王 慶， 陳 洪， 趙海英， 劉 妍， 朱德海

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083）

基于教學(xué)事件的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)研究

王 慶， 陳 洪， 趙海英， 劉 妍， 朱德海

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083）

應(yīng)用游戲是指以知識傳播、技能訓(xùn)練、情志培養(yǎng)等應(yīng)用需求為主要目的，集趣味性、知識性、功能性等特征為一體的游戲類型。在一些國家也稱嚴(yán)肅游戲或功能游戲。本文針對目前存在的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)缺乏對游戲與教育特性結(jié)合程度考察的問題，研究了游戲與教育過程在嚴(yán)肅游戲中的并發(fā)關(guān)系，將應(yīng)用游戲的使用過程理解為通過游戲形式組織起來的教學(xué)過程，以信息加工理論模型延伸出9個(gè)教學(xué)事件為參考，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)。嘗試通過考核應(yīng)用游戲?qū)?個(gè)教學(xué)事件的支持程度，評價(jià)其對教育目的的支持程度，最終衡量其作為應(yīng)用游戲的實(shí)用價(jià)值。

應(yīng)用游戲；嚴(yán)肅游戲；游戲化學(xué)習(xí)；教學(xué)事件；評價(jià)指標(biāo)

應(yīng)用游戲是指以知識傳播、技能訓(xùn)練、情志養(yǎng)成等應(yīng)用需求為主要目的，集趣味性、知識性、功能性等特征為一體的游戲類型。在國外也稱嚴(yán)肅游戲、教育游戲或功能游戲。

應(yīng)用游戲自產(chǎn)生以來，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教育、科研、經(jīng)濟(jì)、社會、文化、軍事等領(lǐng)域。在我國由于起步晚、行業(yè)認(rèn)知程度相對較低等原因，公眾對于應(yīng)用游戲的使用效果尚存在質(zhì)疑。因此急需對應(yīng)用游戲的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究，以對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行合理的評價(jià)。

1 國內(nèi)外相關(guān)研究

英國教師評價(jià)教育媒體組織（TEEM）在《Report on educational use of game》[1]中提出應(yīng)用游戲的評價(jià)可從課程相關(guān)性、實(shí)用性、設(shè)計(jì)與導(dǎo)航、易用性、娛教性、安裝等六大方面進(jìn)行展開。

Heuristic Evaluation (HE)[2]是一個(gè)較早被應(yīng)用于教育游戲評價(jià)的方法，后續(xù)研究者在其基礎(chǔ)上，提出了評價(jià)系統(tǒng)應(yīng)考慮以下3個(gè)層面[3]：評價(jià)指標(biāo)、評價(jià)者，以及評價(jià)過程。其中，評價(jià)指標(biāo)包括界面、教育性、多媒體、內(nèi)容以及可玩性等五方面，包含二十幾個(gè)二級指標(biāo)，如圖1所示。而評價(jià)者則包括教育專家、人機(jī)交互專家、內(nèi)容專家、游戲開發(fā)者以及真實(shí)用戶。評價(jià)過程則應(yīng)用 了 Playability Heuristic Evaluation for Educational Games (PHEG)方法[4]。

圖1 PHEG評價(jià)指標(biāo)

在國內(nèi)，范云歡和崔金英[5]從游戲性、教育性、技術(shù)性3個(gè)維度出發(fā)，提出了網(wǎng)絡(luò)游戲評價(jià)量規(guī)指標(biāo)體系。其中，游戲性維度又包括情景設(shè)置、競爭性、挑戰(zhàn)性等7個(gè)子量規(guī)；教育性維度包括知識性、適合學(xué)習(xí)者特征（例如年齡特征，認(rèn)知風(fēng)格等）等5個(gè)子量規(guī)；技術(shù)性維度則包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性、開發(fā)難度及維護(hù)成本。

