基于公众科学素养视野下的数字科普游戏研究

朱晓娜

摘要：2016年3月18日，中国科学和中国科学技术发展计划协会”技术的研究与发展协会（2016-2020年）发布，该计划有两个目的，一是实现人类对科学文化的需求，而二提高科学素质的，达成到2020年，我国科普发展和公民科学素质达到世界创新型国家水平的目标[5]。在大形势的推动下，互联网+科普事业的发展优势逐渐显现，“互联网+科普+游戏”也应运而生。

对中国目前的游戏产业发展来说，无论是移动端游戏、网页游戏甚至是手机游戏，都已进入发展的高潮阶段，尤其是在“互联网+”背景下，科普游戏成为一个新的发展和探索方向，虽然国内科普游戏已经有发一定的展前景，但不幸的是，科普游戏还没有完全发展，还没有引起游戏公司和政府足够的重视，各个方面都存在不少问题。该文采用文献研究法、案例分析等方法，以分析科普游戏国内外的现状为出发点，首先阐述科普游戏的特点以及以中国数字科技馆为例分析科普游戏的主要类型，并选取了中国数字科技馆的科普游戏案例，分析它的成功经验。最后总结出目前我国科普游戏发展过程中的不足之处，并且就国内科普游戏的发展提出了有效的建议。

关键词：科学素养；科学普及；网络游戏；数字化

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）07-0102-03

1 概述

9月22日，由新华网主办的“2017中国网络游戏健康发展高峰论坛”在北京举行，有数据显示，2016年中国网络游戏市场规模达到1789.2亿元，预计2017年市场规模将超2000亿元。中国已经成为全球最大的游戏市场。但网络游戏行业内却存在着公司自行决策，政府无从监管、网络游戏相关投诉纠纷量巨大、交易纠纷频发，用户维权难等一系列问题，整个行业的健康规范发展急需整顿。

2 国内外科普游戏研究现状

2004年，科普游戏开始成为我国教育行业研究的重点，而这些关于科普游戏的研究主要集中在两个方面。一是娱乐性。二是教育性。

理论上，马隆（2008）认为基于游戏的教育旨在关注玩家的好奇心和挑战。Csikazentmihalyi提出了著名的流量（流量的经验）的理论，它被广泛应用于人机交互和心理探讨。2003年，GEE提出投影身份理论[1]，其中建议在虚游戏环境中玩家不妨选用多重身份反省并从得到得学习的想法，从此之后，研究者究开始探索通过游戏来提供一种学习环境，带动虚席者的学习兴趣。Carbonaro etal提出了“创新游戏”，认为球员作为一个设计师，这样他们不仅可以玩游戏，但也使创造性修改的游戏，从而建立自己的内容和虚拟系统[2]。

在实践研究上，Sasha Barab探讨了学习者的社会责任，威尔.赖特设计了游戏“（模拟人生）”，“孢子”（2008）[ 3 ]，就是说，游戏是一个很好的融合教学任务。不管是游戏进程、场景还是里面富含得学习和教育价值都非常吸引玩家。伊利诺斯州大学研究开发的"The Bee Dance Scientific-inquiry World”虚拟教学环境，用让学习者在虚拟环境中扮演小蜜蜂的形式学习关于蜜蜂的生活习性等知识[4]。

3 科普游戏分类——以“中国数字科技馆为例”

科普游戏是中国数字科技馆的重要交互应用之一，其轻松娱乐的形式受到青少年的喜爱。中国数字科技馆有329 个小游戏，涉及自然科学、工程技术、益智乐园、宇宙探索、动手实验等，用户可以在游戏过程中模拟不同水果的种植生

长；以飞行员的身份体验驾驶飞机的乐趣；前往肺部参观、体验北极严寒、探索太空奥秘等。

从上述表格中可以发现，中国数字科技馆的游戏类型划分是相当丰富的，主要包括七大类，但是这七大类游戏又可以进行细小的划分，主要包括：

1）学科类科普游戏

从划分类别的名字上就可以发现，这类游戏主要是有某种学科为背景的，比如中国数字科技馆中游戏栏目中的"海洋世界”、"血液清理器”、"鱼类”、"动物化石”等是属于生物学科的；"光谱”、"月相”、"地月之旅”、"陨石战机”等是属于天文领域的；"化学实验”、"菜刀生锈的原因”等属于化学学科。本游戏的目的是辅助教学，其开发时间、开发成本相对较低。

