博物馆数字游戏化学习的特征与设计思路分析

吴 镝

一、 前言

数字游戏化学习作为一种创新的学习方式，近年来在不同领域得到了广泛应用和蓬勃发展。其前身是基于游戏的学习(Game-based Learning，简称GBL)、教育游戏(Education Game)和严肃游戏(Serious Game)[1]，目前学界对其具体的定义并没有达成共识。笔者认为它是指利用数字技术和认知理论将游戏或游戏元素、游戏设计和游戏理念融入于学习活动之中的一种学习方式。研究表明：数字游戏化学习非常适合数字时代公众的思维模式和学习需求，能提高学习者的学习兴趣，激发学习者的学习动机，发展学习者的创造性思维，培养学习者的自主探究、解决问题、团结协作等综合能力[2-4]。

从21世纪初开始,国内外诸多博物馆纷纷推出数字游戏化学习项目，以提升博物馆学习体验、拓展博物馆教育时空、满足公众娱乐学习双重需求，促进公众深度互动参与。例如：自2004年起，美国盖蒂博物馆开始致力于为各种类型的观众开发游戏[5]；2005年台北故宫博物院推出3D网络卡片游戏《神器活现》(1)来源：http://games.sina.com.cn/newgames/2004/08/081339936.shtml。；2008年英国泰特艺术馆在其儿童网站Tate Kids上提供了各类与艺术有关的在线游戏(2)来源：https://www.tate.org.uk/kids。；从2009年开始大英博物馆和三星公司合作为学校和家庭观众免费提供数字游戏化学习项目(3)来源：https://www.britishmuseum.org/learn/schools/samsung-digital-discovery-centre。；自2014年起，北京故宫博物院围绕故宫文化陆续推出《皇帝的一天》《故宫大冒险》《故宫：口袋宫匠》等一系列游戏(4)来源：https://young.dpm.org.cn/damaoxian。。这些数字游戏化学习项目给博物馆公众带来巨大的吸引力并产生了深远影响。可以说，数字游戏化学习已然成为了博物馆教育在21世纪需要重点关注的趋势之一[6]。

二、 博物馆数字游戏化学习特征

由于博物馆数字游戏化学习在我国的应用和研究起步都较晚，从目前的资料来看仅有少数学者对其特征开展了讨论，这些研究各具特色与启发性，但都仅仅是依据单一理论或者针对单个类型进行讨论，缺乏全面性、系统性的思考，无法给博物馆数字游戏化学习的设计提供宏观的理论指导。其中，顾其豪等根据游戏设计的理论从目标、规则、反馈系统、自愿参与四个角度针对博物馆功能性游戏设计的特征进行了分析[7]，但这四个方面是美国学者简·麦格尼格尔提出的游戏决定性四大特征[8]，并不是博物馆数字游戏化学习的特征。聂婷华提出博物馆在线教育游戏不同于其他游戏的特征主要体现在“三结合”上，即线上与线下相结合，虚拟游戏情境与博物馆实体相结合，教学内容、教学方法与游戏元素结合[9]，但仅从目前博物馆在线教育游戏普遍存在的“三脱节”问题来进行探讨，并没有全面归纳出博物馆数字游戏化学习的所有特征。谢婧针对以儿童为对象的博物馆教育游戏特征开展研究，总结出博物馆儿童教育游戏须遵循以下特征：第一，学习内容的选择与表达需通俗易懂且具有趣味性；第二，游戏内部交互机制不能过于复杂；第三，高度的引导性，引发儿童自主学习思考[10]。由于目前博物馆教育游戏的参与人群比较广泛，在智力水平、认知特点、思维方式等方面，儿童与青年、中老年、残障人士等其他人群相比存在很大的差别，所以这些特征并不完全适用于针对其他人群的博物馆教育游戏。笔者认为，博物馆数字游戏化学习是数字游戏化学习与博物馆教育有机融合的产物，其主要特征应兼具两者的共性，只有依据博物馆学、教育学、游戏设计等多种理论，方能对其特征进行深入的分析和整体的概括。

