教育游戏“农场狂想曲2”中的学习迁移

□ 周玉霞 李芳乐 谢永祥

教育游戏“农场狂想曲2”中的学习迁移

□ 周玉霞 李芳乐 谢永祥

教育仿真游戏是否对学生的迁移具有作用？本文采用个案法研究“农场狂想曲2”中学生的学习迁移，结果发现，有提示问题的个案发生了远迁移，迁移的知识层次达到了分析、综合和评价的高阶思维水平，而没有提示问题的个案即发生了近迁移或者没有迁移。

仿真游戏；学习迁移；提示问题

教育游戏可以帮助小学生学习迁移吗？在学习理论中，迁移是一个核心概念，几乎所有的教育者都希望所传授的知识或技能可以被学生在不同的情境中再次应用[1]。教育仿真游戏在技能训练方面有了不少应用，能够提供重复训练的环境来帮助学习者掌握特殊的技能[2]。可是关于教育仿真游戏中的迁移却多停留在理论探索阶段，鲜有实证研究。本论文基于一个农场经营的仿真游戏来研究游戏过程中学生的迁移是否发生，且有何种类型的迁移？

一、教育仿真游戏——“农场狂想曲2”

“农场狂想曲2”(http://www.farmtasia.com)是香港中文大学信息科技教育促进中心开发的一套教育仿真游戏（见图1），让学生沉浸在一个虚拟的环境中，不知不觉地学习相关知识和技能。

总的来说，“农场狂想曲2”具有以下特点：

●真实的全球气候仿真系统。使得囿于地理环境局限的学生可以体验世界各地不同的气候带中温度、水文、土壤等自然因素对农业的影响。

●动态生成性的问题。无论是种植业，还是养殖业，或者农业经济活动，学生在“农场狂想曲2”中的任何决策，带来的问题都是生成性的，提前未有预设，也是书本上所没有遇到的经验。

●虚拟时间带来的实时反馈。“农场狂想曲2”中的时间缩短了千倍，便于学生在短时间内对农场经营的时效性获得了解，并且分析不同时段种植、收割所带来的结果。

●适应性的游戏进阶。对于初入农场的学生，系统提供了“练习岛”，内设各种学习帮手，帮助学生学习种植和养殖的基本知识，学生完成了练习岛的基本模块后，就可到“梦幻岛”上开启他们自我经营农业帝国的梦幻之旅。在这个过程中，将不再有任何学习帮助，随着学生经营水平的提升，他们遇到的任务难度也越来越大。

●浸入式的交互。连续性的决策和进阶式的任务需要学生全力以赴来应对逐渐提升的挑战，和农场中的各种任务互动，解决渐趋复杂的问题。

二、学习迁移

（一）迁移

在教育中，学习的迁移（transfer of learning）指通过类推（analog）来概括和产生知识的能力[3]。是将原任务（source task）中建构的知识，经过变动（mobilised）、重组（recombined）和调适（adapted）后，被用于目标任务（target task）[4]的过程。根据不同的标准，人们对迁移的分类也不同，按照迁移中情境的相似程度，迁移有两种，近迁移和远迁移[5]。近迁移是指两个相近情境中知识或规则的应用。远迁移是指将所学知识运用于完全不同的情境中的能力，是用先前所学来解决新的问题，新的问题与之前的问题有相似的结构[6]。相似性（similarity）是迁移的核心条件[7]。相似性有两个维度。一为表面相似（surface similarity），或问题的组成元素相似。二为结构性相似（structural similarity），或与问题对象相关的抽象原则相似。如果说两个问题是相似的，那么有可能是它们具有相似的表面特征或者相似的结构特征，抑或两种特征都相似[8]。