2）剧情探索类科普游戏

这类游戏设计的内容一般来说较为广泛，拥有比较华丽的场景，参与者可以从这类游戏中获得多方面的影响，可以在多种游戏中进行选择，开发成本相比之下比较高。中国数字科技馆的剧情探索类科普游戏还有很多，如：“垃圾处理”、“七彩世界”等，这类游戏是一类开放自由的游戏，玩家可以随意探索世界，基本上可以按照自己的想法来进行游戏。

3） 战略类科普游戏

战略科普游戏中，玩家可以利用资源逐步增强力量，在对手完全消灭、领土统一后对对手发起攻击。步伐很快，要求玩家高度集中，快速反应，同时要求动作的准确性和玩家的快速准确判断的准确性。玩家在战略教育比赛中必须注意全局，对玩家的管理能力有更高的要求。例如，中国数字科技馆中的"陨石戰机”、"小球进洞”、"密室智逃”等。

4）益智类科普游戏

益智类科普游戏的本质和谜题可以让益智游戏玩家体验知识，不管失败或成功，并从游戏中获得发展的能力，而不仅仅是游戏的乐趣。因此，益智类科普游戏在儿童的早期教育中具有非常重要的作用。益智类科普游戏是寓教于乐的典型代表。例如，中国数字科技馆中的"千钧一发”、"疯狂齿轮”、"趣味拼图系列”等。

4 科普游戏的评价指标体系研究

本文从相关的理论研究出发，包括游戏理论、学习理论、沉浸理论、马斯洛需求层次理论等开展对科普游戏评价指标体系的研究。

科普游戏评价指标是判别其作为学习工具对学习的促进作用，即进一步发育游戏的价值。随着教育游戏在诸多领域的广泛应用，创建一个评估方法体系尤为重要。本文在对游戏评价指标体系进行梳理时发现，本文要研究的科普游戏是教育游戏的一种，而对游戏的教育性的评价主要集中到下列五个维度：科学维度、游戏维度、教育维度以及用户维度。但是在描述各个维度时，不同个人和机构对各维度称谓和所包含的因素有所不同。

1）科学维度：

科学性是科普游戏的首要特征。科普游戏的的科学性主要体现在游戏的选题、内容以及传播途径上。科普游戏选题是否新颖、是否贴合所学学科；内容是否严谨，富有创新；传播途径是否明确，是否有利于玩家的理解等都是需要考虑的。

2）游戏维度：

科普游戏也是游戏的一种，必须具有游戏的娱乐性、趣味性等特点，因此，从游戏维度来看，其艺术性、趣味性、可操作性等都必修具有。动画效果、游戏画面、人物设计是否具有艺术美感；用户在游戏过程中画面是否流畅，各个游戏按钮的来回转接是否稳定；游戏响应是否迅速、交互界面是否人性化；玩家玩完游戏之后是否得到了心理满足，一关通过之后能否解锁下一关，能否真正的沉浸下去都是要考虑在内的。

3）教育维度：

科普游戏是以教育为目的的，所以科普游戏的教育性也是其必不可少的性质。从教育维度来看，要考虑游戏与教学是否相适应，是否支持学生的自主学习，其学习情景及过程是否真实等

4）用户维度：

其实用户维度很简单，游戏也是分层次的，不同的科普游戏适用于玩家的年龄层次，文化程度是不同的。因此，科普游戏的设计要充分考虑到玩家年龄与文化程度的适应性。

5 科普游戏开发案例分析——以中国数字科技馆《填色游戏》为例

中国数字科技馆的填色游戏是一款针对于儿童的小游戏。这款游戏包含多个系列，例如：填色游戏之野蛮人、填色游戏之民族服饰、填色游戏之花卉填色、填色游戏之化学元素等。本文以填色游戏之化学元素为例来简要概述这一系列游戏的优劣之处。这款游戏以化学学科为基础，以认识化学中的元素为目的而设计的，游戏以玩家喜闻乐见的形式，使得玩家在游戏中学习，进而获得知识与技能的提升。本文对中国数字科技馆《填色游戏》系列进行了分析，得到以下评价指标。

