张丽萍 葛福鸿 张军征

【摘要】若以叙事的形式把课程内容整合在游戏的故事情节中,则学习者可以通过在游戏中探究,和同伴协商及自我协商达到认知效果。通过论述协商理论、认知负荷理论在叙事中心的基于游戏的探究学习中的应用,提出叙事中心的基于游戏的探究学习的特点及其学习环境的设计步骤。

【关键词】教学游戏;叙事;协商;认知负荷;探究学习

【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009—8097(2009)11—0078—04

儿童世界是游戏的世界,游戏在儿童心理发展和认知的各个方面起着重要的作用。计算机游戏如何与学科教学结合,成为儿童日常学习活动的一个部分?若计算机游戏和课程内容相结合,游戏围绕某个知识主体安排丰富的教学材料,形成民主和谐的环境,并给学习者提供必要的帮助和指导,使学习者在探究中明确方向,则游戏就渗透进了课程。基于以上思考,本文探讨了叙事中心的基于游戏的探究学习,其学习环境即游戏,以叙事为中心,以协商为方法,以认知为结果。

一 叙事中心的基于游戏的探究学习环境

把叙事引入游戏,创设促进学生探究学习的环境。叙事既可以为真实的叙事,也可以为虚构的叙事[1]。叙事所包含的是一系列的事件,这种序列体现了对于事件的独特理解。序列并非是一个单纯的时间自然序列,而是经过重组和构建的序列,也包括空间序列,乃至主题序列的多重涵义[2]。叙事的序列充分体现了游戏设计者的构建意图,表现为游戏的情节及其推进。

基于游戏的学习环境通过开放(多结果)的叙事中特别编制的情节,恰当地激发学习动机,支持学习者参与,在情节推进和达到指导的目的之间力求细微的平衡。学习者积极参与叙事中心的问题解决活动,沉浸在吸引人的,专门编制的情境中,其中有可信的人物、吸引人的虚拟世界、情节丰富的故事。以北卡罗来纳州立大学教育革新研究所项目《水晶岛》为例,它以内容丰富的三维环境实现州教育部门规定的8年级微生物课程的学习,岛上有海滩、户外的野外实验室、地下洞穴和研究帐篷,学生扮演探究者角色,解读科学之迷。即研究团队的成员生病了,学生被安排发现神秘疾病和原因,厨师被指责为给研究组下毒,当学生解迷后,厨师清白了。在解迷的过程中,学生自由地在游戏环境中探究,并与其他的角色进行交互,同时形成问题,提出假设,且收集数据,验证假设。学生可以选择和操作一些物品,可以记笔记,看板报,操作实验仪器,并且可以与不玩游戏的同学进行讨论来收集疾病来源的线索。在这个解迷的过程中,自然而然地引导学生去涉及五个课程问题,前两个问题是关于病原菌的,包括病毒、细菌、真菌和寄生虫。学生通过与游戏中的病菌“专家”进行交互,通过看书和板报来收集信息。在第三个问题中,学生去比较和对比四种病菌的知识。在第四个问题中,引导学生去涉及一个基于探究的假设-验证-再验证的过程。在这个问题中,学生必须完成一个有关研究人员的疾病及病因的情况报告。一旦完成这个报告,且被基地的医护人员证实,则学生就完成了最终的有关治疗水晶岛研究人员疾病的一个大致的治疗方案。在整个过程中,叙事中心的游戏化学习环境本质上是一个复杂的、具有多条调查线路的系统,这个系统对于激发一系列的积极参与的学习经验是非常重要的。在整个过程中,微生物课程的知识就整合在故事当中,学生在与环境的交互、同伴的协商中得到解决问题的方法,最后获得认知的结果和情感的结果等。图1为《水晶岛》三维环境,图2为《水晶岛》游戏情节之一,图3《水晶岛》中的人物。

二 协商理论在基于游戏的学习环境中的应用

协商在人们的生活中,是一种解决分歧与争端的有效手段。解决这种争议与冲突需要合作精神,协商理论是人本主义在教育中的重要体现,它强调在游戏设计中要尊重、关怀学生的人格、情感等,强调协商和互动。游戏从本质上说是动态的,游戏设置必须不断地作出动态调整,针对具体变化作出决策。在叙事中心的学习环境中协商体现为以下几个方面。

1 学习者与游戏情节的互动

随着情节的推进和学习者在游戏情节中作出的选择来产生协商的结果。由于协商的明确,可以更好地实现学生与环境的协商、自我进行的协商和调整,使学习目的、学习任务以及情感因素都能得到最优化处理。在此过程中,游戏者应能迅速分析新情境,与游戏中并不真正了解的对象交互,迅速和独立解决问题,在繁杂情况下有策略地思考,且有团队合作精神。