如果将游戏化学习与博物馆教育进行对比分析，可以发现两者的结合可谓浑然天成，它们具有以下共同特征：

(一) 教育性

数字游戏化学习是通过对传统学习内容及方法进行分析后，以数字游戏的形式及游戏的内涵为载体，巧妙结合达到更好的学习目的。所以，在数字游戏化学习中，游戏仅仅是促进学习的方式，是实现高效学习的手段，其最终目的仍是学习[11]。而博物馆教育致力于为公众提供藏品及相关的信息，以多样的学习环境和灵活的学习方式，帮助公众轻松愉快、潜移默化地进行学习、获取知识。博物馆开展数字游戏化学习无疑也是以普及和传播藏品相关的科学文化知识为主要目的，通过遵循一定的教育理念、设立合理的教育目标、选择有效的教育策略、采取丰富的游戏形式，将科学严谨的教育内容传递给公众，让公众在休闲娱乐的同时获取知识、掌握技能、培养情意素质。可以说，教育性是博物馆数字游戏化学习的本质属性，是否具有教育性是将博物馆数字游戏化学习项目与运用博物馆藏品开发的休闲游戏之间区分的根本性差别。博物馆数字游戏化学习为实现其教育目的，在策划设计之初，通常同时设定隐性的教育目标和显性的游戏目标，并保持二者的统一。其中，教育目标包含认知、技能和情意等不同领域，在游戏类型、情境、任务、关卡、反馈、评价等设计中将教育目标巧妙地融入其中，让公众在体验和挑战的过程中仅仅注意到游戏目标，而并未意识到自己正在开展学习、学习了什么，或者意识到自己在积极地开始新的学习。

(二) 愉悦性

诸多教育学者在研究中发现，当前教育和娱乐并不是水火不容，它们正在逐步地相互融合之中，并互为手段和目的。数字游戏化学习的本质是“玩中学”，通过让学习者沉浸其中并产生愉悦的体验，从而实现高效学习，所以愉悦性是数字游戏化学习发挥价值激发学习者主动学习的重要因素。而博物馆不仅是一个教育的场所，也是人们休闲娱乐、放松自我的场所。约翰·福克和林恩·迪尔金在美国史密森尼学会下属的自然历史博物馆所做的公众调查研究中发现，“那些选择参观博物馆的公众是期望在博物馆中寻求基于学习的娱乐休闲经验”[12]72-73。所以，当代博物馆教育强调寓教于乐，致力于积极营造轻松愉快的学习环境，注重提高公众的学习兴趣。博物馆数字游戏化学习将教育内容以游戏化的形式自然嵌入到相关情境中，将教育内容、教育方法与游戏元素、操作过程有机紧密地结合，其学习的过程并不是着眼于知识的快速积累，而是着重让公众在实现科学认知的过程中获取兼具教育性和愉悦感的经验，在满足公众学习需求的同时满足其娱乐需求，增强博物馆的吸引力。

(三) 自愿性

游戏的特质之一就是自愿性，数字游戏化学习强调充分调动学习者的内在驱动，由学习者自发和自愿选择，从而满足学习者不同需求，实现学习目标[13]。而博物馆教育是为满足公众自我教育、自我完善和发展的要求而组织的非强制性的教育活动或行为，公众的参观时间和参观路线、学习内容和学习形式、学习同伴等都可以由自己选择决定。博物馆数字游戏化学习为了吸引公众自愿参与，积极利用各类游戏元素引发其兴趣和动机，并在游戏的角色、情境、关卡、物品、奖励等设计中赋予公众选择、判断、决定和行动的自由权，让其根据自己的能力、喜好或者一定的游戏策略主导自己的学习过程，甚至允许公众参与构建游戏叙事，鼓励公众塑造自己的游戏世界，不再仅仅关注公众对知识的积累而是他们如何构建自己的意义。

(四) 体验性

体验是人类最基本的学习形式。数字游戏化学习通常为学习者提供真实或模拟的环境和活动,让其运用多种感官亲身感受产生强烈的“流体验”，吸引学习者参与、体验、观察，在反思游戏情境中所蕴涵的学习内容后，运用获得的知识尝试解决问题。而博物馆教育注重引导公众通过身体感觉获得直接、具体的经验，并通过反思将当下的学习与过去、现在和未来相连接，产生明确、深刻的体会，建构内化自己的意义。博物馆数字游戏化学习也是“一种全身投入的、全体验式的、全脑力的活动”[12]10，它通过创设游戏情境、调动多重感官激发公众参与的内在动力，给予公众知识、行动、情感等不同层面的体验，以达到教育目标和认知效果。特别是近年来体感设备、智能穿戴设备的运用，构造出高度仿真、交互自然的游戏场景，可以触发公众的身体反应、给予公众强烈的临场感，让公众获得更加丰富全面的体验。