在科学维度上，本文从游戏的选题、内容、传播性上进行分析，发现大部分填色游戏属于化学学科，选题典型性较低，不同年龄阶段儿童对于化学元素的认识不同，颜色并不能反映儿童对化学元素的认知； 游戏内容不能反映知识的正确性，即便涂色不对还是能够顺利进入下一个环节，还有可能给学生造成误解，且填色游戏与化学元素结合其内容独创性、知识指向性并不明显；对于传播方式，知识传播的方式可以推广，但是其价值性有待改善，没有明确的传播交流渠道，可理解性较差，没有考虑到不同年龄层次的玩家的理解能力，年龄较小的有可能根本不具有化学元素方面的知识基础。

在游戏维度上，本文从艺术性、稳定性、交互性、人文性、趣味性、可操作性、反馈性等方面分析。1）艺术性：本游戏有一定的动画，动画人物贴合年龄较小玩家的兴趣；2）稳定性：画面相对稳定但是缺乏返回主界面的按钮；3）交互性：游戏响应迅速、交互界面人性化，但是玩家没有在游戏中获得互动，没有为玩家提供有用的信息；4）人文性：提供了简单的游戏说明并介绍而各个按钮的功能但是并没有说明明确的教育目标，没有教程和练习；5）趣味性：这款游戏任务设计的比较单一，只是单纯的涂色，不富有变化性及故事性，玩家体验时间较短，容易产生厌烦心理：6）反馈性：没有从游戏中得到反馈或者进入下一关的提示或者奖励。

在教育维度上，本文从教学适应性、自主学习的支持性、学习情境、学习过程等方面来分析。1）教学适应性：首先，游戏的难度与玩家的知识能力水平并不相符，年龄和知识层次感不强；其难度也没有递进式的增加，使得玩家完成任务不需要增加技能；其次，涂色游戏的模式对所要教授的知识有效，但效果不大，甚至有可能出现反效果，误导玩家；例如：让玩家误以为氧气就是玩家自己所涂的颜色。2）自主学习的支持性：可操作性一般，由于游戏本身缺乏变化，使得玩家的参与时间较少，并且二次参与度较低。3）学习情境：首先，这款游戏并没有达到沉浸式的要求，玩家只要过一遍就失去了兴趣，也存在学生不理解游戏规则及意义的情况；其次，本游戏的真实性较低，玩家只是根据自己的想象“乱涂”颜色，但是真实的化学物质并非想象中的颜色，缺乏科学性。4）学习过程：首先，由于填色游戏只有涂色这一环节，而且难度也没有明显的变化，因此对玩家的知识技能提升帮助不大；其次，在填色游戏這一环节中，不具备反馈性学习，例如，填色完成后，没有指出对错，没有相应的奖惩措施；

6 科普游戏存在的问题

随着新媒体技术的发展，科普游戏、动漫迅速进入公众的视野，逐步受到人们的关注。有研究发现，游戏在我国市场份额中所占潜力非常大，尤其是以青少年为主体的游戏。因此，在科技馆的各种形式中，科普游戏发挥了极大的作用。但是，这并不意味着科普游心无往而不胜，其发展还是存在一定的问题的。

1）把握不好科普的教育性和游戏的娱乐性之间的度

虽然科普游戏是公众最喜闻乐见的的游戏之一 ，但是科普的教育性和游戏的娱乐性会成为科普游戏设计中的难点。这个问题是由于科普工作者和游戏设计者之间缺乏有效的沟通，彼此不能理解游戏设计的意义，或认为科学普及只是游戏的附属，致使科学性不足；或是认为游戏只是一种手段，科普凌驾于游戏之上。游戏作为科普的方式，一定的教育性是必须的，但是不能忽略游戏本身的娱乐性。

