游戏化思维在生物学教学中应用的思考

朱晓燕 游若昕

(1.福建省南平市教师进修学院 福建南平 354200)

(2.伦敦大学学院 英国伦敦 WC1E6BT)

1 游戏化思维的内涵与价值

游戏化思维指的是用游戏设计的思维方式设计非游戏活动。游戏化最常见的使用方式是BLAP 模型,即运用徽章、等级和排行榜、成就、分数来增加受众的参与度、忠诚度和乐趣。游戏与教育的共通之处在于,二者都需要用户获取新的知识,并将知识运用在合适的情境中。早在20世纪80年代,游戏在教育技术和学习中的应用已引起了学者的广泛关注。许多学者对教育中的游戏化设计都有非常深入的研究,例如Kiryako-a 等提出的多次尝试、灵活性、难度梯度及多重路径,尚俊杰等人提出的“创新型”“钻研型”“协作型”“咨询型”“试误型”和“娱乐型”六种游戏化学习行为等。

教育游戏化的根本目的依旧是教育,强调利用游戏化设计来解决教育上的难题,如提高学生的参与度及动力、鼓励学生良性竞争与合作交流、为学习提供多次及多种尝试等,而这正是游戏系统的主要优势。游戏从本质上是一种愉快学习的引擎,游戏化设计思维应用于教学,并不是仅仅设置分数、排行榜等外显指标,而是把学习本身的内在愉悦与外在指标结合,帮助学生实现角色蜕变,增加学生学习参与度,提升学生学习的内部驱动力,保持学生学习热情,引导学生主动自发学习。

2 游戏化思维在当前生物学教学中的应用实践

游戏化设计在教育领域的应用,早期主要集中在教育游戏以及课程中游戏元素的简单应用。近年来,教育研究及教学设计开始引入经典的游戏化模型,如石晋阳与陈刚基于DMC 系统设计的教育游戏化动力结构。但在大多数教学设计与实践中,游戏化教育都只是简单的“拿来主义”,并没有深入分析过教育游戏化的目的与出发点以及游戏化与教育之间的关联性及差异性。

生物学教学实践中,也有部分教师做过一些尝试,但是当前生物学教学中应用游戏化思维呈现浅表化与形式化的问题,尚无法提供给学生完整流畅的学习体验。主要体现在游戏化元素的简单套用、过度依赖游戏反馈机制、教育游戏化设计零碎等方面。

2.1 游戏化元素的简单套用

多数游戏化课程设计及教育游戏都只是试图依靠游戏特性包装课程以提高教学的趣味性,简单搬运与套用游戏化机制及元素进行教学设计,比如在教学中设置知识竞答、角色扮演等方式以鼓励学生参与,激发学生学习兴趣。但游戏与学习存在本质区别,游戏设计紧抓用户的心理需求及兴趣点,提供多方位的核心驱动力;而教学本质上是有目的的培养人的活动。中学生的学习内驱动力可能并不突显,单纯的套用和肤浅的游戏元素堆叠只可能让学生对游戏机制产生积极性,无法提升学生对获取知识的兴趣与热情。教学中对游戏化元素的简单利用可能无法维持学生长效的学习热情,更无法激发他们对学习本身的内在源动力。

2.2 过度依赖游戏反馈机制

教师在教学过程中过度依赖排名、进步、奖赏等正反馈机制来激励学生学习。然而,这些简单的游戏机制仅能提供短暂的愉悦和刺激,很难长期保持学生的热情与参与度。Deci 等研究表明,外在奖励(除口头表扬)的初步涉入会降低个体做出某种行为的内在动机。此外,在部分学生获得奖励的同时,另一部分学生处在失败的消极情绪中,对比产生的挫败感与自我怀疑容易打击他们的学习积极性,甚至使他们面对学习困难时表现出沮丧、麻木、逃避,形成“习得性无助”。

2.3 零碎的教育游戏化设计

游戏化设计通过打造上瘾机制来改变用户习惯,强调的是过程的不断循环,以给予用户完整、愉悦、流畅的体验。然而,分析国内近年发表的游戏化学习研究发现,当前教学中对游戏化的使用仅局限于某个阶段,没有关注各个环节之间的联系,影响力较低。例如,当前教学中对于游戏化设计思维的应用,通常用于调节课堂气氛,且往往应用于某一个知识内容学习上,较少应用单元设计的思想进行全局的规划。同时,教学普遍存在过于关注知识习得而忽略概念建构过程中的同化与顺应的问题,教师习惯于将结论或者结果直接告诉学生,即使是探究活动,也往往有一个既定的操作规程与已成定论的实验结果。在这种情况下,探究只是一种验证概念的手段,学生甚至不能完全明白实验所遵循的原理与实验方案设计中每一环节的意图,只是机械性的按教材或者教师的预设按部就班的进行操作,思维品质普遍不高。久而久之,学生对这种形式化的学习产生厌倦。综上可得,教育游戏化应用的局限性主要体现在教育性的缺失以及学习任务的割裂两方面。