2 叙事情节与教学目标的平衡

在《水晶岛》游戏设计中包含双重计划,一方面是教学活动的计划,另一方面是叙事情节的计划。教学设计者按照探究学习的要求,通过提出问题、制定假设、收集数据、验证假设的方法制定游戏的教学策略,叙事设计者负责设计故事中的情节因素和情节序列,指引角色的行为和故事中的事件达到教育和叙事的目标[3]。但是,这两方面必须进行协商,使二者能够协调各自的活动,找到事件推动和达到教育目标的平衡,形成一个单一的发生在虚拟故事中事件流。最终,使学生可以通过在叙事情节中的操作达到教学目标。

3 叙事的目标、故事的状态和学生的状态之间的协调

叙事的目标就是游戏本身的目标,在《水晶岛》中就是解除谜团,提出治疗方案。在研究团队发生了人员中毒事件,厨师被怀疑投毒,在游戏情节中学习者扮演其中的角色,利用游戏中的壁报和实验仪器等与环境协商,如检验食物并辨别故事情节中的症状,并通过与同伴协商、自我协商解决中毒事件中产生的分歧,例如图4的情境。最终发现餐厅中没有经过高温灭菌的牛奶感染了大肠杆菌引起研究人员中毒,澄清了厨师的冤屈。随着故事情节的推动,学生则把报告反馈给研究团队的医护人员,讨论出治疗方案。在这个过程中处处体现了叙事的目标、故事的状态和学生的状态之间的协调。同时解决问题的过程就是微生物课程内容渗透的过程,也是学习者认知的过程。

三 认知负荷理论在基于游戏的学习环境中的应用

目前游戏一般来说其设计能充分体现多媒体技术的特点,却往往忽视了学习者有限的认知资源和过量信息加工的矛盾。所以,如何减轻学习者在游戏中的认知负荷,便成为游戏设计过程中亟须解决的一个重要问题。

认知负荷理论认为教学的主要功能是在长时记忆中存储信息。知识以图式的形式存储于长时记忆中。图式根据信息元素的使用方式来组织信息,它提供知识组织和存储的机制,可以减少工作记忆负荷。《水晶岛》以内容丰富的图、文、声、像的形式引导学习者在游戏的过程中达到认知的目标,按照认知负荷理论的原理,在课程内容与游戏情节的渗透处理上考虑了以下两个方面。

1 情节的设计问题

(1) 真实表现与简化处理

游戏情节越真实,细节就越多,内容就越复杂。相反,如果简化处理越多,情节就越远离真实,知识迁移到实际生活就越少,所以力求游戏设计中达到真实表现与简化处理的平衡。

(2) 集中单一主题与综合多主题

如果游戏内容集中在特定的主题上,情节可以更细致,如果情节涉及综合的多个主题,就会损失许多主要的细节。所以要根据主题的重要性考虑情节的细致程度。[4]

(3) 情绪投入与智力推动

在《水晶岛》游戏中,学习者充当其中的角色,在情绪上投入越深,或是不断有奖励的刺激,学习者从不同的角度分析情境的可能性就越少。相反,游戏情节主要靠智力驱动,而缺乏情绪的激励,则游戏的动机作用就弱。

2 游戏中素材的处理

(1) 临近原则减负技术

包括空间临近和时间临近。在《水晶岛》中,把图片和文字说明放在同一页,其学习效果就比不在同一页好,将文字嵌入到图片中将会收到更好的效果,这遵循空间临近原则;同时呈现动画和解说要比相继呈现好,这遵循时间临近原则。

(2) 多通道减负技术

即把通过一条信息通道呈现的材料分离为通过两条信息通道同时呈现[5]。《水晶岛》游戏中以解说的方式呈现语言,即言语在听觉通道中被加工,图片在视觉通道中被加工,这样,视觉通道的加工要求被减少了。

(3) 形象原则减负技术

如图5,游戏情节中壁报、参考书等的使用,要比仅仅配有字幕的动画产生的教学效果好。

四 叙事中心的基于游戏的探究学习的特点

在叙事中心的基于游戏的探究学习中,学习者以类似或模拟科学研究的方式进行学习,自主探索,自己做种种设想并以游戏的形式实践设想,建构知识。叙事中心的基于游戏的探究学习的特点总结如下。

1 叙事为组织方式

以问题来框定学习范围,以故事情节的形式整合各个知识点,使课程内容渗透在游戏的情节中,突破传统计算机教学游戏生硬地把教学内容穿插在游戏中的做法。叙事中心的计算机游戏引人入胜,使学习者通过游戏在“不知不觉”中获得对课程内容更加形象、完整、深刻、系统的认识。

2 游戏情境为探究前提

叙事中心的计算机游戏通过多媒体手段构建一个惟妙惟肖的游戏情境,充分利用人的视觉、听觉、触觉,使人有一种身临其境的感觉,随着故事情节的推进引导学习者探究,并激发学习者思维,使其主动获取知识,亲身体验到知识的形成过程。