（二）迁移的评量

迁移的测试一般都在训练或学习情境之后立刻发生的，测试者期望学习者面对迁移任务或者问题时应用他们所学的知识。Bransford和Schwartz[9]把这种应用叫做直接应用（direct application）(DA)。他们用陪审团的隐喻来说明这种评价迁移的方式，陪审团为了不被外界的意见所影响，被隔绝或切断与外界决策系统的联系。学习者在测试迁移的过程中被隔绝，也是为了测试学习或者迁移的发生。这种隔绝了的资源包括：询问他人，看上课的笔记或其它课程材料，尝试或者错误，他人的回馈，修改的机会。这种办法就是“隔绝的问题解决（sequestered problem solving）(SPS)”的范式[10]。本研究的评价过程中，学生需要从多种来源获取知识对任务进行理解和分析，评量迁移很难完全隔绝对外界资源的获取和同伴之间的互相学习，因此本研究并非完全采用隔绝的问题解决，而是让学生可以自由获取资源。其次评价迁移依然要落实到对知识的评价，因此本研究在评价迁移的层次时，参照了Bloom[11]的认知分类（知识、领会、应用、分析、综合及评价）。

（三）教育游戏中的学习迁移

在游戏世界中，学习者必须要面对各种复杂情境，这种多样和变化的特点可以促进用户抽象出概念和规则[12]。游戏可以帮助学习者发展多方面的能力，如空间定位能力[13][14][15]、编织故事的能力[16]等。然而游戏如何结合课堂教学，如何构建课堂环境，以促进学生学习的迁移，相关的研究并不多[17]。在何种情况下，游戏能帮助学生发生学习迁移呢？本研究希望能探讨这些问题。

三、研究设计

（一）研究问题与设计

本论文关注“农场狂想曲2”中学生的学习迁移的问题。具体的研究问题如下：

●有问题提示（实验组）和无问题提示（对照组）的组别，学生的迁移有何不同性质？

●从认知层面看，对照组和实验组的学习迁移有怎样的区别？

本研究依托“信兴科技初中同学通识教育浸入式学习计划—农场狂想曲2”的项目，2009年3月到2009年7月之间，在香港8所中学，让学生以“农场狂想曲2”为基础，进行一个以“在经济上达到可持续发展农业目标的农场发展计划”为任务的专题研习。在为期四个月的过程中，前三个月为游戏阶段，后面一个月为专题完成阶段。为了回答以上的研究问题，我们设计了两组不同的游戏教学方案。在对照组中，要求教师每周组织学生讨论游戏的得失和经验。实验组中，除了每周组织学生讨论以外，还给学生提供了研究人员和教师提前预设的提示性的问题（question prompt）。

（二）研究方法

本研究采用个案研究法，Yin[18]认为，个案研究的优点在于可以以少量的典型个案为研究对象，深入地研究个案的独特之处，个案的单位可以是一个人，也可是一群人，甚至是一个学校或一个地区，要看研究的焦点所在。本研究中，因为学生是以小组为单位来讨论，并且完成最后的研究计划，所以本研究的个案单位为小组。本研究共选择了三组个案，其中一组为实验组，其余两组是随机从对照组中选择的两组学生。

本研究不仅通过“隔绝的问题解决”来评价学习迁移的结果，也对游戏过程的迁移进行评价。让学生在“农场狂想曲2”的活动结束之际，完成一个“从经济上可持续发展农场经营计划书”，需要脱离原来的“农场狂想曲2”游戏环境，从可持续发展的角度，考虑农场在经济方面需要考虑的问题。在学生游戏过程中，要求学生每周至少写一篇游戏日志，记载他们在虚拟农场经营的得失。此外，研究者也通过对每周师生作总结和反思的课堂观察来了解他们的学习迁移情况。

四、研究发现

学生在不同程度上都有一定的迁移发生。然而在不同的实验条件下，学生的学习迁移性质并不相同。

（一）在“隔绝的问题解决”评价中，有无提示问题影响迁移的性质

1.实验组发生了远迁移

在对三组个案的“可持续农业发展的农场经营计划”的分析中，研究者发现，对照组和实验组有明显的差异。表现在实验组学生在完成可持续农业发展计划书中，不仅仅局限于“农场狂想曲2”中的表面经验，而是从中抽象出关键规则，从而查询相关数据，提出可持续发展农业的经营措施。

