“严肃游戏”提升教师信息技术能力的设计与研究

“严肃游戏”提升教师信息技术能力的设计与研究【摘要】近年，中小学数字化校园的建设不断深入，但与之凸显的问题是教师信息化水平和意识不够高造成设备利用率低的局面。若能借助信息技术开发一款游戏式学习软件，教师就可以随时随地在模拟的情境中“玩中学”、“做中学”，潜移默化地达到技能培训的效果。因此，本文分析了严肃游戏和乔纳森的建构主义学习环境模型，并将两者结合开发了一款能够提升教师信息技术能力的游戏。【关键词】信息技术能力；严肃游戏；建构主义【中图分类号】G40057【文献标识码】A【论文编号】引言近年，随着数字化校园建设的不断深入，学校投入大量资金购买IT硬件设备、网络设施和软件，并将数字校园提供的功能拓展到办公、教学、管理、生活等各个领域，如多媒体教学、网上办公、数字化校园管理等。在盲目购置的同时却发现这些都成为“面子工程”教师、行政人员和技术人员的信息化水平和意识不够高造成设备利用率低的局面。另一方面，为提高我国中小学教师教育技术能力水平，国家教育部在2004年正式颁布中小学教师教育技术能力标准（试行），这其中就包括教师对IT设备和数字产品的操作和应用的要求。因此，要使数字校园真正实现环境、资源、活动的全位信息化，学校教师、员工的IT技术能力是基础，特别是普通教师和行政人员的技能的提高可以极大地提高设备利用率，减轻信息技术专业教师的负担。再者，由于中小学教师日常的教学、管理任务繁重，几乎很难再有精力去接受专门的信息技术能力培训；而且一般的传统培训学习内容枯燥、形式单一、时间固定，很难引起教师的兴趣和主动学习的热情，也容易遗忘。因此，借助信息技术开发一款游戏式学习软件，教师可以随时随地在模拟的情境中“玩中学”、“做中学”，在游戏中潜移默化地提升自身信息技术能力和素养。一对“严肃游戏”的解读1何谓“严肃游戏”严肃游戏其实是一种新型态的游戏式学习软件，但其本身不以纯娱乐作为主要诉求点，而是采取寓教于乐的游戏形式，将学习或教育培训过程作为主要内容，更注重细节与过程对使用者的教益性影响。目前，这种游戏在国外已经运用到军事、医学、教育、培训等多个领域，并取得了良好的效果。究其本质，可以这么看待严肃游戏1，一是严肃游戏远远超越传统电子游戏的互动娱乐应用，而更注重在社会化功能的应用方面；二是严肃游戏又具有传统电子游戏的本质特征，即以沉浸的虚拟世界，真实的视觉表现，迷人的交互方式，惊险的故事情节，丰富的角色扮演把现实与虚拟世界巧妙结合，达到互动娱乐的效果。2严肃游戏用于提升教师信息技术能力的可行性分析（1）从学习者特点来说笔者通过对成人学习特点的研究（见表1），发现严肃游戏的学习对象更适合成人，原因有三点。一是这类游戏主要围绕任务的展开而进行，在解决问题的过程中需要学习者运用高层次技能，这是成人所具备的。二是严肃游戏不以娱乐作为主要的动机激发，而成人在学习上的自我效能感、主动性、目的性都较之儿童要强，可以不受影响。三是成人学习具有自我指导性，而儿童则更偏重于老师的指导，因此成人更适合应用计算机软件来进行自主学习。表1成人学习特点分析表对学习需要的意识需要知道学后有何益处，一旦自我意识到学习的必要性，就会积极参与学习。学习者的自我概念对自己的决策要求自主负责学习者经验的作用大量与学习相关的经验，从经验中学习。参加学习的准备状态现实性和发展任务性学习的定向出于生活实际需要，能提高实际技能。学习的动机内在动机为主（2）从学习内容来说针对实际需要，教师信息技术能力的培训内容主要以操作技能类和应对故障时的决策判断类为主，游戏也应尽量呈现真实情境的模拟，这样才有利于往后实境中的知识迁移。纵观现在的严肃游戏的操作方式和玩法，非常符合我们所需的学习内容。