2）缺乏市场竞争力

科普游戏实际上是网络游戏的一种，但是在众多的网友中，其竞争力却远远比不上其他游戏。科技馆中的每一款科普游戏的开发都投入了大量的人力、物力、财力，但由于受到多方面因素的限制，从而使得科普游戏的趣味性和体验性却十分有限，针对的人群更是有限。同时，科普游戏自身的定位——科普教育也会让许多孩子产生抵触的心理。科普游戏只能依靠权威的科学机构和著名的教育机构来获得市场份额。

3）缺乏一定的自主创新能力

目前，我国科普游戏的发展还处在模仿阶段，借鉴国外一些优秀案例中的设计方法，语言、场景等等，国内的科普游戏发展历史并不久，缺乏相应的理论支撑和专业的游戏设计人才。我国市场上运营的游戏很多，但是科普类的游戏去并不多见，而且大多数的游戏类别相同玩法单一。而且科普游戏的针对性玩家大多数情况下是儿童，面向青年的游戏数量少，类型单一，缺乏一定的技术含量。以中国数字科技馆中的游戏作为分析对象，发现大部分的游戏，其模式任然是传统的闯关形式，因此，设计开发出一系列具有创新性的面向更为广泛人群的科普游戏，提高科普游戏的自主创新能力是我国科普游戏发展的一个重要目标。

4） 科普游戏内容上要深度融合中国元素

我国拥有着五千多年的文化底蕴，其中出现了一大批代表着中国特色的文化元素，把这些元素融入到科普游戏中，既可以充实游戏本身的内容，也可以弘扬中国传统的文化。当然，融入中国元素不仅仅是把游戏本身的外国元素换成中国元素，而是从游戏的本身出发，创造出一个具有中国特色并且受大家喜爱和欢迎的科普网络游戏[10]。

7 建议

针对科普游戏发展中出现的问题，本文提出以下建议：

1） 科学普及和游戏设计的创意合成

科普游戏是科普普及和游戏的结合，二者必须服从一定的规律，游戏必须服从科学规律，科学也必须服从游戏制度。游戏过程中所使用的方法需是以科学方法为指导的，玩家要用科学的思路、程序、规则、技巧和模式去进行游戏。科普游戏不单是使引发玩家对科学的关注，更重要的是对于科学正面功能理解和负面作用的反思，从而保持对于科学与人类处境和未来发展的关怀之心。

2） 消除科学普及和游戏设计过程中的冲突性

专业的科普工作者与游戏设计者之间要经常交流，彼此沟通，交换思想，促进两个领域之间的交融度。具有专业知识的科普工作者应当多了解游戏文化和发展状态，熟悉科普游戏的设计流程，参与到科普游戏的开发中去。

3）满足玩家的娱乐需求

科普游戏是网络游戏的一种新的表达形式，因此要把游戏的娱乐性、趣味性放在第一位，把玩家的主动性作为游戏设计的前提，注重科学知识的传播，主要不要使游戏沦为知识灌输的工具，使玩家丧失游戏兴趣，得不到预期的传播效果。

8 结束语

刘华杰认为科普包含两阶含义：一阶是使用多种没接以浅易的、让民众易于理解、接受和参与的方式介绍自然、社会、人文科学的知识，二阶是推行科学技术在各个行业中的应用、提倡正确的科学方法、传播科學思想、弘扬科学精神的活动。刘华杰认为在当前中国，有必要特别突出强调和加强二阶科学普及[6]。上述证明科普游戏可以从诸多方面实现对二阶科学普及内容的有效传递，同时，也应当从二阶科学普及出发，对科普游戏的理念和实践做进一步的探索。

参考文献：

[1] Hiroyuki Mitsuhara. Real Real World Edutainment Focusing on Human-Human Interaction[M]. Springer Berlin/Heidelberg， 2007

[2] 张妮， 张屹. 对外汉语教育游戏的总体设计之实证研究[J]. 开放教育研究， 2008（10）.

[3] 赵瑞. 科技馆人体健康科普游戏设计方案研究[D]. 南京：南京师范大学， 2011.

[4] 刘华杰. 科学传播读本[M]. 上海： 上海交通大学出版社， 2007.