道路或破除障礙前進。在游戲過程中，學(xué)習(xí)者不僅積極參與科學(xué)實踐，加深對分子結(jié)構(gòu)與材料特點之間關(guān)系的理解，還能將這種理解延伸至游戲外（Holbert & Wilensky, 2019）。

3.合作

社會建構(gòu)主義游戲把合作放在必不可少的位置，認為學(xué)習(xí)者只有參與游戲內(nèi)外社區(qū)的活動才能共同構(gòu)建與分享知識。學(xué)習(xí)者的合作對象不一定是玩家，可以是有一定反饋能力的非玩家角色，但狹義的合作還是指學(xué)習(xí)者間的合作。在許多大型多人在線角色扮演類游戲中，學(xué)習(xí)者需要合作完成游戲任務(wù)以獲取獎勵或競爭排名，促進知識的分享與新知識的構(gòu)建。除了勢均力敵的合作，學(xué)徒制是一種特殊的合作形式（Steinkuehler & Tsaasan, 2020），即新玩家在老玩家的帶領(lǐng)下完成任務(wù)，老玩家是新玩家的腳手架，幫助新玩家拓展最近發(fā)展區(qū)，快速學(xué)習(xí)新知識。

除了游戲內(nèi)合作，游戲外的社區(qū)被稱為元游戲社區(qū)，主要是論壇與社交媒體，學(xué)習(xí)者可以在元游戲社區(qū)交流游戲信息、攻略、資源等。學(xué)習(xí)者的產(chǎn)出成為交互的媒介以及被參考模仿甚至再創(chuàng)作的模型，可促進個體的學(xué)習(xí)與發(fā)展（Brown, 2017）。

4.主控感

建構(gòu)主義強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心的理念，故主控感（agency）的設(shè)計非常重要。游戲天然會給玩家一種控制感，但建構(gòu)主義教育游戲需要提供更大的自由度，例如角色扮演類與沙盒類游戲的玩法。前文提到鼓勵創(chuàng)造產(chǎn)出的環(huán)境也是主控感的有力體現(xiàn)。從學(xué)習(xí)動機角度看，給予學(xué)習(xí)者主控感能讓其更主動地參與學(xué)習(xí)，提高內(nèi)在動機，提高學(xué)習(xí)效果，從而培養(yǎng)元認知技能等自我調(diào)節(jié)能力（Shute & Ke,2012）。

（二）游戲環(huán)境

為保障豐富的交互與參與感，建構(gòu)主義教育游戲多用第一人稱。許多游戲采用靈活開放的視角，學(xué)習(xí)者可以自由移動視角，也可以從多個角度沉浸式觀察游戲內(nèi)部環(huán)境，與不同對象開展互動。

盡管敘述在其它類型教育游戲中表現(xiàn)有限，但在角色扮演類與大型多人在線角色扮演游戲中，能發(fā)揮塑造角色、了解文化背景與劇情等重要作用，不僅可以推動與串聯(lián)角色扮演類游戲的發(fā)展環(huán)節(jié)，還能構(gòu)建游戲的社會情境與文化，對培養(yǎng)價值觀與認同感有著重要影響。在建構(gòu)主義教育游戲中，敘述本身可以作為一種產(chǎn)出，學(xué)習(xí)者可以成為游戲背景、劇情與故事線（storyline）的創(chuàng)作者。例如，在“迪士尼無限3”（Disney Infinity 3）中，玩家通過對已有迪士尼角色與故事進行再混合與創(chuàng)造，發(fā)明新關(guān)卡供其他玩家游玩，充分體現(xiàn)了敘述的創(chuàng)造與分享價值（Brown, 2017）。

建構(gòu)教育游戲中的非玩家角色是可以自由交互的對象之一，也是敘述的重要載體。大型多人在線角色扮演游戲等還存在大量真實的玩家角色，能在游戲內(nèi)外開展人際交互，豐富游戲體驗，共同組織社區(qū)主動產(chǎn)出，二次建構(gòu)游戲環(huán)境。

