学习品质视域下的学龄前儿童教育游戏设计与开发研究

雷有光 冯美婷

关键词：学习品质;教育游戏;游戏设计

一、引言

上世纪80年代以来，在以微电子技术为主导的新技术革命的冲击和引领下，教育与新兴电子技术深度融合的教育游戏蓬勃发展，特别是近年来移动学习、多媒体交互技术的快速发展不断丰富和扩展着人们对教育游戏的教育价值和功能的认识，教育游戏的设计理论与建构、关键技术的开发与工具使用、学习效能的评价和检验以及基于教育神经科学和学习科学的游戏化学习研究等成为目前教育技术领域关注的热点。在针对学龄前儿童的教育游戏开发中，设计者主要围绕学习目标进行功能设计和技术实现，对学前儿童在游戏过程中的学习动机、学习行为、学习过程考虑不够，特别是对儿童发展发挥重要影响的“学习品质”还没有引起教育游戏设计和开发者的重视。本研究试图从儿童“学习品质”的角度，探讨如何将儿童学习品质的相关研究成果转化为教育游戏的实践方案，在构建儿童学习品質教育游戏设计框架的基础上开展相关教育游戏的开发和应用研究。

二、儿童学习品质与教育游戏

（一）教育游戏概述

1.教育游戏的概念与内涵

20世纪80年代，电视游戏的教育价值和功能引起研究者的关注，学者们开始使用“教育游戏”这一概念对相关问题进行探讨。在近二十年的发展过程中，由于信息技术快速变革的推动，一方面教育游戏的技术媒介不仅完成了由电视、电脑到互联网和移动终端的迅速转变，VR、增强现实、人工智能技术的应用使教育游戏的发展呈现出广阔的空间和想象力;另一方面随着学习科学的兴起，探究学习、协作学习、体验学习、情境学习等学习理念日益普及，教育游戏对传统学习方式的改变和重塑也正不断更新着人们对教育游戏本质的理解和认识。

目前学界对“教育游戏”的概念尚未达成共识，国外研究者常常使用“Edutainment”“EducationalGames”“Serious Games”等术语来表达类似概念。Sari Wallden和Anne Soronen认为“Edutainment”主要是一种利用娱乐手段和信息技术达到教育目的教育材料，广义上是兼具娱乐和教育功能的计算机软件和其他媒介，狭义上仅指计算机软件[1]。而“Educational Games”认为教育游戏是一种“游戏”，认为其经过特殊的功能设计能在游戏过程中向使用者传授知识，培养技能。Serious Games（严肃游戏）则强调教育游戏的教育功能，认为教育游戏是教育的一种工具或学习环境，是以教育与训练为目的的计算机游戏，如Seth Grimes指出严肃游戏是研究将游戏和仿真应用于教育、健康等没有娱乐性的领域[2]。

国内研究者大都从“教育性”和“游戏性”两个角度探讨教育游戏的内涵，较有代表性的观点如祝智庭提出教育游戏是“娱教技术”，尚俊杰认为教育游戏是计算机程序，它可以为游戏者提供一定教育内容，游戏者可在游戏中学习[3]。裴蕾丝认为教育游戏是专门针对特定教育教学目标设计开发的游戏，通过将教育性和游戏性的有机整合激发学习者的学习动机，从而让学习者在愉悦的体验中达成学习目标等[4]。从研究的趋势看，越来越多的研究者开始注重突破“教育性”和“游戏性”的二元性划分，提出游戏化学习的理念，强调教育游戏要以学习者为中心，要关注学习者动机激发和意义建构，通过情境和交互实现两者从形式到内容的有机统整，从而回归游戏的教育本质。

2.教育游戏设计与开发

在学习理论的影响下，教育游戏的设计开发经历了由行为主义、认知主义到情境主义的转变，设计者从一开始的关注学习者的学习行为、知识获取转向关注学习者与情境的交互，关注学习者学习的复杂性和完整性。