游戏化教学设计应该重视过程体验,设置切合学生最近发展区的学习目标,引导学生通过学习与不断的训练融会贯通,进行概念的自主建构,尝试将知识应用于具体情境。教师在此基础上鼓励学生,激发学生产生新的疑问,再次投入下一学习任务,从而打造出游戏化设计思想所打造的完整的学习闭环“知识理解——完善知识体系构建——具体情境的问题解决——实践中产生新疑问——投入新的学习”,让学习成为具有探索性、创造性的愉悦活动,并使学生真正从知识获取和能力提升中获得乐趣与自我认同,延续学生学习动机,使学生对学习产生长期粘性。

3 游戏化教学设计模型应用于生物学教学的思考

Nisholso 认为对用户有意义的游戏化系统的目标是以用户为中心,将游戏机制更深入地整合到非游戏环境中,让用户对参与非游戏活动感到积极。参照游戏化习惯闭环,本研究建构基于游戏化思维的教学模型(图1),尝试将游戏化思维应用到教学中。

图1 基于游戏化思维的教学模型

3.1 触发—知识引入

(1)创设情境

在2016年发布的《中国学生发展核心素养》总体框架下,《普通高中课程方案》及《普通高中生物学学科课程标准(2017年版2020年修订)》中将发展学生核心素养作为重要目标。学生在解决实际问题中表现出来的综合品质与能力是核心素养的最直接体现,而具体情境,特别是真实情境下的探究性学习与问题思考,是培养学生核心素养的最佳途径。游戏都有足以吸引玩家的情境,学习中具体情境的创设,可以唤醒学生对具体情境的知识联系,让他们将知识与特定情境下的需求联系起来,在教师创设的情境中开展有意义的思考。例如结合传染病与免疫相关知识,对新冠肺炎的防控措施展开讨论。

(2)建立目标

游戏本质上是带有目的性的活动,明确的目标给予学生学习动力,使学生更加专注与投入。对于学习活动来说,目标不能仅局限于结果导向,还应该设置具体的过程性评价指标,及时给予学习者反馈。为了培养学生的科学思维和实验探究能力,在每一堂课中,教师都应该努力创设一个促进学生思考、可综合应用所学知识的情境,并在教学过程中,重视过程性目标设置,比如在提出问题、进行假设、设计方案、预测结果等各个具体环节设置讨论、观察、操作等表现性任务。

3.2 流畅、愉悦的学习过程

在学习过程中教师设置不同的表现性任务,给予具体的过程性目标,使不同程度的学生都可以参与,并通过积极的努力实现进阶。

(1)心流体验

以结果为导向的教学设计试图以最简单明了的方式传授知识,却忽略学生在学习过程中的体验。心理学家米哈里·契克森米哈赖提出了心流的概念。心流是指人们沉浸在当下着手的某件事情或某个目标中时,全神贯注、全情投入并享受其中而体验到的一种精神状态。心流可以使学生获得沉浸式的体验,提高学生的专注力,改变学生的主观时间感,给予学生高度的兴奋和充实感。教师引导学生进入心流状态需要设置合适的挑战、明确的目标和及时的反馈。

在教学设计中,合适的挑战是最容易被忽视的一环。教师往往过于关注降低知识传授的难度,使得学生在学习时容易感到无趣、乏味,从而失去学习的内在动力。教师应在学生的最近发展区内合理设置挑战,为学生提供带有难度的内容,调动学生的探究欲望,提升学生的学习技能,使得学生获得成就感,激发学生内在学习动力。这需要教师在引发学生思考时,设置切合学生认知水平的程序性问题,比如如何联系所学过的知识,提供证据论证自己所支持的观点。同时,教师需要及时发现学生在表现性任务中展现的闪光点,如学生提出一个有价值的好问题、对问题有一个独到的思考角度、实验操作规范,观测效果好等。