在布置方面，建構(gòu)主義教育游戲可為玩家擴大探索的時空。許多熱門大型多人在線角色扮演游戲都擁有廣袤的地圖。在沙盒類游戲中，地圖由眾多創(chuàng)作者不斷創(chuàng)造，游戲的物理空間甚至接近于無限。出于課程教學(xué)的需要，玩家在游戲中的邊界與游玩時間一般由教師決定。在環(huán)境方面，建構(gòu)主義教育游戲風(fēng)格多樣，許多游戲采用3D環(huán)境，增加沉浸感的同時也引發(fā)了許多無關(guān)加工，開發(fā)者需關(guān)注二者間的平衡（Clark et al., 2016）。在情感方面，建構(gòu)主義教育游戲應(yīng)打造開放包容的情感氛圍，避免學(xué)習(xí)者間發(fā)生爭執(zhí)沖突，引導(dǎo)雙方互相尊重，積極合作。情感打造應(yīng)符合游戲背后呈現(xiàn)的社會情境，幫助學(xué)習(xí)者更好地理解游戲背后的文化。

五、思考與展望

（一）基于三種基本學(xué)習(xí)理論教育游戲的對比

本文從學(xué)習(xí)理論的角度，梳理了教育游戲設(shè)計理念從行為主義、認知主義到建構(gòu)主義的發(fā)展變革過程，總結(jié)了三種基本學(xué)習(xí)理論在教育游戲核心玩法、學(xué)習(xí)目標、代表游戲類型、設(shè)計原則與游戲環(huán)境等方面的特色（見表一）。民用教育游戲最早誕生于二十世紀七十年代，以反復(fù)操練型行為主義教育游戲為主，主要通過強化、線索等設(shè)計原則幫助學(xué)生建立“刺激—反應(yīng)”間的連結(jié)，游戲環(huán)境對學(xué)習(xí)的影響十分有限。二十世紀八十年代起，不少學(xué)者開始研究認知主義教育游戲設(shè)計，其核心在于開展必要加工與生成加工，避免無關(guān)加工，促進學(xué)生的自我調(diào)節(jié)能力。游戲環(huán)境也開始影響學(xué)習(xí)，這包括拓展游戲空間與時長，設(shè)計積極友好的環(huán)境與情感氛圍等。從千禧年開始，隨著計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論適配的角色扮演類游戲、大型多人在線角色扮演類游戲、沙盒類游戲走上舞臺。它們以學(xué)習(xí)者主動構(gòu)建知識為核心玩法，不僅支持學(xué)習(xí)者與游戲情境開展豐富的交互，也鼓勵合作與創(chuàng)造產(chǎn)出。游戲環(huán)境能給學(xué)習(xí)者帶來沉浸式、廣袤的探索與創(chuàng)造空間，鼓勵友好合作的社區(qū)氛圍。

從學(xué)習(xí)類型看，三種教育游戲?qū)?yīng)的知識與能力培養(yǎng)是層層遞進的。行為主義教育游戲強調(diào)記憶，認知主義教育游戲強調(diào)理解，建構(gòu)主義教育游戲注重創(chuàng)造。三種教育游戲面向的知識與能力培養(yǎng)方向不同，包括學(xué)習(xí)地點、教學(xué)方法、評價方式等在內(nèi)的整體學(xué)習(xí)設(shè)計亦不同。行為主義教育游戲?qū)W習(xí)的知識內(nèi)容較為基礎(chǔ)，核心機制與設(shè)計原則簡單，對電腦或移動端硬件的要求也最低。教學(xué)方法上，由于僅依靠教育游戲就可建立操作性強化，學(xué)生通過游戲即可自學(xué)知識，游戲效果可通過學(xué)生游戲表現(xiàn)進行實時評價并實現(xiàn)行為強化。游玩以單人游戲為主，學(xué)生可隨時獨立開展學(xué)習(xí)。因此，行為主義教育游戲的學(xué)習(xí)地點最靈活，學(xué)生既可以在校內(nèi)開展學(xué)習(xí)，也可以在家、博物館或其他非正式場景開展學(xué)習(xí)。從整體學(xué)習(xí)設(shè)計看，盡管學(xué)生看似主動在游戲中開展學(xué)習(xí)，但其學(xué)習(xí)任務(wù)、進度評價均由游戲所主導(dǎo)，機械性較強。因此，行為主義教育游戲旨在非正式學(xué)習(xí)場景中開展以知識為中心的學(xué)習(xí)，是傳統(tǒng)課堂的復(fù)刻。