3 具体活动和反省抽象相结合

叙事中心的计算机游戏既要让学习者有具体实际的游戏探究活动,又要帮助学习者从具体的游戏过程中抽象出概念、定义、原理和解决问题的办法及规律。

4 一种社会化学习的过程

叙事中心的计算机游戏有完整的故事情节,游戏者扮演着他的角色在游戏社会中与人交往,游戏中解决问题的探究过程正是学习者在虚拟的社会情境中进行社会化学习的过程。

《水晶岛》体现了上述特点,教学实验表明达到了预期的结果。在《水晶岛》的教学实验中,116名中学生参加了实验,把学生随机安排到三种条件下,一种为加强叙事的,即在水晶岛游戏中增强故事情节;一种为叙事的,即在水晶岛游戏中故事情节相对前一种较弱的;一种为控制的,即用传统的教学方法,以幻灯片的形式传递与水晶岛游戏中涉及的相同的课程内容。在微生物科学内容的学习上,通过前测和后测得到图6的结果。从图6中可以看出,在前两种不同程度地安排了课程内容的水晶岛叙事中心的学习环境中,学生都有收获,但是没有在传统条件下的收获多。从图6上还可以看出故事情节增强组的收获没有叙事情节较弱组的收获多。在实验中还得到了在干预下学生自我报告的兴趣柱状图,如图7。在图中可以看出控制组的兴趣没有前两组叙事中心的学习环境下的兴趣强。

综上,学生在叙事中心的游戏化学习环境中学习的兴趣、参与度、自我效能感以及学习的动机很强,而且学生确实也学到了相应的科学知识。在随后的实验中,使用了全新改版的《水晶岛》游戏,研究结果表明,学生的学习效果超越了传统的幻灯片教学。

五 叙事中心的游戏的设计步骤

创设基于游戏的探究学习环境实质上就是叙事中心的游戏的设计与开发,一个渗透了课程内容的引人入胜的游戏设计,需要经过以下三个基本环节。

1 课程内容的细化

在游戏设计之前,必须把游戏中学习者真正要学到的知识细化,理清知识的难易程度,知识之间的逻辑关系,最后需要绘制出整个课程内容体系的知识结构图。这样才能为知识在游戏中的渗透打下基础。

2 故事情节的设计

在课程内容理清之后,如何设计出既促进学科学习又能激发学习者兴趣,使学习者愿意玩的游戏,故事情节的设计也尤为重要。既需要设计出像拍电影似的剧本的文字的东西,又需要绘制出故事情节关系图,保证情节的推进和课程有机结合起来,而且兼顾情节发展的合理性,提高游戏的真实性,引人入胜。

3 游戏环境实现

在完成课程内容细化和故事情节的设计后,进入技术实现阶段,主要是场景和动作的设计,如图8所示。在设计的过程中,用到游戏场景制作工具,如Hammer Level Editor,此外,游戏的动作设计需要采用编程的方式,如采用SDK C++ Source Code等进行开发。

4 设计修正

为了实现在游戏环境中学习者有效的、积极的参与学习过程,通过对游戏的试用研究后,需要对以上三个步骤的设计进行进一步的修正。例如,在游戏试用中,可以通过对学习者的操作轨迹进行聚类分析(操作轨迹描述每个学生在游戏环境中如何操控和调动界面元素,通过摄像记录,然后整理得到)以及累积学习者在游戏中行动的数量、完成的情节点的数量和完成时间等来推断影响到学习者的信念、目标、计划和策略使用的各种因素,为进一步修正课程内容的细化、故事情节的设计以及游戏环境的实现等环节提供修改依据。

综上所述,叙事中心的游戏的设计将课程内容以故事情节的形式有机地纳入到游戏当中,使学习者积极参与探究活动,通过解决一个故事中的问题从而在“不知不觉”中学到相应的知识,并且锻炼了解决问题的能力。在游戏设计过程中课程与故事如何有机结合,是游戏设计成败的关键。更进一步的是在游戏过程中,如何根据学习者的行为调整故事情节。因此,开发人工智能技术创建叙事中心的问题解决情境是一个发展趋向,使游戏更真实,更引人入胜,从而达到有效的学习。

参考文献

[1]刘良华.教育叙事研究——是什么与怎么做[J].教育研究,2007,7:84.

[2]丁钢.教育叙事的理论探究[J].高等教育研究,2008, 29(1):34-35.

[3]Jonathan P Rowe, Bradford W Mott, Scott W Mcquiggan etal. Crystal Island: a Narrative-Centered Learning Environment for Eighth Grade Microbiology. [DB].

[4]张军征.多媒体教学软件设计原理与方法[M].北京:科学出版社,2007:200.

[5]赵永礼,蒋凉,高峰.多媒体课件设计中如何减轻认知负荷[J].教学与管理,2009,1:137.