有意义的正向反馈应该建立在核心驱动力之上,学生学习的核心驱动力,除了通过筛选机制进入更高的平台,还有个人能力提升和自我认可、创造力发挥及反馈、好奇心与探索等。过度的奖惩机制设计及升学竞争氛围渲染会打压学生的学习积极性,只有基于不同学生和不同阶段的特点,针对学生学习的核心驱动力给予正向反馈,才能激发学生的内在动力,促使学生主动迎接更大学习挑战。比如通过“建构血糖调节模型”的游戏活动或是“理性甄别网络各种保健品”等活动,让学生充分感受到生物学知识的实际应用价值,或者是在观察“植物细胞质壁分离”实验中,让学生感受到实验技能的提升。又如通过设计“研究不同浓度的细胞分裂素(6-BA)和生长素类似物(2,4-D)混合保鲜剂对鲜花切花寿命的影响”的实验方案,使学生能在一个新的问题情境下进行实验设计。这些通过学习而获得的知识或者增长的技能,相较于排名与分数等简单评价,能够更好地维持学生的学习动力。

(2)多变的筹赏

上瘾模型中强调通过多变的筹赏以提供长期的吸引力,筹赏方式包括猎物筹赏、自我筹赏和社交筹赏。在教学设计中,教师可以做到以下三点。第一,丰富课程资源。教师通过体现知识的未知性和多样性,为学生提供创新与发展创造性思维的机会,让学生对课堂及知识获取产生期待。比如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”探究活动中,教师可以建议学生尝试用身边常见的植物材料来替代教材实验选择的新鲜猪肝,以激发学生对未知知识的探求。第二,教师应及时提供可观察到的能力提升的正反馈,引导学生关注自身能力的提升,使学生产生内在认同,从而激发学生学习动力。第三,重视师生互动和交流。教师利用课堂及课后作业的合作和互动,在对探究方案设计或是结果分析的分享与讨论中,使学生获得新的认知。

3.3 能力提升和自我认同

游戏化的反馈机制被大量用于提高内在动机,在教育领域主要包括分数、排名、等级与奖赏。分数与排名变化在教学中被广泛使用,但是由于反馈类型单一、周期长,学生认可范围外的无关因素较多,很难激起学生对自身能力的认同。在学习过程中,学生多数时候处在无反馈的疲软状态及收到负面反馈的低落状态。负面情绪带来的内部触发仅能提供短期刺激,并且效用会随着学生触发次数的增加而减小,学生的学习动机逐渐降低。为了避免负面情绪,教学中基于游戏的元素需要是有意义和有回报的,而不是简单的外部奖励。为了使这些教学活动对学生有意义,它们必须与学生的真实需求与价值取向相关。

传统的学生成绩报告无法为多数学生提供成就感,近年来对促进学生成果的关注,已经催生了为学生成功而学习分析的领域。学生成就系统等工具以衡量、收集、分析和报告学生进步,从而对学生的社会认可与自我认可需求进行主动的拓展和干预。

(1)及时反馈

及时反馈常把学习过程分割成一个个小节点,让学生看到自己的学习成果,维持学生学习的动力。教师应该将探究活动分解成递进式的小任务,设置由易至难的问题串,让学习成为类似游戏中的闯关活动,努力使每一个任务都适合不同层次的学生要求,并设置相应的评价观测指标。比如设置不同阶段的学习任务包,学生进阶难度更高的挑战后,才给出下一阶段的学习任务包。

(2)感知技能提升

让学生感受到自我的提升,获得满足感与成就感,教师需要改进评价方式。学习评价时,教师应该更关注学生的自我发展,而不是过于强调以优秀生为榜样的相对评价。比如教学中发现学生的个人优势,帮助他们进行阶段性总结,发现自己的进步,利用网络评卷的大数据统计,帮助学生分析优势和薄弱点,形成个人学业报告等。

3.4 进阶与投入

在游戏化设计中,玩家自主创造内容是玩家进阶的关键。在生物学的学习中,始终伴随着概念理解的螺旋式上升。正如人们对光合作用生理过程或是酶的本质的探究都经历了一个漫长的过程,在这一过程中,科学认知不断地被深化,概念也不断地重新完善与进一步建构。在学习闭环中,学生通过应用知识时的触发事件获得进阶与进一步投入,收获成就感与满足感。同时,知识的应用能够让学生建立对学习目的更深层次的认知,促使学生在下一次学习中建立实践目标,促使学生在知识的学习与应用中投入更多的时间与精力。