例如实验组学生将游戏中的各种作物种植次数和种植质量加以统计，对单一种植作物和轮番种植作物的质量比较后，得出轮种制是最佳的种植方式。学生由此得出“轮种制”这个规律，进而查询到古人和现代人的种植方式也提倡同样的种植方式，于是学生将“轮种制”写入最后的建议书中。

古代欧洲人利用“三田制”、“谷物轮耕制”等方法，去解决土地养分失调的问题；而现代人则提倡使用“轮种”、“间种”等方法(简元锐、邓洁丽，2006)。……本组因此也在“农场狂想曲2”中，试用“轮种”的方法，即在种植两季番茄之间，加插种植洋葱，发现的确令土地缺乏养分的情况有所改善。

从学习迁移的角度来看实验组学生的表现，他们能将“农场狂想曲2”中的具体经验从虚拟世界运用到真实的农业世界中，并且获取相关知识，提出有效的农场经营策略。

2.对照组个案1基本未发生迁移

比较而言，对照组学生并没有将“农场狂想曲2”中的经验移植到可持续农业发展计划中，相反的，他们只是对农场经营过程中的经验进行简单地描述。如在种植业方面，对照组个案1提出以下观点：

在农产品方面，卷心菜、生菜、青豆等都是较为易种植，生长亦较快；小麦的生长较慢，容易受天气影响而死亡，西红柿也是较易受天气影响而死亡。……我们亦会在农田侧建造天文台，能根据天气变化而作出对农产品适当的保护措施，以免农作物受天气影响而坏死。

畜牧业方面，他们也只是将农场经验具体描述出来，仅仅停留在事实阶段。

鸡只需半年时间便到成年阶段，可制造罐头，亦可生鸡蛋，从而令经验值提升和金钱大大增加；猪的生育能力最强，每次能生出五至十只小猪，虽然成长时间较长，但数量亦相对增加。

3.对照组个案2发生近迁移

个案2在描述经济和地理知识的运用方面，有一定程度的迁移。仔细分析，学生在农场经营过程中遇到了问题后，为提高农场经营的状况，去查阅相关的学科知识，如地理和科学，然后将书本知识迁移到农场中，在虚拟农场的经验中进行验证。

若玩家喜爱种植并想获得好收成，就必须了解农作物生长适宜的气候，以及它适宜的耕作环境，这就要运用到地理和科学的知识，先通过地理的知识，找出农作物适宜生长的地点，比如说，A同学曾在热带雨林种小麦，但次次的收成都是D级，后来他才发现，热带雨林是不适合小麦种植的，因为小麦需要中量的雨水便能生长得很好，热带雨林雨水充沛，反而不适合小麦的生长。

这种停留于事实到概念之间过渡的知识，具有很弱的迁移性质，学生并未将知识去背景化，依然停留在相同的表面特征上。并未有具体的分析活动，只是简单地在虚拟农场中套用书本知识。这种只在相近领域中发生的迁移属于近迁移。

（二）在游戏过程中不同组别的迁移情况

1.日志记录中，不同组别大体相近：未发生迁移

在学生的网络日志中，大多数学生都很少记录自己的知识层面的收获。实验组中学生A记录了他在“练习岛”中初次寻找各种资源容易迷路的困难，然后自制了一个电子地图来定位练习岛中各种资源，他很快熟悉了基本地形。但是其余的学生基本上都在记录每天是否收入了金钱以及一些问题，比如破产后的补救方式。总的来说，学生并不习惯于记录从游戏中学习知识的部分。对照组和实验组并未出现明显区别。

2.观课过程中实验组有一定程度的近迁移

实验组学生在每周一次的总结反思中，除了分享游戏中的得失外，还要回答教师准备的提示问题，结果学生会将农场的活动作为经验事实，来初步分析和回答提示问题，由于课堂活动时间很短，这些问题受到了学生从不同角度的关注和解决，但基本没有出现去背景化的知识分享。学生一直停留在从虚拟农场的活动中寻找问题解决方案的活动水平，并未对活动背后的规律加以深究。