二为严肃游戏选择合适的教育理论框架在充斥着各种数字媒体的E时代，利用信息技术手段进行数字化学习的方式也已屡见不鲜。但是，这其中也有诸多值得关注的问题，如数字化学习滥用技术，缺乏教与学的理论指导，只是将传统教材搬到网上；还有表现在忽视人的主体性，缺乏有效的动机激发机制等。这种只是将技术作为信息的存储工具和传递工具，将会剥夺学习者在整个学习过程中的意义控制因为学习者是从思考中获得学习，而不是从技术中学习2。由此可见，技术对教学内容和方法的影响，必须要依靠一定程度的教学设计和教育理论来支撑。笔者选择教学设计专家乔纳森历时九年时间研究和完善的“建构主义学习环境CONSTRUCTIVISTLEARNINGENVIRONMENTS，以下简称CLES”模型来对本文所设计的游戏进行理论指导和支撑。一方面是因为这个模型囊括了乔纳森之前在教学设计领域的研究，并且阐述了如何运用技术手段、方法和策略来实践他的教学设计，模型相对成熟和完善；另一方面最关键的原因是，“严肃游戏”与“建构主义学习环境”在内涵和体系上是相契合的。首先来看“学习环境”将数字游戏用于教育领域中，一般会有两种观念，一是将游戏作为一种认知工具来看待，二是将其作为学习系统或学习环境。不过越来越多的研究表明，游戏作为学习环境更能体现出它的强大优势。SQUIRE32005提出数字游戏可以提供一个沉浸空间，学习者在其中是基于经验地、基于问题地或是探索地参与学习，为“真实世界”演习技能。再来看“建构主义”建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物的深刻理解，最好的办法就是让学习者通过直接经验来学习，即“做中学”而非被动地接受数据。而数字游戏正好可以提供这样的有效学习情境，让玩家以不同身份沉浸在另一个世界中，不但能带来巨大的愉悦，还能让学习者在体验中增长知识和能力。三乔纳森建构主义学习环境模型的应用分析乔纳森的建构主义学习环境模型通常与“真实的”、“开放的”、“以学习者为中心”、“以学习为中心”、“情境化的”或“建构主义”等限定语相联系，含六个基本要素问题、相关案例、信息资源、认知（知识建构）工具，会话与协作工具和社会背景支持4。其中，问题是整个学习环境设计的焦点和核心，其他五个要素的设计都要围绕着问题进行。此外，模型还提供了三种用来支撑学习的策略和方法，分别是教师策略、建模策略和脚手架策略。将乔纳森建构主义学习环境模型应用到严肃游戏中时，问题是核心和驱动力，也是游戏设计的重点模块，因为严肃游戏将依靠学习者不断解决任务和问题来推动情节的发展以及学习者技能的提升。首先要确定问题的类型及骨干，乔纳森将问题按其不同的结构维度，在结构良好和结构不良的连续统中划分了11种问题类型（见图2），他认为各种不同的问题应该有不同的问题解决模式和操作方法。图2问题连续统然后，还要对问题进行三方面的设计1、问题的境脉游戏中的问题不能孤立地、突然地出现，必需要对问题发生的环境做描述，有情节的铺垫和引入，因为不同的问题在不同的情境中其性质和解决方式有可能不同。2、问题的描述问题表述对玩家能否投入问题的解决非常重要，因此，问题必须要有趣味性和吸引力。3、问题的操作空间问题的操作空间最基本的设计就是要使玩家对问题的任何一种操作结果都能给出灵敏地反馈和信息，改变事物状态，使玩家意识到他们能在某种程度上影响游戏，并使其积极地解决问题。四提升教师信息技术能力的严肃游戏的实例开发1开发软件的选择与分析通过对多种游戏开发方式和软件的对比、研究，结合笔者目前的开发时间、经费、技术等条件的限制，最终选择了HTTP/EADVENTUREEUCMES软件来支持此模式下严肃游戏的开发。