浅谈数字化教育游戏教学系统设计模式初探.doc

1、浅谈数字化教育游戏教学系统设计模式初探论文关键词数字化教育游戏 教学设计模式 论文摘要数字化教育游戏能为学习者提供一个丰富的视听多媒体学习环境，在这样的环境下，教师和学习者同为游戏者。他们在精心设计的游戏中合作学习完成学习任务，游戏情节本身就是学习目标。数字化教育游戏还能为学习者提供适当的学习策略，教师或高水平的学习者还可以提供支架来帮助其他学习者。数字化教育游戏作为一种极具吸引力的学习过程，需要适当的教学系统设计理论和方法来指导才能使教学效果达到最优化。尤其是将教育游戏应用于具体领域时，需要对教学设计模式进行必要的研究。本研究旨在通过对如何构建教学设计模式进行探讨，从而提出一种适合数字化教育

2、游戏的教学设计模式。 一 数字化教育游戏教学系统设计基本原则 1 知识构建原则 实践表明，对学习持不同观点的教师将会直接影响其对各种多媒体学习系统的态度。由此，这些多媒体学习系统也会产生不同的学习效果。将学习看作是信息获取过程的教师往往会认为，将多媒体用于教学就是一个信息传播的过程。这在早期 CAI 课件系统中表现的尤为明显。在这些系统中，知识点常以线性方式加以组织，教师的作用就是呈现信息，学习者的主要任务就是接受信息。这种观点将学习认为是学习者对信息的接受，信息是能够从计算机屏幕移入到学习者脑中的客观对象。因此，学习者的学习是被动的。与前者不同是，将学习看作是知识构建过程的教师，往往会将多媒

3、体看作是一种辅助性的认知工具。知识是由学习者主动建构的，学习者的主动认知加工能够帮助学习者理解材料，主动认知加工能够从所呈现的材料中建立起连贯一致的心理表征。 教师还必须清醒地认识到，无论持有上述所提到的两种学习观的哪一种，采用多媒体系统后的学习结果可能是意义学习，也可能是机械学习，甚至还有可能是无效学习。无效学习肯定是我们不希望看到的学习结果，我们希望看到的是，学习者对知识主动构建的结果意义学习。对此，奥苏贝尔有精辟的阐述。 通过以上论述，能为教师在教学中使用教育游戏提供以下两点启示：第一，要使学习者能够主动的建构知识，教师必须要积极引导学习者，使学习者能够产生将新信息与原有知识之间建立联系

4、的心理倾向。 第二，学习的过程中，教师要能够为学习者即时搭建支架，让学习者能够在新信息与原有知识之间建立联系。 2 以学习者为中心原则 在数字化教育游戏教学设计中，要注重以学习者为中心的原则，这实际上是知识构建原则的一个具体体现。以学习者为中心的观点主要体现在两个方面：第一，在教育游戏的设计与开发中，要清楚地认识到，教育游戏作为一种教学媒体、一种新的技术手段，一定要注意克服以技术为中心的取向。从多媒体技术在教育领域中无数的失败案例可以看出，多媒体技术先是受到极大的期望，然后就是太范围的应用，最后则是令人失望的结果。第二，在教育游戏的选择上，要以能否促进学习者对知识的意义建构为前提。纵观目前的教

5、育游戏，其中有不少教育游戏软件无非是采用了游戏软件的一种外在形式对知识点进行了封装而已。当然，这些软件在知识点的组织上是非线性的，这是相对于传统 CAI 课件的先进之处。这类教育游戏在使用中基本上是需要学习者去适应游戏，只有这样学习者才能够进行学习。这样的教育游戏更多关注的是一种游戏技术的应用，而并未使游戏技术帮助学习者进行更有效的学习。 二 数字化教育游戏教学系统设计构成要素 自从二十世纪六十年代提出第一个教学系统设计模式以来，教学系统设计模式已有不下百种之余。尽管这些教学系统设计模式不尽相同，但从其构成要素上来看，教学系统设计涉及到一个组织化的教学过程，如教学目标、教学内容、学习者、教学策

6、略、教学媒体以及将这些基本要素整合为一个模型。其中，ADDIE(Analysis，Design，Development，Implement，Evaluation)教学设计模式包括教学的分析(Analysis)、设计(Design)、开发(Development)、实施(Implement)和评价(Evaluation)五个环节。 另外，由 HeinichR 等人(1989)开发的ASSURE(AnaIvzelearners，State objects，Select media and material，Utilize mediaandmaterial，Requirelearnerpartici