此外，葉長青等[6]人提出了基于目標(biāo)分類理論的數(shù)字化教學(xué)游戲評價(jià)體系架構(gòu)，即三維評價(jià)體系。該體系分為“知識”維度和“認(rèn)知過程”維度。前者將教學(xué)內(nèi)容分為事實(shí)性的、概念性的、程序性的和元認(rèn)知的知識四類，認(rèn)知過程維度包括記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價(jià)和創(chuàng)造。此外，添加一維——游戲?qū)傩跃S度，即構(gòu)成了體現(xiàn)教學(xué)游戲要素的三維架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 基于目標(biāo)分類的教學(xué)游戲評價(jià)體系

綜上國內(nèi)外的研究成果可以看出，對應(yīng)用游戲的各類評價(jià)指標(biāo)已經(jīng)基本上覆蓋了游戲形式、教育內(nèi)容和用戶使用等多個(gè)角度，但依然存在一定的不足。其中，一個(gè)較為重要的是各個(gè)維度的考量缺乏相關(guān)性，即在對領(lǐng)域知識的科學(xué)性與游戲性分開評價(jià)之外，還應(yīng)對兩者的結(jié)合程度做評價(jià)，這也是應(yīng)用游戲在教育、娛樂雙重目標(biāo)下的最為重要的考核方向。

2 教育性與游戲性結(jié)合的評價(jià)指標(biāo)

2.1 宏觀層面上游戲與教育的關(guān)系

Garris等[7]基于游戲與學(xué)習(xí)動機(jī)的研究構(gòu)建了IPO模型。該模型描述了一個(gè)游戲循環(huán)圖（如圖3所示）：帶有游戲特性的教學(xué)內(nèi)容作為輸入，游戲者產(chǎn)生判斷并采取行為，系統(tǒng)給出反饋，最終（以任務(wù)報(bào)告作為形式之一）產(chǎn)生輸出-學(xué)習(xí)結(jié)果。

圖3 輸入/過程/成效IPO模型

基于上述的循環(huán)模型可以看出，游戲與學(xué)習(xí)的確存在這樣一種互動關(guān)系：①系統(tǒng)設(shè)置問題空間（在一定的游戲情景中布置游戲任務(wù)）；②游戲者借助執(zhí)行空間進(jìn)行問題解決（完成任務(wù)）；③評價(jià)空間對游戲者的操作行為進(jìn)行評價(jià)（給出任務(wù)評價(jià)或游戲者績效）；④根據(jù)具體情況重復(fù)（或最終結(jié)束）上述過程。各功能空間之間形成了某種形式的互為輸出和輸入的關(guān)系，這種關(guān)系構(gòu)成了無數(shù)游戲循環(huán)圈（如圖4所示），充分顯示了游戲與學(xué)習(xí)兩個(gè)過程存在互生互動的關(guān)系。

圖4 游戲與教育的互動過程

2.2 微觀層面上游戲與教學(xué)事件關(guān)系

用戶對應(yīng)用游戲的使用過程本質(zhì)上是用戶以游戲?yàn)檩d體進(jìn)行的一個(gè)認(rèn)知學(xué)習(xí)過程。為評估應(yīng)用游戲?qū)W(xué)習(xí)過程的支持效果，必須從學(xué)習(xí)和認(rèn)知行為涉及的微觀環(huán)節(jié)及過程入手。

阿特金森與謝夫林提出來的信息加工模型是一個(gè)被當(dāng)代研究者廣泛認(rèn)可的基于個(gè)人的學(xué)習(xí)模型。該模型把學(xué)習(xí)設(shè)想為由知覺與記憶之間的一系列階段構(gòu)成的信息加工，如圖5所示。

圖5 基于信息加工理論的學(xué)習(xí)與記憶的精細(xì)模型[8]