(五) 互动性

互动是游戏的核心特征之一，在数字游戏化学习中，学习者不仅与情境、角色、任务、设备等进行互动，而且可以利用虚拟世界的沟通机制或者学习之外的沟通渠道与他人开展讨论和合作互动。而博物馆教育注重利用各种手段促进公众与藏品、展览、自然、社会、自我的多方互动，让公众了解藏品、感受展览、亲近自然、融入社会、认识自我。博物馆数字游戏化学习利用数字技术和游戏方式可以让公众与数字设备、公众与博物馆实物、公众与公众之间产生深度持续的多方互动，例如：通过语音、姿势、触觉、视觉等多种模态进行人机互动；通过游戏情境设计或者提供额外的知识内容解释引发人物互动；通过设计多个角色或提供合作体验支持社会互动。

三、 博物馆数字游戏化学习的设计思路

近年来，我国博物馆数字游戏化学习的实践方兴未艾，但是在开发设计中普遍存在目标受众不明确、与博物馆主题结合性不强、内容形式简单、知识呈现碎片化、将游戏与博物馆知识简单嵌套、教育性与游戏性无法平衡、对正式学习支持不够等主要问题[14-16]，导致目前我国博物馆数字游戏化学习的教育效果不佳、吸引力不够、覆盖范围不广，其科学普及和文化传承的功能没有得到充分的发挥。因此，笔者依据博物馆学、教育学、游戏设计等多种理论，并结合国内外著名博物馆的典型成功案例，提出以下设计思路以供参考：

(一) 明确目标参与人群，注重全面分析需求、提供分众设计

游戏是人类的天性和重要活动，数字游戏化学习的参与对象并不局限于中小学生，当前诸多的数字游戏化学习项目已将幼儿、高等或职业院校学生、成年人甚至老年人、残障人士作为目标参与人群。而博物馆教育是以广大公众为服务对象，以提高公众的科学文化素养，丰富其精神生活，促进人的全面发展为教育使命[17]。同时，观众研究结果表明，公众是多元的，具有丰富的异质性，体现在其社会人口学特征、心理特征、行为特征、参观动机和目的等多个方面。虽然博物馆数字游戏化学习的服务对象为所有的社会成员，但是在设计游戏化学习项目时，博物馆需要首先明确该项目的目标参与人群，对其身心发展特点、兴趣爱好、知识储备、学习风格、参与目的和以前的游戏经验等进行全面分析，从而提供针对性、分众化的设计，以更好地满足公众差异化、个性化的学习和发展需求。因为目前国内外使用最普遍的博物馆分众服务角度是基于社会人口学，所以博物馆在设计数字游戏化学习项目时应明确适用的目标人群、年龄层次、玩家数量等，并在对外推出时进行详细标注，帮助公众从多样的服务项目中快速正确地选择合适项目。

例如：美国史密森尼学会科学教育中心在其网站设立了教育游戏专区(5)来源：https://ssec.si.edu/game-center。，针对幼儿园、1～3年级、3～5年级、4～8年级、初中生等不同年龄段的儿童，提供了不同主题和内容的数字游戏化学习项目免费在线或者下载使用。英国布里斯托尔博物馆不仅针对广大的家庭和团体观众推出了“隐藏的博物馆”项目(6)来源：https://www.bristolmuseums.org.uk/hidden-museum/。鼓励其以有趣和引人入胜的方式探索所有博物馆空间并分享群体经验，而且专门针对自闭症儿童开发寻宝游戏《什么是布里斯托尔》[18]提高他们的博物馆参观体验。