3.观课过程中对照组未发生迁移

对照组两组学生在每周的总结反思中，一直在围绕如何提升游戏的等级或增加金钱，来做各种讨论，教师邀请那些做得比较好的学生分享经验时，学生也只是将别人的经验照搬到自己的农场来，并未深究经验背后的知识和概念。这种可用的经验虽然超越了事实，但未曾向规律和概念迁移。

（三）从认知水平上看，实验组和对照组迁移知识性质的不同

按照Bloom[19]的认知分类学，分析学生的可持续农场发展计划书中迁移的知识所处的认知水平，研究者发现实验组和对照组学生迁移的知识层次不同。

1.实验组达到高阶思维水平

实验组学生在课堂总结和反思后，对农场经营的策略进行了分析，并且辅以柱状图或饼图来呈现不同决策的后果，对经营活动背后的规律进行抽象。除此之外，他们还能从网络和书本上获得相关资料，并且综合虚拟农场的规律，提出可持续发展农业的系列措施，除了以上所举例子外，在经济因素的考虑中，学生甚至会反思现实生活中的社会议题，并指出问题之所在。他们的迁移后的知识辐射到相关领域，达到了分析、综合、评价的认知水平。

在“农场狂想曲2”中，本组发现农产品的收购价经常出现很大的波幅，农产品的价格除受市场供求影响外，还有很多人为的因素影响。……农民其实没有太多渠道去售卖农产品的，因此很多商人便会借着这个弱点，以极低的收购价去收购农民的农作物，再以较高价钱售出，把农民欺骗或压榨。

此外，国家或国际组织的政策也会对农产品的售价造成影响，一些发达国家(例如美国)或国际组织(例如世界贸易组织)便常因其不公平的措施，遭受国际非议。……虽然一些概念如“公平贸易”、“良心企业”、“自由贸易”等近年正崛起，然而全球仍有很多农民被不公平贸易所压榨。

学生已经不再仅仅停留在是否提高农场经营的策略，而是关注到农民的生存问题，以及复杂的社会国际环境下各种影响因素对农民的不公平（尤其是欠发达地区）。在充分分析和综合知识的基础上，自然对社会议题进行关注并提出见解。

2.对照组两个个案停留在记忆到理解的水平之间

相比之下，对照组个案1并未发生迁移，只是对农场经营的事实进行简单的理解后加以描述。

不同时间、不同的地方种植或饲养不同的农作物和禽畜，都有不同的效果，例如鸡适合在寒冷的地方生长；小麦也适合在寒冷的地方生长，如较北的地方；在湿地生长的橙树，也有不错的效果。

对照组个案2的迁移认知水平也基本处于事实和理解之间。如下引文：

科学方面，耕种过程中，我们必须不断留意土壤酸碱值、水分，以及氮、钾、磷浓度等数据，从而决定选购什么肥料作补给。例如种植西红柿，最理想的酸碱值是介乎6.5至7，饲养家畜家禽时，亦要弄清楚鸡只吃稻谷，牛、猪和羊则喜欢吃粟米和豆饼等。

对照组的学生对于农场活动本身十分关注，并且在最后的计划书中基本都没有脱离经验的叙述，对于地理和经济条件对农业可持续发展的影响基本达到了理解的层次，并初步抽象到一定的概念层面，未做进一步的分析。

五、总结与讨论

回到本文的两个研究问题，在仿真游戏“农场狂想曲2”中，教师需要在恰当时机呈现提示问题，来引导学生的思维活动，达致学生学习的迁移。如果仅只提供一个仿真效果良好的虚拟游戏，很难期望学生进一步抽象，学到去背景化的知识，亦很难透射到现实生活中。也就是说，如果教师没有提供有关知识方面的提示，学生会将仿真游戏仅只看做是游戏，他们最大的兴趣是学到游戏攻略，而不会“不知不觉”学到学科知识。