Gagne[9]基于上述的信息加工模型提出了 9個(gè)事件，具體描述為如下活動：

①引起注意，確保刺激被接受。

②告知學(xué)習(xí)目標(biāo)，建立適當(dāng)?shù)念A(yù)期。

③提示學(xué)習(xí)者從長時(shí)記憶中提取先前習(xí)得的內(nèi)容。

④以清晰和富有特色的方式呈現(xiàn)材料，確保選擇性知覺。

⑤以適當(dāng)?shù)恼Z義編碼指導(dǎo)學(xué)習(xí)。

⑥引出行為表現(xiàn)，包括反應(yīng)生成。

⑦提供關(guān)于行為表現(xiàn)的反饋。⑧測量行為表現(xiàn)，包括額外反應(yīng)反饋機(jī)會⑨安排多種練習(xí)以促進(jìn)將來提取和遷移。Gagne[9]提出的 9個(gè)教學(xué)事件已經(jīng)作為教學(xué)設(shè)計(jì)的經(jīng)典方法在全球教育界產(chǎn)生了巨大的影響，這一概念的提出不但為促進(jìn)學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性框架，同時(shí)也為“如何以游戲形式來優(yōu)化教學(xué)過程”提供了理論參照。與普通的教學(xué)軟件相比，應(yīng)用游戲具有豐富的表現(xiàn)力，是以游戲靜態(tài)元素為載體、以動態(tài)體驗(yàn)環(huán)節(jié)來安排教學(xué)事件，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者內(nèi)部的信息加工過程的目的。表1對比了9個(gè)教學(xué)事件與游戲元素之間的關(guān)系，并給出了教學(xué)案例。

表1 9個(gè)教學(xué)事件與學(xué)習(xí)過程和游戲過程的關(guān)系

2.3 基于教學(xué)事件的游戲與學(xué)習(xí)結(jié)合性評價(jià)指標(biāo)

由上一節(jié)的表1可得出9個(gè)教學(xué)事件在應(yīng)用游戲中能夠找到對應(yīng)的游戲要素，因此應(yīng)用游戲的使用過程便可以理解為通過游戲元素及游戲體驗(yàn)環(huán)節(jié)組織起來的教學(xué)過程。換句話說，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的應(yīng)用游戲必須能夠滿足對9個(gè)教學(xué)事件的支持，那么對應(yīng)用游戲的評價(jià)則需圍繞游戲設(shè)計(jì)是否有效支持九個(gè)教學(xué)事件而展開。

（1）引起注意：表 1給出游戲中通過過場動畫的視聽效果、背景故事等情景再現(xiàn)手段來引發(fā)參與者對將要提出的問題（或?qū)W習(xí)內(nèi)容）的注意，因此形成了關(guān)于第一個(gè)教學(xué)事件的評價(jià)指標(biāo)描述：為激發(fā)游戲參與動機(jī)而設(shè)計(jì)的情景等是否有利引發(fā)玩家對學(xué)習(xí)內(nèi)容的注意。

（2）告知學(xué)習(xí)者目標(biāo)：應(yīng)用游戲通過設(shè)定游戲任務(wù)來傳達(dá)學(xué)習(xí)目的。因此基于第二個(gè)教學(xué)事件的評價(jià)指標(biāo)可描述為：游戲任務(wù)設(shè)定與學(xué)習(xí)目標(biāo)是否高度一致，以滿足游戲完成任務(wù)，同時(shí)可標(biāo)志學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（3）激起對習(xí)得的先決性能的回憶：通常在游戲中，參與者的先導(dǎo)性技能來源于該領(lǐng)域背景知識的掌握，為滿足在學(xué)習(xí)實(shí)踐發(fā)生之前更有效地激起對先決性能的回憶，游戲所設(shè)定的受眾背景知識或基礎(chǔ)技能要與該受眾群體的認(rèn)知現(xiàn)狀相匹配，即游戲受眾群體的實(shí)際知識水平要能夠支持他完成初期體驗(yàn)，而不會產(chǎn)生以下兩個(gè)局面：參與者沒有足夠背景知識來解決所面對的游戲任務(wù)；或者涉及的背景知識太過簡單，失去了與知識內(nèi)容相關(guān)的挑戰(zhàn)而變成了純粹的游戲技能挑戰(zhàn)。