(二) 合理规划学习内容，注重跨越学科统整、应用多元场域

在明确目标参与人群之后，博物馆需要对数字游戏化学习项目的学习内容进行合理规划和精心选择。因为博物馆类型纷繁多样，藏品丰富并具有历史、科学、艺术等多重价值，所以在设计博物馆游戏化学习项目时，学习内容应不仅仅局限于某单一学科知识，而应包含社会、人文与自然等多学科的广博知识，并通过主题统整围绕核心知识概念进行跨学科设计，让原本分散的、与藏品相关的多学科知识、技能相互联系，确保教育内容的完整性和学习知识的系统性，支持公众开展深度学习，培养公众的综合能力。当前博物馆教育正在成为全社会教育生态的重要组成部分，博物馆数字游戏化学习不仅可以应用于正式教育，针对不同的年龄或学段，通过结构性、系统性的设计，其内容与学校课程标准紧密关联，具有难度阶梯和学段衔接性，从而有力支持学校教学，也可以应用于非正式教育，采用非结构化的设计，让公众无论是在博物馆、家里还是其他场所，自由地进行碎片化、偶发性的学习，支持公众开展终身学习。

例如：大英博物馆为了帮助公众更好地了解希腊历史，推出了多个数字游戏化学习项目。其中，专题游戏网页“希腊历史”主要针对9～11岁的学生和教师，可以支持英国历史课程中欧洲史的教学，不仅学生可以在学校或者家里独立使用，而且教师还能获取相关学习资源从而更好地规划涉及网页游戏的课堂课程(7)来源：http://ancientgreece.co.uk/。。游戏分为十章，涉及雅典的日常生活、建筑物、地理、节日、思想、战争等多个主题，学生可以在这些主题下学习历史、地理、艺术、哲学、经济等多学科知识，练习分析、观察、排序、分类、推测等多个相关技能。而针对7～11岁儿童和家庭开发的展厅AR游戏《雅典娜的礼物》，鼓励儿童利用手机或者平板电脑完成寻找、解谜、匹配等一系列任务找回送给雅典娜的生日礼物，深入了解古希腊宗教、神话传说、建筑等相关知识(8)来源：https://www.britishmuseum.org/learn/schools/samsung-digital-discovery-centre。。

(三) 精心设计游戏方式，注重创设学习情境、吸引主动探究

要想打造一个优秀的博物馆数字游戏化学习项目，通过引人入胜的游戏设计有效呈现博物馆及藏品丰富的相关知识，达到娱乐与教育之间的良好平衡从而强烈吸引公众参与了解，可谓是其中关键。情境学习理论认为，知识具有情境性，是个人和社会或物理环境之间联系的属性以及互动的产物[19]。而博物馆学习也是一种情境学习，“它不是与外界环境隔离的，而是发生在真实的世界中，是有机联系的学习”[12]。在设计博物馆数字游戏化学习时，可以为学习者创设真实或者虚拟的情境，编排生动形象的故事情节，充分利用多样化、创新性的数字技术，并融入沉浸、扮演、任务、动作、益智等各种游戏化元素来增加学习者沉浸感，还可以利用文字、图片、语音、视频等形式提供适时的指导让公众获得流畅的游戏体验，让他们融入其中最终实现有效体验、有效学习。博物馆精妙的建筑空间、多样化的展示手段、丰富的展品内容等，也可以为数字游戏化学习情境的创设打下基础，从而激发公众的学习主动性、帮助公众获得更有意义的、直接经验。作为公共参与空间的博物馆还可以在开展数字游戏化学习时，为公众提供在学习情境中与同伴或者陌生人协作、竞争的机会，让公众在学习共同体的构建中体会到更多的社会归属感。

游戏化学习是“围绕知识诞生的原始情景中发生的问题来构建游戏活动，进而创设探究元素”[20]，从而吸引参与者全身心地反复投入、体验和探索，形成自身的认知并获得有意义的知识建构。而以博物馆的环境而言，最符合在探究式教育活动当中，促使学习者主动发现探究题目，并且在没有评议压力的情况下与同伴进行意见的交流[21]。所以，博物馆在设计数字游戏化学习项目时，可以将繁杂的知识(包括事实、概念、原理、程序等)进行逐一分解后将其融入游戏情境、任务关卡、交互操作等设计之中，以问题和任务为驱动引导公众自己通过倾听、阅读、观察、实验、思考、讨论等途径自行发现并获得相应的知识，从而培养公众在情境中的探索、思考及解决问题的能力。

