基于EFM模型的教学游戏设计与实现

◆孙丽娜

为了正确引导青少年对待和使用计算机游戏，充分发挥教学游戏对素质教育的促进作用，基于现有成熟的教育理论和软件开发技术，讨论一种功能较为完善的教学游戏设计模型，并设计实现了一款基于EFM模型的“摘苹果”教学游戏系统。

1 相关理论基础

教学游戏具有游戏性和教育性两个基本特点，前者是由数字化游戏本身所决定的，而后者则是游戏在教育教学中应用的体现，其设计和实现是建立在教育学、心理学等相关学科理论基础之上的。

1.1 流体验理论

美国心理学家Csikszentmilhalyi把“流（Flow）”描述为人们因全身心投入到某件感兴趣的事情中而产生的一种忘却周围环境、丧失自我意识，甚至忘记时间存在的心理状态。流体验理论是一个连接教学设计理论和动机设计理论的理论桥梁，可以作为理解和实现动机的方法。

1.2 内在动机理论

Malone依据个体行为过后所能得到的报酬，把动机分为内在动机和外在动机，前者指的是追求内心的快乐和满足，而后者则指的是追求实质的奖赏和目的。他把动机激发包概括为5个要素：挑战、好奇、控制、幻想和人际关系。在现实中也正是这些因素促使玩家对游戏乐此不疲。

1.3 情境认知理论

情境认知理论认为学习者是自身知识的建构者，在知识学习背景下主动参与真实活动和任务，进行批判性和创造性思考，在与其他人协作过程中不断建构知识，同时在元认知水平上监视自身知识的建构。有效学习环境是情境认知理论中的一个重要因素，能够促进学习者对内容的自我理解和掌握，推进学生自我认识能力的提高。

2 基于EFM模型的教学游戏设计

EFM模型是一种集有效学习环境、流体验和学习动机于一体的教学游戏设计模型，它将教学游戏作为一种游戏化学习环境来处理，以创设有效学习环境为取向，通过游戏策划、设计和技术来表达有效学习环境的必备条件，让学习者在游戏化的有效学习环境中产生流体验并激发学习动机，从而实现游戏效应和教育效果完美融合。

2.1 EFM模型

学习动机、流体验、有效学习环境和教学游戏之间存在密切的关系，构建成EFM教学游戏设计模型，简称EFM模型，如图1所示。

在EFM模型中，教学游戏提供目标清晰、程序明确的游戏化任务，学习者参与到有效学习场景中，借助已有知识、技能和合适的工具挑战特定任务，在与环境交互中获得反馈信息，并不断调整自身行为，在激励机制的推动下继续游戏。学习者在参与活动期间，几乎注意不到自己正在经历一个学习过程，也无法叙述其中的原理和行为动机，却已经获得某种知识或技能，即所谓的流体验过程。简言之，学习者在教学游戏的有效学习环境中产生流体验状态，激发学习动机以达到构建和完善自身知识结构的目的。

图1 EFM教学游戏设计模型

2.2 教学游戏设计流程

依据数字化游戏设计流程，综合考虑EFM模型和教学设计原理，将教学游戏的设计流程分为3个主要阶段：分析与决策、设计与开发、测试与评价。

1）分析与决策。基于EFM模型的教学游戏设计实质上是一种特殊的教学设计过程，富有弹性、灵活的游戏化教学设计关键是科学的前期分析，一般应包括学习者特征分析、学习任务分析和教学目标确定三个方面。

2）设计与开发。根据学习动机理论中的各要素，教学游戏设计过程一般分为游戏任务设计、游戏场景设计、学习者控制权设计、游戏规则设计和游戏反馈设计5个部分。

3）测试与评价：教学游戏测试除了计算机软件固有的代码测试和用户测试以外，还包括游戏性测试和知识性测试，其中前者是一般游戏所普遍存在的，而后者是教学游戏所特有的。

3 基于EFM模型的教学游戏实践

为了证明基于EFM模型的教学游戏设计的有效性和开发的可行性，现开发一款面向小学生数学学习的教学游戏《摘苹果》，其过程主要包括游戏任务与场景设计、游戏规则与反馈机制设计、学习者控制权设计、游戏开发与测试等环节。

3.1 游戏任务与场景设计

1）设计方案。正值丰收季节，小青蛙在苹果园里参加劳动——摘果子。在摘之前，需要先计算出平均每棵树上果子的数量，如果正确，才可以摘到苹果并且还可以吃一个作为奖励；否则不但摘不到，还可能会被树上掉下来的苹果砸中以示惩罚。

2）设计意图。为了帮助小学生熟练掌握求平均数的方法，在认真分析学习者年龄特点、认知结构和能力的基础上，将游戏场景设定在果园里，选择小青蛙、果树和苹果作为游戏角色和道具，通过吸引学习者的注意力参与户外活动，挑战不同难度的任务，培养小学生热爱劳动习惯的同时解决数学问题，促进身心全面发展。

3.2 游戏规则与反馈机制设计

1）设计方案.如果小青蛙想摘到苹果并能够吃一个，就必须在规定的时间里算出这里的果树平均每棵有多少个果子，并用鼠标选出正确答案，否则不但摘不到果子，还可能会被掉下来的砸中。在游戏的不同阶段，系统会伴有急促的、欢快的或悲伤的音乐，另外结束时将显示摘到苹果的数目、吃的个数以及被砸中的次数等信息。

2）设计意图。通过设置奖惩规则、时间关卡和视听效果，增加游戏的趣味性，激发任务挑战性和积极性，促进学习者产生流体验沉浸感，在不知不觉的游戏中巩固所学的知识，依据反馈信息，帮助学习者把握目标完成情况和促进知识的掌握。

3.3 学习者控制权设计

1）设计方案。该教学游戏设置五道关卡，每道关卡包含若干道题目，题目呈现难度增大的趋势。另外在每一关中，根据学习者完成情况，系统将智能调整本关余下的题目的数量和难度。

2）设计意图。通过设置关卡、题目难度和数量来增强学习者控制权，通过系统智能训练以适应不同学习者的水平，力求“能力—挑战”平衡，以达到激发学习动机的目的。

3.4 游戏开发与测试

为了适应网络环境需求，该游戏采用Flash制作完成，具有文件小、传输快的特点。在测试阶段，代码测试和用户测试过程比较简单，均具有比较好的效果。游戏性和知识性测试是在一组80名适龄小学生中进行，经实验发现，本游戏在有效学习环境、流体验和动机理论方面也取得了较好的效果。

4 结束语

基于EFM模型的教学游戏开发在遵循计算机游戏开发一般规律的同时，融入了教学设计内容，并把相关的教育教学理论渗透其中。《摘苹果》是面向小学生数学学习开发的一款游戏，解决了学生不能熟练“求平均数”的难题，寓教于乐，让学生在轻松愉快的游戏中掌握枯燥乏味的数学方法。经测试证实，基于EFM模型的教学游戏设计方法具有较好的有效性和实用性。

[1]Csikszentmihalyi M.Play and Intrinsie Rewards[J].Journal of Humanities Psycholo,1975(3):41-63.

[2]宋敏珠,章苏静.EFM教育游戏设计模型构建[J].中国电化教育,2009(1):24-27.

[3]钟智贤.论学习环境设计[J].电化教育研究,2005(7):35-41.

[4]朱晓鸽.论学习环境设计[J].中国电化教育,1996(7):16-18.