除了上述在游戲初次體驗(yàn)時(shí)的背景知識設(shè)定以外，該評價(jià)描述也涉及在游戲不同關(guān)卡跳轉(zhuǎn)過程中，其所需的知識銜接性的設(shè)計(jì)，即每當(dāng)一個(gè)關(guān)卡成功通過后，參與者被認(rèn)為該關(guān)卡涉及的知識內(nèi)容已經(jīng)掌握，可以作為下一階段學(xué)習(xí)行為的先導(dǎo)性知識，因此，關(guān)卡之間知識內(nèi)容銜接是否合理可以決定學(xué)習(xí)各個(gè)階段中的對習(xí)得的先決性能回憶是否有效。

（4）呈現(xiàn)刺激材料：游戲可通過各種形式來呈現(xiàn)刺激材料，例如情景、動畫、音效，設(shè)置是角色的設(shè)定等。從第四個(gè)教學(xué)事件來看，此評價(jià)指標(biāo)可描述為：作為知識載體的游戲要素是否能夠清晰、鮮明、富有特色地展現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，是否有利于參與者掌握。

（5）指導(dǎo)、引出、反饋、測量：第五、六、七、八教學(xué)事件是學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)，也是教學(xué)過程中真正發(fā)揮作用的 4個(gè)有效事件，與游戲整個(gè)交互體驗(yàn)過程相對應(yīng)。由于游戲設(shè)計(jì)中的核心規(guī)則往往是有機(jī)化且不可再分的，且判斷、行動和評價(jià)是一個(gè)完整的游戲行為過程，因此將教學(xué)事件中的“提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)、引出行為表現(xiàn)、提供行為表現(xiàn)正確性的反饋和測量行為表現(xiàn)“都統(tǒng)一為一個(gè)評價(jià)指標(biāo)：應(yīng)用游戲核心規(guī)則的設(shè)計(jì)需要與知識機(jī)理緊密結(jié)合，即參與者在游戲中的行為約束與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)，參與者對知識的掌握程度要能夠直接影響他在游戲中行為結(jié)果。具體來看：

①提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)：學(xué)習(xí)過程中需要不斷對學(xué)習(xí)者提供一定的指導(dǎo)性幫助，通常是描述性講解或啟發(fā)性提示等形式。游戲采取的是通過規(guī)則約束參與者行為來間接提供正確的行為參照，從這一方面來看， 應(yīng)用游戲與娛樂游戲相比，需要提供適當(dāng)?shù)闹R提示。

②引出行為表現(xiàn)：參與游戲的動機(jī)是促使學(xué)習(xí)者主動地挑戰(zhàn)游戲任務(wù)，同時(shí)也間接引出了學(xué)習(xí)者的行為表現(xiàn)。另外，動機(jī)設(shè)計(jì)也是游戲核心規(guī)則設(shè)計(jì)的范疇，因此該評價(jià)指標(biāo)需要包括：游戲參與動機(jī)的設(shè)計(jì)是否有利于引出學(xué)習(xí)行為的表現(xiàn)。

③提供行為表現(xiàn)正確性的反饋：普通的教學(xué)過程通常采取顯性通告學(xué)習(xí)者的行為是“對”或“錯(cuò)”，而游戲通常是通過反饋機(jī)制，即通過“挑戰(zhàn)任務(wù)”是否完成或“關(guān)卡”是否通過來使參與者思考其行為的對/錯(cuò)，或者是否有利于趨近任務(wù)目標(biāo)。從這個(gè)方面來看，為達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果，應(yīng)用游戲的反饋更有利于學(xué)習(xí)者對其行為做出正確的判斷。

④測量行為表現(xiàn)：對于學(xué)習(xí)者的行為測量，在游戲中是通過規(guī)則來實(shí)現(xiàn)，因此應(yīng)用游戲同其他娛樂游戲一樣，需要對參與者行為進(jìn)行精確計(jì)算。