那么在这样不同的教师支持下，学生学习迁移有何不同呢？有教师提示问题的学生，更容易发生远迁移。并且在认知水平上可达到分析、综合和评价的水平。而没有教师提供提示问题的学生，他们更多地从事实到概念理解之间的层面去思考问题，并不会发生远迁移，鲜有主动运用高阶思维。

这就给游戏化学习提出了进一步发展的方向，那就是提供恰当设计的教学法。这和Ferdig[20]的提议是一致的，他认为好的技术创新并不一定能帮助学生学习，而是必须考虑教学法的因素。本研究中进一步提出，在虚拟仿真教育游戏的教学法中，仅仅增加反思和总结的环节并不够，而是要从问题出发，激发学生注意游戏行为背后的关键点，并且抽取规律，提升思维层次，从而达到游戏化学习的目的：将游戏所学知识应用到游戏外的环境中，也就是学习迁移的目的。

在本先导研究的基础上，研究者根据在观课过程中与实验组老师的共同协商，重新设计了“农场狂想曲”的教学法：经验教学法，将会在后续的研究中进一步探讨。

[1][5][6][10][12][17]Mestre,J.Transfer of Learning:Issues and Research Agenda[DB/OL].Retrieved 9 September 2009 at http://www.nsf.gov/ pubs/2003/nsf03212/nsf03212_1.pdf.

[2][4]Bossard,C.,Kermarrec,G.,Buche,C.,&Tisseau,J.Transfer of learning in virtual environments:a new challenge?[J]Virtual Reality, 2008,12,151-161.

[3]Subedi,B.S.Emerging trends of research on transfer of learning[J]. International Education Journal,2004,5(4),591-599.

[7][8]Gentner,D.,M.Ratterman,&K.Forbus.The roles of similarity in transfer:Separating retrievability from inferential soundness[J]. Cognitive Psychology,1993,25,524-575.

[9]Bransford,J.D.,&Schwartz,D.L.Rethinking transfer:A simple proposal with multiple implications[A].In A.Iran-Nejad&P.D. Pearson(Eds.),Review of Research in Education[C],1999,24,61-101.Washington DC:American Educational Research Association.

[11][19]Bloom B.S.Taxonomy of educational objectives.Handbook I: The cognitive domain[M].New York:David McKay Co Inc,1956.

[13]Cromby,J.J.,Standen,P.J.,Newman,J.,&Tasker,H.Successful transfer to the real world of skills practised in a virtual environment by students with severe learning difficulties.Proceedings of the ECDVRAT:1st European conference on disability,virtual reality and associated technologies,reading,University of Reading[C],UK, 1996,103-107.

[14]Volbracht,S.,Domik,G.,Backe-Neuwaldand,D.,&Rickens,H. The''Citygame'':an example of a virtual environment for teaching spatial orientation[J].J Univers Comput Sci,1998,4(4):461-465.

[15]Waller,D.,Hunt,E.,&Knapp,D.The transfer of spatial knowledge invirtual environment training[J].Presence teleoperat virtual environ,1998,7,129-143.

[16]Mateas,M.Computational Subjectivity in Virtual World Avatars[C]. AAAI Fall Symposium on Socially Intelligent Agents,1997.

[18]Yin,R.Case study research:Design and methods(2nd ed.)[M]. Beverly Hills,CA:Sage Publishing.1994.

[20]Ferdig,R.E.Assessing technologies for teaching and learning: understanding the importance of technological pedagogical content knowledge[J].British Journal of Educational Technology.2006,37(5), 947-760.

责任编辑 南岭

G434

A

1009—458x（2011）04—0079—05

2010－12－30

周玉霞，讲师，博士，云南师范大学现代教育技术中心（650092）。

李芳乐，副教授，博士生导师；谢永祥，导师。香港中文大学资讯科技教育促进中心（999077）。