認知主義教育游戲主要用于學(xué)習(xí)涉及認知理解的知識與能力，涉獵的學(xué)習(xí)范圍最廣，游戲復(fù)雜度介于行為主義與建構(gòu)主義之間。它輕巧靈活的設(shè)計原則可有效降低學(xué)生認知負荷，促進積極自律的學(xué)習(xí)，對運行游戲的硬件配置要求適中。認知主義教育游戲擴大了游戲視角，部分游戲需要較大的屏幕才能呈現(xiàn)游戲環(huán)境；教學(xué)方法上，以單人游戲為主，但基于游戲前指導(dǎo)原則，學(xué)習(xí)活動仍需真實教師指導(dǎo)；評價方式上，認知主義教育游戲能提供個性化且解釋性強的反饋，擁有比行為主義教育游戲更智能和全面的評價能力，并鼓勵學(xué)生積極開展自我反思與評價，可部分替代真人輔導(dǎo)。因此，認知主義教育游戲的學(xué)習(xí)地點比較靈活，但仍需設(shè)備與教師（或在線指導(dǎo)資源）的支持，更適用于正式課堂和家中（家長可扮演教師角色）的學(xué)習(xí)，只有機制極為簡單的認知主義教育游戲才適用于公共場所。最后，認知主義教育游戲的整體學(xué)習(xí)設(shè)計旨在個性化地幫助學(xué)生理解目標概念知識，積極參與學(xué)習(xí)活動，開展個性化、以知識為中心的學(xué)習(xí)，是傳統(tǒng)課堂的有效強化。

建構(gòu)主義教育游戲可以提高學(xué)生復(fù)雜問題解決能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、人際交往能力、社會認同感等傳統(tǒng)課堂難以提高的能力或價值觀。建構(gòu)主義教育游戲核心在于開展創(chuàng)造與合作，機制與設(shè)計原則可簡可繁，大部分涉及自由度極高的探索玩法，有些甚至可以詳盡模擬現(xiàn)實體驗，故其硬件配置要求最高。尤其是社會建構(gòu)主義教育游戲，較高性能的電腦或移動端搭配流暢的網(wǎng)絡(luò)是必備。教學(xué)方式上，社會建構(gòu)主義教育游戲注重游戲內(nèi)外的合作競爭及其與社區(qū)互動，需要以集體形式開展學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義教育游戲評價方式多元，包括游戲?qū)ν婕业脑u價、教師專業(yè)評價、學(xué)生自評與互評、元游戲社區(qū)第三方評價等，是三類游戲中評價方式最豐富的。對學(xué)習(xí)者產(chǎn)出的多方評價也是社會文化參與的一部分。建構(gòu)主義教育游戲的學(xué)習(xí)方式以線下或混合的正式課堂為主。最后，從整體學(xué)習(xí)設(shè)計來看，建構(gòu)主義教育游戲旨在打造主控感強、交互豐富、鼓勵創(chuàng)造與合作分享的學(xué)習(xí)體驗，幫助學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，是傳統(tǒng)課堂的突破與互補。