上述4個(gè)教學(xué)事件與應(yīng)用游戲的核心規(guī)則有關(guān)，而核心規(guī)則和知識結(jié)合性評估可以分為以下4個(gè)方面（分別對應(yīng)上述4個(gè)教學(xué)事件）：

①游戲規(guī)則設(shè)計(jì)中需適當(dāng)給出知識內(nèi)容提示，對學(xué)習(xí)者的行為具有一定指導(dǎo)性。

②游戲設(shè)定的合法行為需要與知識相關(guān)，確保參與者在參與游戲的同時(shí)，引出了對知識學(xué)習(xí)的行為表現(xiàn)。

③游戲反饋要清晰、明確，能夠有利于參與者正確判斷其行為的正確與否。

④游戲規(guī)則需要對參與者的行為有準(zhǔn)確地計(jì)算及測量。

（6）促進(jìn)保持和遷移：游戲具有多場景，每個(gè)場景對應(yīng)一個(gè)知識應(yīng)用情景，并可配以多個(gè)游戲任務(wù)。為了更好地促進(jìn)知識的保持和遷移，多場景之間涉及的知識內(nèi)容應(yīng)具有一定的關(guān)聯(lián)性。

綜上，從應(yīng)用游戲的“游戲性”和“教育性”結(jié)合度方面，評價(jià)指標(biāo)可以分為六大一級指標(biāo)，如表2所示。

表2 基于9個(gè)教學(xué)事件的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)

2.4 綜合評價(jià)指標(biāo)體系

綜合來看，除上述討論的游戲與學(xué)習(xí)匹配性指標(biāo)以外，應(yīng)用游戲的優(yōu)劣還需要從產(chǎn)業(yè)化、領(lǐng)域知識的科學(xué)性及正確性等方面進(jìn)行評估，表3給出應(yīng)用游戲綜合評價(jià)指標(biāo)。

3 結(jié) 束 語

本文針對目前存在的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)缺乏游戲與教育特性結(jié)合程度考察的問題，研究了游戲與教育過程在嚴(yán)肅游戲中的并發(fā)關(guān)系，將應(yīng)用游戲的使用過程理解為通過游戲形式組織起來的教學(xué)過程，以信息加工理論模型延伸出9個(gè)教學(xué)事件為參考，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的應(yīng)用游戲評價(jià)指標(biāo)。嘗試通過考核應(yīng)用游戲?qū)?個(gè)教學(xué)事件的支持程度，評價(jià)其對教育目的的支持程度，最終衡量其作為應(yīng)用游戲的價(jià)值。當(dāng)然，該指標(biāo)的提出只是一個(gè)方案設(shè)計(jì)，在未來的研究中，筆者希望能夠完善相關(guān)指標(biāo)的量化表示，以使其更具有可操作性。

表3 應(yīng)用游戲綜合評價(jià)指標(biāo)

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Study on Applied Game Evaluation Index Based on Didactical Events

Wang Qing, Chen Hong, Zhao Haiying, Liu Yan, Zhu Dehai
(College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

Applied game aims to help player acquire knowledge, improve skills and enhance emotional quotient through game playing process. However, evaluation for effects of combining playing and learning is still open. This study investigates correlations between game and learning and proposes a methodology for applied game evaluation index by extending information procession model to nine didactical events accordingly integrating learning processes into game playing. The evaluation method involves examining an applied game’s capability of supporting the nine didactical events and its proposed pedagogical purpose and gives the degree of practical value for the game. It is expected that the evaluation index for applied game can provide a practical reference specification for applied game assessment.

game application; serious games; gaming learning; teaching event; evaluation index

G 434

A

2095-302X (2014)02-0301-06

2013-04-24；定稿日期：2013-06-28

國家科技支撐計(jì)劃課題資助項(xiàng)目（2012BAD35B02）

王 慶（1977-），女，吉林長春人，副教授。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。E-mail：wangqingait@sina.com

陳 洪（1976-），男，四川達(dá)州人，副教授，博士。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。E-mail：chenhong@cau.edu.cn