在教育游戏的设计和开发中，如何充分实现教育性和游戏性的平衡和融合，始终是相关研究的重点和难点，很多学者在这方面进行了尝试。Fabricatore认为如果学习的目标任务与游戏的挑战有效整合，就可能会让学习者在玩游戏的过程中达成学习目标。在此基础上他提出学习任务与游戏情境相融合的“Edugaming”设计方法，这种方法强调学习任务首先应能被学习者清晰地感知和明确，其次要将学习任务和游戏情境进行统一设计，并以两者的自然融合为目标[5]。Kristian Kiili在体验式学习理论的基础上对沉浸理论和游戏设计理论进行了整合并提出了体验式游戏设计模型，该模型强调在游戏开始阶段要明确游戏和学习目标，在过程阶段要向学习者提供真实反馈，在任务设计中要提供与学习者水平相适应的挑战[6]。还有研究者如Prensky提出要根据学习内容的差异，在分析学习内容、学习过程以及不同游戏机制的基础上建立不同类型教育游戏的设计模型。国内教育游戏设计开发主要从四方面展开：一是围绕特定的教学内容，如中小学的学科内容、学前儿童的科学、语言领域等;二是某些新兴技术的应用，如增强现实技术、虚拟现实技术、体感技术等;三是基于认知或学习理论，如心流理论、具身认知理论、动机理论等;四是相关的实证研究，如尚俊杰在“VISOLE”教育游戏项目中对个案的游戏化学习行为特征进行了研究，李清开展的幼儿媒介素养游戏设计的实效性研究等，这类研究较有价值但数量偏少。总体来看，这些研究丰富了教育游戏开发的经验，但建构一个既能充分整合现有学习理论，又能为教育游戏设计与开发提供系统性解决方案并被充分验证的实践框架还需要长期的探索和努力。

（二）儿童学习品质概述

1991年，美国国家教育目标委员会（NationalEducation Goals Panel，NEGP）首次将“学习品质”作为影响儿童做好入学准备的重要维度正式提出，引发了全社会的广泛关注。随后美国各州陆续将“学习品质”作为儿童早期学习与发展的重要领域写入早期学习标准，英国、新西兰、澳大利亚等国也不断将相关研究成果融入国家性的政策指导文件。我国2012年发布的《3—6岁儿童学习与发展指南》也指出要“重视幼儿的学习品质，帮助幼儿逐步养成积极主动、认真专注、不怕困难、敢于探究和尝试、乐于想象和创造等良好学习品质”[7]。

经过近三十年的发展，研究者主要从以下几方面形成了对学习品质的认识：一是认为学习品质是一系列外显的、可观察的学习行为和技能，如美国开端计划办公室在2010年颁布的《开端计划儿童发展与早期学习框架（3—5岁）》中指出学习品质是“幼儿如何学习，涉及幼儿参与学习时使用的技能及行为”[8];二是认为学习品质是儿童在学习过程中表现出来的稳定的心理特征和倾向，如美国国家教育目标委员会认为学习品质是指儿童在学习时所展现出的学习态度、学习习惯、学习风格的整体，反映了儿童“统领知识、技能和能力的倾向”[9];三是认为学习品质是一种儿童学习和发展必备的素质，如李季湄认为“学习品质主要指学习态度、行为习惯、方法等与学习密切相关的基本素质，是在幼儿期开始出现并发展，且对幼儿现在与将来的学习都具有重要影响的基本素质”[10]。

自学习品质的概念提出后，其结构要素一直是研究的重点，美国国家教育目标委员会、美国开端计划办公室以及相关研究者从不同角度提出了学习品质的构成要素。美国学者马里奥·希森基于概念上有意义、专业证据和具有实践性三个标准从“对学习的热情”和“学习中的投入”两个维度提出了学习品质的实践框架和组成要素（如图1所示）[11]，产生了较大影响。

希森认为，“对学习的热情”维度包括“情感的产生”和“动机的激发”两方面，由兴趣、快乐、学习动机三个要素构成，这是儿童学习产生的驱动力;“学习中的投入”维度是指儿童在情感驱动下产生的“行动和行为”，包括专注、坚持性、灵活性、自我调节四个要素，这是儿童学习表现的外显行为[12]。在情感/动机维度中，兴趣和好奇心是引发儿童产生学习的起点和关键要素，兴趣对儿童的深入探究、保持注意产生着重要作用，随着兴趣的扩展和深入，儿童的学习行为会得到进一步巩固和强化，同时学习活动中的愉悦体验会引发儿童更深入、持久地参与学习活动。学习动机是一种稳定的心理倾向，对学习具有激发、定向和调节功能，它不仅对儿童的学习行为有重大影响，还关系到学习的专注、坚持性及努力程度。

在行动/行为维度中，希森强调专注是投入最重要的要素，它表明儿童能排除外界干扰、集中注意力“沉浸”在学习活动中，这是儿童学习得以开展的基础。坚持性和灵活性反映了儿童对待困难和挑战时的两种重要品质，儿童要能够“坚韧、有毅力”，不怕失败、努力克服困难，同时还要表现出解决问题的变通性、灵活性和创造性。自我调节体现了儿童对自我行为的管理和控制能力，它建立在回顾和反思自己行为和结果的基础上，体现了儿童学习的自主性。

“学习品质”的独特价值在于它解释了儿童如何通过学习调节和促进其他领域的发展，这一维度的提出打破了从领域和目标理解儿童发展的传统视角，将儿童学习的“整体性”清晰地呈现出来。可见，“学习品质”的本质内涵是从关注儿童“学习什么”转变为“如何学习”，是从关注儿童学习发展的目标、结果转变为关注学习的过程、行为以及对其产生影响的关键因素。