包括游戏编辑器和游戏引擎，是一个用来建立低成本点击式数字游戏的创作环境，特别为教育游戏设计。利用可以快速开发教育游戏，不需要复杂的代码编程知识，只需在图形编辑器重插入真实场景、人物及图片，控制游戏流程与触发条件，就能开发出基本的严肃游戏，同时它所配备的高级功能与开放式接口又为游戏的高级开发提供可能，图3为编辑器的界面。图3编辑器界面2游戏实例的对象、内容与教学目标制定本文开发的游戏实例名称为新进IT教师达人，该游戏内容主要是在玩家不断地任务执行、问题解决的过程中，熟练掌握对IT硬件设备的操作、故障排除、维修、策略制定等。表2对中小学校园常见的IT信息产品进行了归类和例举。表2中小学校园常见的IT信息产品归类与例举计算机外设扫描仪、刻录机、移动硬盘、U盘、读卡器多媒体视听设备投影仪、电子白板、中央控制、LED显示屏、话筒、DVD数码产品DV、DC、录音带/光碟、MP3行政办公设备打印机、复印机、传真机网络设备双绞线、路由器、交换机、光纤设备、服务器、UPS针对的游戏对象主要是中小学教师，又根据他们的职能不同、平时接触的IT设备不同、对信息技术的需求不同可以分为三类，分别是教学人员、行政管理人员和技术人员。每种身份在能力要求上也不同，教学人员偏重的是对教学任务（备课、上课）相关的IT设备的操作，如计算机外设、多媒体视听设备、数码产品；行政管理人员偏重的是对各种行政办公设备的操作，此外计算机外设、数码产品也是现在数字化办公的必需品；技术人员是指中小学担任电教或信息技术部门的教师，他们大多也是兼管校园网络和信息设备，因此对他们的要求比较高，不仅要能够熟练地操作表2中所有的IT硬件设备，还能够根据学校需求采购IT设备，管理维护、排除故障、制定决策、参与数字校园设计等。3游戏实例的设计思路表3新进IT教师达人游戏介绍游戏介绍游戏名称新进IT教师达人适用对象中小学普通教师、行政管理人员、信息技术教师学习目标掌握IT信息设备的操作，能够独立解决IT信息设备的突发小状况（教学与行政人员）；掌握采购IT设备的流程与技能，以及对IT信息设备管理维护、排除故障、制定决策、参与数字校园设计等（信息技术教师）学习内容IT信息设备的采购、操作、管理、维护、故障排除、决策制定等游戏类型严肃游戏（技能培训类）剧情纲要游戏主角是一位大学刚毕业的女生，名叫“卢佳”，她来到一所中学实习，帮助学校解决各种有关IT信息设备的问题，最终成为IT教师达人留任该校。表3对游戏进行了简要的介绍，游戏将多个任务串联起来，期间允许玩家选择不同的任务分支，只有不断地解决难题才能最终完成游戏。游戏一开始，要求玩家对角色身份进行选择，化身为不同身份的角色，她遇到的任务或问题的类型、难度都不同，这主要是依据学习目标而定。图4游戏进入界面图4是游戏进入界面，右上角的“IT菜鸟孵化室”是对玩家的前测，系统最终给出测试结果和分析，并给出相关学习资源。前测的内容是游戏中出现的任务目标的从属技能，对成功完成任务非常重要；当然，玩家也可以选择直接进行游戏，在游戏过程中依靠系统提供的“脚手架策略”来支持问题的解决。进入游戏之后，玩家通过与NPC（非玩家控制角色）对话，仔细观察环境中的物品来得到任务和相关信息，并通过对物品的各种行为操作及对话中的选择判断来完成任务。在游戏中，玩家可以随时中断游戏并存档，以便下次继续学习；玩家还可以生成评估报告，查看自己学习过程中的任务完成状况，或将其直接发送给教学人员和游戏开发者，以便他们对学习者状况做追踪和调研，也利于游戏的不断改进。4游戏任务设计举例整个游戏的故事情节以橄榄状的非线性结构展开，这种结构的特点是只有一个开头和结局，但是中间的情节允许有小的分支可供玩家选择。新进IT教师达人一共设计了多个有关IT信息设备的任务，任务类型多样，但主要以技能操作类和决策类任务为主。