（二）關(guān)于教育游戲設(shè)計的思考

通過對教育游戲設(shè)計理念發(fā)展與變革的回顧與分析，本研究提出以下幾點思考。首先，教育者應(yīng)積極采用基于學(xué)習(xí)理論設(shè)計的教育游戲并確保與學(xué)習(xí)目標匹配。行為主義、認知主義、建構(gòu)主義均被用于指導(dǎo)形形色色的教育游戲設(shè)計，用反復(fù)操練類游戲培養(yǎng)創(chuàng)新思維，建構(gòu)知識類游戲背單詞，是一種學(xué)習(xí)目標與教育游戲的錯配。其次，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)游戲形式與需求選用設(shè)計原則。例如，學(xué)習(xí)團隊合作時不一定需要鼓勵產(chǎn)出原則，因為多人在線踢足球的教育游戲已足以達成培養(yǎng)社交技能的目標（Ferguson et al., 2013）。

再次，同一種教育游戲可建基于多種學(xué)習(xí)理論的設(shè)計理念。教育游戲的設(shè)計是多樣的，其范式無法用某一種學(xué)習(xí)理論全面解釋。如在玩卡片類游戲時，設(shè)計者可運用認知主義的感道原則，用語音代替卡面文字，減輕學(xué)生的認知負荷。因為行為主義游戲同樣存在認知過程，盡管涉及的認知加工比較基礎(chǔ)。教育游戲設(shè)計師在采用某種理論視角作為主導(dǎo)的同時，可以融入多種設(shè)計原則，疊加提升學(xué)習(xí)效果。

最后，技術(shù)發(fā)展對教育游戲設(shè)計起到了重要的影響。早年計算機的有限機能導(dǎo)致行為主義教育游戲得到廣泛運用，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展又促進了建構(gòu)主義教育游戲的普及，移動端的發(fā)展也使行為主義與認知主義教育游戲走入千家萬戶?？梢?，教育游戲的發(fā)展受技術(shù)的正面影響。隨著擴展現(xiàn)實技術(shù)（包括增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實）的興起，人們通過手機在特定現(xiàn)實物理情境與虛擬對象交互，或通過頭盔式設(shè)備沉浸在虛擬情境中，將令學(xué)習(xí)變得更加沉浸、自由與無處不在。

可以預(yù)見，未來教育游戲的發(fā)展需要重點打造元宇宙，這是一個統(tǒng)攝5G/6G、云計算、擴展現(xiàn)實、人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等新一代智能技術(shù)的超級互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用新形態(tài)（劉革平等, 2022）。這不僅會優(yōu)化學(xué)習(xí)者的認知加工過程，還會提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機與參與度，促進情境學(xué)習(xí)（Laine, 2018），對認知主義與建構(gòu)主義教育游戲均具有積極意義。對認知主義教育游戲而言，人工智能可以提高游戲的人工輔導(dǎo)能力，而擴展現(xiàn)實、數(shù)字孿生等技術(shù)能生動細致地模擬虛擬物品、科學(xué)現(xiàn)象或工程流程，降低學(xué)生認知負荷，促使其開展必要加工與生成加工。對建構(gòu)主義教育游戲來說，元宇宙有望加強學(xué)習(xí)的社會與文化屬性，從而促進建構(gòu)主義教育游戲的廣泛落地與有效開展，全面普及以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)理念。借助于擴展現(xiàn)實、數(shù)字孿生與云計算等技術(shù)，元宇宙可以進一步耦合虛擬與現(xiàn)實情境（劉革平等，2022），促使學(xué)生在游戲內(nèi)的創(chuàng)造發(fā)明與現(xiàn)實產(chǎn)生聯(lián)系，提高創(chuàng)新創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

隨著新技術(shù)的發(fā)展，基于新技術(shù)的教育游戲?qū)⑹菓?yīng)用與體現(xiàn)學(xué)習(xí)理論的新舞臺，而教育游戲的應(yīng)用也將驗證與反哺學(xué)習(xí)理論的發(fā)展。希望學(xué)習(xí)理論能更好地與技術(shù)結(jié)合，指導(dǎo)教育游戲設(shè)計，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效能。