（三）教育游戏设计整合儿童学习品质的内在逻辑

学习品质是学前儿童学习和发展不可缺少的重要维度，因此在教育游戏的设计开发中有必要充分整合学习品质的结构要素，使学习品质在儿童的游戏过程中充分发展，这既是教育游戏“教育性”的需要，也是儿童参与教育游戏的内在发展需要。这种必要性体现在以下两个方面：

首先，在教育游戏设计的理论研究上，学习品质吸收了脑科学、学习科学和儿童发展心理学的相关研究成果，从“理论整合”和“跨学科”两个角度为教育游戏的设计构建了基础。脑科学对适宜儿童脑机制的学习环境和学习方式的研究、学习科学中儿童探究学习和体验学习的成果以及学习理论中动机理论、心流理论、生成学习理论、情境学习理论等都对学习品质的产生和发展产生了重要作用，“学习品质”本身也是跨学科和理论整合的产物。学习品质从多个维度对影响儿童学习过程、学习行为和学习效能的关键要素进行分析和阐释，有助于人们从心理机制、学习行为等角度深入认识和理解学前儿童参与教育游戏的过程，有利于教育游戏理论的进一步丰富和完善。如在心流理论中，研究者认为对学习者心流体验的产生有赖于前提条件、认知特征和体验结果的共同作用，其中前提条件中的目标清晰、反馈及时与挑战与技能的平衡三个要素发挥着重要作用。但从“学习品质”的角度，这三个因素均是心流体验产生的外部条件，在游戏过程中儿童的兴趣导向和情感卷入对心流体验产生的影响还没有得到足够重视。此外，在行为主义和认知主义理论基础上发展起来的情境主义学习理论认为，情境是构成、指导和支持个体认知过程的最主要因素，情境是产生一切认知活动的基础。该理论主张在教育游戏中通过知识与情境的充分融合引发学习活动，通过学习者与游戏情境的交互促进学习者的发展。“学习品质”也认为儿童在与游戏情境的交互中进行有意义学习，但学习品质更关注儿童与游戏情境的交互过程和交互行为，强调需要考察影响儿童交互行为的因素及其对儿童认知发展的作用机制。

其次，在教育游戲的设计研究上，“学习品质”建构了儿童作为一个“完整学习者”和“主动学习者”的形象。儿童不是被动地参与游戏过程，也不是仅仅只有认知活动参与游戏过程，只有将学习品质融入游戏设计开发的全过程和全要素，才能真正实现教育游戏对儿童“主体性”的尊重以及“主动性”的发展。游戏就是生活、游戏就是学习，儿童参与教育游戏的过程就是一个学习的过程，儿童的学习由好奇和兴趣引发，在探索中感受发现的快乐，在强烈动机的支持下保持专注，在反复的尝试中达到坚持和灵活的平衡，在不断的回顾和反思中调整着行为并形成自己的方法和策略。正是在游戏的过程中，儿童发现并发展着作为学习者的主体性和主动性并不断建构起对世界的意义理解，而在学习中的热情和投入的不同，导致了儿童学习效能的差异。从情感/动机和行动/行为的视角看待儿童参与教育游戏的过程和行为方式，能够帮助游戏设计和开发者更深入、全面地考虑学龄前儿童作为“完整学习者”和“主动学习者”的情绪动机、认知方式和行为特点，还能够帮助设计者从关注结果向关注过程和行为转变，更多地思考从游戏的情境设计、内容的组织呈现、学习功能的交互等多方面激发儿童的学习热情并产生连续的行为投入，从而实现对儿童其他领域的促进和发展。

4.游戏玩法设计

玩法设计考虑一次任务中的玩法次数、玩法难度和玩法支持。在“唐诗咏流传”中，为了保持儿童的游戏兴趣、专注性、坚持性，结合了儿童的注意力集中时长的特点，将玩法次数设置为3次，难度分为“简单”“较难”“挑战”。随着学习难度逐步提升，儿童需要在具有挑战性的玩法中坚持或者持续尝试。当克服困难时系统会给与积极反馈，如小伴龙跳出屏幕与儿童“击掌”，表扬儿童“干得漂亮！我们是最棒的合作伙伴”，强化儿童的学习成就感和兴趣。