7、pation,Evaluate and revise)教学设计模式则包括分析学习者特征(Analyze learners)、陈述目标(State objectives)、选择媒体和材料(Selectmediaandmaterial)、运用媒体和材料(Utilize mesa and material)、要求学习者参与(Requirelearnerparticipation)以及评价、修改(Evaluate and revise)六个环节。 三 数字化教育游戏教学系统设计的目的 为什么要进行教学设计?显然对这一问题的回答会有多种。对教学进行设计，其结果可能成功，也可能失败。但就促进学习者的学习而

8、言，教学设计是对能产生成功教学目标的一种描述。对于设计能够支持数字化教育游戏教学系统的目的主要有以下三方面： 第一，促进个体学习者的学习。这里的个体并不是指学习者之间的组织形式，比如，以班级、学校为单位的学习者或在网络上进行学习的单个远程学习者。这里的个体是为了强调学习是发生在每一个具体学习者身上的。 第二，促使教学能够分阶段实施。这说明教学是以系统化的方式进行计划与实施的，这样可以保证教学有效的发生。这些阶段既有短期的，也有长期的，它可以帮助教师减轻对教学过程中未知细节的考虑。因为在教学过程中，有些教学事件在事先是很难预料到的，教师的每次课堂教学都要面临新的决定。 第三，明确学习者的位置。既

9、然教学系统设计是要通过分阶段实施教学来促进学习者的学习，那么学习者在教学中的地位就必须要首先明确。教学并不只是能够反映教师的知识，同时更要反映学习者是如何习得这些知识的。这将直接导致教学系统设计模式是倾向于教师还是倾向于学习者。 四 支持数字化教育游戏的教学系统设计模式 模式是再现现实的一种理论化的简约形式。教学系统设计模式是在教学系统设计的实践当中逐渐形成的一套程序化步骤，其作用是要指明说什么，怎样去做，而不是为什么要这样做。 对于教育游戏中的师生关系，我们认为教育游戏中的学习者是知识的主动建构者，是社会化学习的协作合作者；教育游戏中的教师既是游戏的参与者，也是教学活动的主导者。在我们提出的

10、数字化教育游戏的教学系统设计模式中，由教学目标分析、学习者分析、两个教学分支以及评价、反馈构成。如图 1 所示，显示了该模式各组成部分及之间的关系。该教学系统设计模式具有如下四个特点： 第一，可以根据教学内容和学生的认知结构、认知风格来决定在教学过程中的全部过程或部分过程使用教育游戏。 第二，在教学的整个过程中采用教育游戏意味着教师、学生具有同样的游戏者身份。这样的教学具有发现学习的特征，教学过程的实施需要依靠教育游戏所提供的完善的教学策略以及游戏者之间的交互行为来推进。 第三，在教学过程中的某个阶段采用教育游戏意味着教育游戏不能够为教学的整个过程提供支持，教师既可以是游戏者也可以是游戏的引导

11、者，在教学中一般采用先行组织者教学策略，当然也可以采用其他教学策略，如自主学习策略。 第四，对学习者进行学习结果评价并不是教学的终点，而是要使学习者能够灵活地运用知识，解决真实情境中的问题，因此要采取一些知识迁移策略来促进知识的迁移。 (1)教学目标分析 很多教学系统设计模式一般都包含教学目标分析这一环节，教学目标阐述的是学习者的学习结果。该模式的教学目标分析中除包含一般教学目标分析中的分类、表述和呈现外，还包含了分析使用教育游戏是否能够支持教学目标的实施，这体现出技术要服务于教学，而不是教学从属于技术的思想。 (2)学习者分析 教学目标分析能够明确学习者在教师与同伴的帮助下，利用资源和工具习

12、得什么，而不是指教师教了什么，或者通过该课程教给学生什么。学习者分析的主要目的是要考察使用教育游戏是否能够促进学习者的学习。学习者分析主要包括以下四个方面： 第一，分析教育游戏软件运行的计算机软件环境、硬件环境和网络环境。如软件是运行在微软操作系统、苹果操作系统或是其他操作系统；软件是 2D 的还是 3D 的；是否需要高性能 CPU 和 GPU 软件是单机运行还是联机运行等。 第二，分析学习者是否具有使用教育游戏软件的能力。教师在选择教育游戏软件之前，除了要考虑学习者的认知水平外，还要考虑学习者在游戏软件操作中的经验。实验表明，在开始阶段，游戏软件操作经验高的学习者的绩效水平要高于游戏软件操作