美国史密森尼学会2011年推出的平行实境游戏《消失》就是一个典型的案例，其设计的宗旨就是培养儿童科学探究的能力，拉近儿童与科学的距离。该项目采用抛锚式学习模式，创设了一个颇具推理性和神秘性的故事情境：生活在未来的人联系到了现在居住在地球上的人类，让玩家了解从现在到未来的这段时间发生了什么而导致地球文明丢失。儿童要对隐藏在游戏中的线索进行解码，同时负责发现和提供地球目前状况的信息，帮助未来的人们避免即将发生的灾难，其中一个任务就是消除即将出现的小行星以保卫地球。在游戏中，儿童不仅可以模拟科学家站在科学监控室中动态监控小行星消除的整个过程，而且还要掌握小行星的性质和特点，计算其与地球之间的距离，并在此基础上进行分析和思考，从而明智地选择和应用相应的武器消除小行星的威胁。儿童还可以进入文档和视频资源库，到就近的博物馆参观找到更多的线索，和同龄人讨论进行游戏的解密，甚至与科学家召开视频会议讨论游戏中的发现并进行总结[22]。

(四) 凸显场馆教育特色，注重利用资源环境、虚实有机融合

当前，数字游戏化学习应用范围日趋广泛，除了学校、图书馆等各类教育机构，一些政府机关、医疗部门、军队甚至企业也开发了诸多的数字游戏化学习项目。博物馆如果想要在与其他众多机构的竞争中获得成功，吸引更多的公众关注和喜爱本馆的数字游戏化学习项目，在设计时不仅应实现寓教于乐、娱教平衡，而且应从以下三方面进行虚实融合，确保项目设计具有鲜明的博物馆教育特点，符合博物馆教育发展的最新趋势，彰显博物馆存在的重要价值：

1. 学习资源利用

实物是博物馆的最主要特征，也是博物馆拥有的最独特的学习资源。对于公众而言，这些能看见、接触和体验的学习资源具有强烈的吸引力和感染力，对公众的认知结构和学习经验能产生深刻、持久的影响。作为博物馆教育的一种形式，博物馆数字游戏化学习无疑也是以实物为核心、以实物的研究为基础，需要将实物与数字技术、游戏内容充分融合，从而引导公众聚焦于本馆的实物资源(包括藏品、标本、模型、场景、建筑等)，通过实物来开展学习，而不是分散公众对实物的关注、削弱公众与实物之间的联系。其一，将实物作为游戏中的虚拟角色、场景、道具等，由实物引出游戏(探究)的情境，将实物的相关知识嵌入游戏的上下文，或者在设计游戏情境、任务关卡时引导观众不仅仅是观看实物而是进行观察、体验和探究，从而完成游戏(探究)的任务和过程。其二，利用多样的游戏设备载体和展示形式将实物的相关知识可视化与显性化，特别是涉及空间感、内部构造、机械原理以及一些无法用语言或平面展示的知识时，可以对实物进行更全面深入的阐释，帮助公众理解包含在实物中的内涵与意义，并为公众提供感性直观的体验，引发公众与实物产生情感上的共鸣。其三，通过游戏情境、任务和关卡设计按照主题、学科、时间等将实物之间相互关联起来呈现出更完整的概念，并借助游戏界面和交互设计使静态的实物“活动”起来，从而克服静态实物的刻板性，增强展览的叙事能力。

2015年，美国纽约自然历史博物馆推出了一款结合展厅实物和AR技术的儿童手机游戏《迷你游侠》(9)来源：https://www.amnh.org/content/download/112722/2012083/file/Microrangers_learning_guide_3.21.16.pdf。，儿童使用可扫描的收藏家硬币激活分散在各个展厅的任务，扮演角色与科学家NPC(非玩家角色)合作。每当儿童到达一个任务点，手机应用程序会通过AR技术屏幕向儿童提供解决问题的线索，同时以语音、动画等方式向儿童介绍相关动物(展品)的知识以及微生物对整个生态系统的影响。儿童利用AR技术还可以和展品进行深度互动，比如爬上野牛的背部、进入海豹所在区域，甚至可以缩小到微生物层走进海洋生物世界寻找发光动物突然不发光的原因。儿童通过观察可以发现污染使发光菌难以呼吸，从而了解发光菌只有呼吸才可以发光，发光菌正常发光后，动物才会发光。该项目通过数字游戏化学习的方式围绕微生物这一主题让观众留意到平时忽视的展品和细节，引导观众以科学家的视角去观察和思考，并与科学家开展互动，无疑是博物馆利用“科技+游戏”进行的一场兼具深度和广度的展品阐释。