本文仅以“技术人员角色”的一个经典的技能操作类任务为例做分析，图5是游戏中玩家对物品的操作截图。图5游戏中玩家对物品操作的系列截图任务名称带水晶头的网线制作角色身份技术人员（信息技术教师）任务场景办公室、信息部、阅览室任务起因王主任要出去开会，急需一根网线用于笔记本上网。任务内容制作一根能用于笔记本上网的网线。任务类型技能操作类任务目的能够辨别网线、视音频线与同轴线缆；了解计算机与互联网联接所用的是直通型网线（隐含）；掌握制作网线的整个流程和操作要点。相关NPC王主任、李部长所需物品未加工的网线、水晶头、压线钳、测试仪学习资源书、视频游戏主要流程（省略部分对话）见附录A。任务设计要点分析问题境脉问题发生的情况是主任要去开会，需要网线用于笔记本上网，虽然游戏没有在布置任务时明确给出要制作一根直通型网线，但玩家可以从对话中提取出问题的全部要素。实情模拟游戏不强制玩家必须先学习才能动手制作，但是在对线缆排线操作时只给玩家2次错误的机会，这一方面这符合实际情况水晶头需要成本，在制作网线过程中应避免过多失误造成浪费；另一方面，减少了对这个知识点没有掌握的玩家靠运气蒙对的情况。在操作错误的情况下有重点的去学习相关知识点，更加深记忆。随机性对操作的判断，出现顺序是随机的，避免玩家通过记忆顺序来判断的情况。游戏性对于线缆排布正确与否，系统并不直接判断，而是需要玩家通过检测仪检验，符合实际。即时反馈完全还原现实操作，游戏中需挑选不同工具对网线进行一步步操作，物品状态也随之改变。如一开始的原始网线状态，压线钳对线缆剥皮之后网线露出线头，水晶头安装之后网线的最终状态。排除干扰除排线外，其它每一步的操作只有操作正确才可以进入下一步，但是当玩家操作失误时并不会有画面上或声音上的警告，而是依然让玩家多做尝试直到正确。鼓励探索对于游戏中出现的物品或是人物，只要有操作控制钮，则点击后系统都会给出符合游戏情节的反应，如在办公室中放置的视音频线，在本任务中不需要拿取，若玩家点击，则游戏提示“随便拿主任的东西不太好吧”。这样的设置有利于玩家在游戏中乐于探索，也是一种激励动机的方法。评估报告系统会记录下玩家这些错误的操作，作为评估报告的一部分发送给相关教学人员。如玩家在剥离网线胶皮之前，就使用水晶头去套网线，游戏在当时不会有任何终止或警告的反应，只是将几次错误操作作记录。智能判断通过游戏中设计的变量控制事件效果，即玩家在不同状态下与物品或是NPC的交互，它们的反应是不一样的。如在本任务中，玩家第一次与主任交谈，主任会表明遇到的难题，交代任务；若玩家在没有完成网线制作时，选择与主任交谈，主任会询问玩家网线是否完成，督促任务；若玩家将检测合格的网线交给主任时，主任会感谢玩家，验收任务；若玩家再次选择交谈，主任会以要去开会为由退出场景。五结束语中小学教师若能在闲暇之余通过“玩”严肃游戏，提升自身的信息技术能力，这之于各学科教师，能促进其教育教学和办公的效率效果；之于信息技术专职教师，可以减轻除了日常教学之外的负担；之于学校，更是能提高数字校园各种设备的使用率。虽然这款游戏还未开发完善，目前还只是在小范围内做了内部测试，听取多方意见后改进了部分任务设计的策略，并修正游戏中的BUG。在后期将游戏完善之后，进一步运用科学的评价方法对玩家调研，考察这款游戏的教育效果和其他性能。也希望这种特别的技能培训方式会对将来的教师专业培训的信息化方向带来新的思路和方向。参考文献1王清丽说严肃游戏的设计策略J湖北经济学院学报人文社会科学版，2010101431442JONASSAN顾小清等译技术支持的思维建模用于概念转变的思维工具M上海华东师范大学出版社，2008243SQUIRE