玩法的难度分层让任务存在一定挑性战，如在《咏鹅》中的“赛鹅”用于考验和培养儿童的“灵活性”。儿童需要操纵快速游泳的“大白鹅”的方向，当碰到“竹排”障碍时，“大白鹅”速度会减慢，而当吃到奖励物“黄金稻草”时，速度会加倍。由于“大白鹅”的速度较快和操作不熟练等因素，儿童在一开始往往会落后于另外两只系统生成的“大白鹅”，儿童需要不断调整策略，观察感受碰到“竹排”和“黄金稻草”之间带来“减速”和“加速”之间差异的效果，通过不断获得反馈和自我调节，才能逐渐取得进步并赢得比赛。此外，玩法支持的设计非常重要，儿童遇到困难时可能会放弃，恰当的玩法支持能够帮助儿童坚持完成任务，如在“收麦子”的玩法中，儿童需要一笔将入口和出口连接才能完成“收麦子”，当儿童在该界面15秒仍未通关时，游戏会显示手势指引提示儿童完成的方法。

5.游戏交互设计

“唐诗咏流传”是针对移动智能设备开发的教育游戏，除了一般的交互原则如“反馈、映射、一致、启发、可视和激励”外，还要考虑学龄前儿童的互动特点。在本游戏中，交互设计要考虑“层次少、容错”两大因素。由于学龄前儿童的注意力分配能力有限，过多的视觉层次会影响和干扰儿童的专注力，因此在同一截面的交互功能尽可能单一，如排行榜的设计仅需要根据等级维度进行排序。“容错”是需要重点考虑的另一因素，该阶段儿童手指的长度和力度不够，设计时要避免较长路径的“拖拽”手势。本游戏中的“拖拽”手势会同时兼容“点击”手势，避免儿童产生挫败感。此外，学龄前儿童的精细动作水平发展不一，游戏中的点击区域也需要适当扩大，如在“咏鹅”中儿童點击稻草的区域就比一般区域扩大了1.5倍。

（三）唐诗教育游戏的学习效果评价

本研究采取自然观察法、数据分析法对游戏的学习效果进行评估。自然观察法中，观察学习者在自然状态下使用游戏的情况，通过分析学习者在教育游戏中真实的反应评估学习效果。数据分析法主要是在游戏上线前把研究需要用的数据内容通过埋点的形式进行部署，通过统计点击量、平均时长、触达率等数据进行分析评价。

在自然观察记录中发现，游戏的情境设计能够有效引发儿童主动点击进入游戏，游戏的正向反馈能帮助儿童产生愉悦的情感体验并引导儿童进入任务环节。当面对挑战性任务时，儿童出现了焦虑情绪，如“怎么这么难呀”等，但儿童并未放弃任务，而是在操作中寻找完成任务的方法。当在游戏引导下获得完成任务的方法时，儿童脸上出现了满足、开心的表情，并且在后面类似的玩法中越来越熟练，教育游戏在促进“自我调节”“灵活性”“新情境检验”等学习品质的发展上获得了正面反馈。此外，通过对游戏关键功能的点击数量、平均时长的分析发现，进入“唐诗咏流传”之后的儿童分布最大，大约68.6%会沿着设计者理想的路径进入到诗卡，9.2%的儿童进入“斗诗大会”，但“咏鹅”的完成率仅为5.3%，这表明游戏有效地引发了儿童的兴趣和动机，儿童参与游戏的专注度较高，但对儿童“自我调节”和“坚持性”的效果不明显。此外，通过对设计内容的触达率分析，儿童抵达诗卡的累积触达率为68%，进入“斗诗大会”“跟读”的为32%，抵达“咏鹅”模块的仅为13%，表明儿童更加倾向于具有挑战型的竞技任务。

总体说来，儿童在使用唐诗教育游戏时有较高的兴趣和快乐的情感体验，但游戏中的内容型任务在一定程度上降低了儿童的学习动机，对儿童坚持性、自我反馈的促进作用不明显。竞技型任务中儿童的专注力表现明显，及时准确的结果反馈和玩法支持也让儿童保持了较好的情感体验和学习动机。在游戏设计中实现不同类型任务的平衡，发挥挑战型任务对儿童学习品质的促进作用是下一步研究需要解决的问题。

五、结语

作为当前儿童学习和发展的中心议题，“学习品质”促使学前领域的研究者和实践者进一步回归到儿童学习的“整体性”和“过程性”，这为教育游戏的设计开发者从“热情”和“投入”的角度更全面地认识教育游戏中“游戏性”和“教育性”、“游戏者”和“学习者”、“游戏过程”和“学习过程”的统一提供了新的视角和启发。需要注意的是，由于学龄前儿童身心发展的特殊性，教育游戏对儿童的发展仍主要发挥辅助作用，真实的生活和丰富的活动仍是儿童学习和发展的源泉和主要途径。在未来，基于儿童学习品质的教育游戏框架还需要进一步检验和完善，尤其是游戏的不同类型任务和各个环节设计与学习品质要素的有机融合还需要更多的探索和实践。