2. 学习环境构建

数字技术的发展促使博物馆的学习环境正在被重新定义，虚拟环境和现实环境并存，博物馆在开展数字游戏化学习时，除了在基于展厅的现实环境以及基于网络和多媒体的虚拟环境中开展，还可在虚实融合环境中进行线上线下一体化展开，贯穿公众参观博物馆的前、中、后三个阶段，不仅能满足公众在场馆中动手动脑、真实体验的需求，还能发挥线上资源丰富、便于协作分享互动的优势。

2015年，台湾科学教育馆推出的移动导览APP采用密室逃脱游戏的形式，整合室内微定位环境、线上数字学习资源和展馆内实体展品，利用AR增强现实技术搭配五感体验，打造情境式主题探索游戏化学习步道。该项目以各楼层的展品作为素材，按照其属性、知识内涵进行分类、组织与串联，发展跨学科领域、跨展示空间的学习模式，让公众在情境、游戏线索等的引导下自主探索整合应用知识。同时，该馆还设计有与之配套的参观前线上学习和参观后延伸学习以及社群共创分享式主题活动，为公众提供串联线上与展厅、馆外与馆内、虚拟与实体场域的深度探索学习(10)来源：http://www.cam.org.tw/thenewsletterofcam83/。。

3. 游戏内容设计

博物馆数字游戏化学习可以从角色、时空、事件、场景、规则、任务、情节等各方面将学习内容与虚拟的游戏世界进行有机融合，遵循“虚拟的客观性”和“荒诞的合理性”等原则，不仅能确保学习内容的专业度，而且能实现学习的有效迁移。例如：将历史上的真实人物、生活中的真实生物或者艺术作品中的人物形象化身为游戏中的虚拟角色，以历史上的真实事件、现实中的自然环境或者美术作品的画面内容为原型虚构游戏故事情节和场景，参照历史人物的生活历程、科学家的探究过程或者工艺品的制作流程等设定游戏中的关卡任务，根据历史发展过程、现实自然法则、复杂的科学原理或者艺术作品的创作规律等设计游戏的玩法机制。

美国明尼苏达州动物园开发的《野狼谜踪》是一款关于狼生态的野生动物模拟游戏，它之所以获得成功就是因为采用了以上方法。根据黄石国家公园四平方公里地域的3D精确模型以及当地常见的动物情况，该游戏的场景还原了真实的地形地貌，还有麋鹿、灰熊、狼和小型哺乳动物等。在身临其境的游戏环境中，玩家可以扮演一只出生在黄石公园北部山脉的两岁灰狼，通过反复试验、依靠本能和获得经验，学习狼的生活方式，学会如何猎杀麋鹿、与其他狼互动以及与食腐动物竞争。玩家可以选择单人模式作为一匹孤独的狼独自生存，也可以选择多人模式加入由朋友或其他玩家组成的狼群。该游戏旨在鼓励玩家运用批判性思维和探究技能制定成功策略，并与狼建立强烈的情感联系，让人们在游戏的同时能够建立起保护大自然生态环境的意识[23]。

四、 结语

博物馆作为非正式的文化教育机构，可以说是实施游戏化学习的理想场所。有博物馆学者提出：“所有的博物馆，无论其规模、位置或者藏品属性，都应该考虑是否利用某种形式的游戏或游戏化模式”[7]。博物馆数字游戏化学习将博物馆教育与数字游戏化学习两者紧密结合，其方式灵活多样、内容具有吸引力，并能同时兼顾线上线下的有效学习，可以充分发挥博物馆教育的优势，全面展现数字游戏化学习的特点，而博物馆教育独有的特点又使得博物馆数字游戏化化学习具有独特的价值和迷人的魅力。不难预见，博物馆数字游戏化学习将成为“博物馆妙不可言的工具”[5]，成为当代博物馆教育的重要组成部分，不仅能与传统的博物馆教育活动相互衔接补充，而且能助力博物馆教育向外延伸拓展，从而推动博物馆教育持续优化和创新。