13、经验低的学习者。 第三，分析学习者是否需要在呈现任务之前为学习者提供引导性的操作或练习。如果学习者在开始学习之前对教育游戏软件的使用和规则的理解存在困难，教师则需要引导学习者进行练习。 第四，分析学习者对待教育游戏软件的态度。目前，在教学中引入教育游戏不仅在教学管理上存在一定的阻碍；学生对此的接受态度也是一个需要考虑的问题。学生对待教育游戏的态度会直接影响软件使用后的学习结果。 (3)教学分支的选择 根据教学需要和学习者分析决定是在教学的全部过程采用教育游戏还是在教学过程中的部分采用教育游戏，这体现了技术服务于教学，教学是以学习者为主体的重要思想。 (4)教育游戏的选择 教育游戏本质是一个软件

14、，教育游戏的选择主要从以下几个方面加以考虑： 第一，根据特定领域的特征选择教育游戏软件的类型，如即时策略、第一人称射击、角色扮演、动作等。 第二，考虑教育游戏软件的技术的特征，如硬件要求、操作系统要求、游戏操作方式(是直接通过鼠标、键盘操作还是需要其他外设，如游戏手柄等)、网络接入等。 第三，构建学习环境，包括计算机位置的摆放、联网类游戏是否需要进行子网的划分等。 第四，不同的教育游戏软件特征将会影响的教学策略的设计，比如策略类游戏可以选择协作学习策略、角色扮演类游戏可以选择竞争学习策略，而有些模拟类的游戏则可以采用示范一模仿策略。 第五，确定教育游戏中，游戏任务的时间。在教育游戏中，有些任务

15、的时间是需要在游戏开始之前进行设定的，而有些则是在游戏开发时就已经设定好了的。 (5)确定先行组织者 “先行组织者”是奥苏伯尔提出的一个概念。奥苏伯尔认为，促进学习和防止干扰的最有效策略就是利用适当相关的和包摄性较广的、最清晰的和最稳定的引导性材料，这种引导性材料就是组织者。由于这些组织者通常是在教学内容呈现之前介绍的，目的在于利用它们来帮助确立意义学习心向，因此被称为先行组织者。在教学过程中的部分采用教育游戏时，需要利用先行组织者为学习者提供认知结构中的上位概念来同化新的知识，或者是提供一个能够指出新旧知识异同的组织者来确立新旧知识之间的联系。但如果在教学的整个过程全部采用教育游戏是否就没有

16、先行组织者呢?事实上，在这种情况下，先行组织者是包含在教育游戏中的任务开始或结束部分的。 (6)教学策略的选择 教育游戏环境是一个开放的学习环境，在这样的环境下学习者很容易产生迷失现象，学习者不能将注意力集中于学习任务上。教育游戏教学策略的设计是以建构主义思想为指导的，一般采用合作，协作学习、发现学习和自我调节学习这样的教学策略，教师在教学活动中为学习者提供支架。同时，策略的设计还受到领域类型和教育游戏软件类型的制约。在教学的整个过程全部采用教育游戏时，教学策略是包含在教育游戏中的。 (7)教学过程的组织 第一，按照加涅的九事件教学安排学习活动并创设学习情境。教师应该熟悉学习者领域中的内容，利

17、用先行组织者策略为学习者建立先行知识。 第二，指导学习者提高教育游戏软件使用的操作技能。 第三，观察学习者操作教育游戏软件时的学习活动，教师应在适当的时机通过教育游戏软件间接地或面对面直接地给予学习者干预和指导。(8)学习结果的评价 以建构主义理论为指导的教学系统设计更加强调学习者在学习过程中的真实体验，而传统的标准化测验并不能完全检测出学习者的能力。替代性评价则避免了典型的多项选择测验中存在的问题，这些新的评价体系中所蕴涵的核心思想是要求学生自己展示自己的学习，或者展示自己在学习过程中学到的知识和技能来完成一些实际工作，其目的就是要在真实的情境中展示学习者自己的水平。 a 档案带评价 (po

18、rtfolio assessment) 替代性评价的一种常见形式就是档案带评价，即搜集和评估学生在一段时间内的作平样本(Hambleton，1996；HerbertSchultz，1995；Rolheiser，Brower，Stevahn，2000)。教师可以收集学生的作品、研究设计以及其他一些反映高级心理技能的作品，并以此作为评估学生进步程度的依据。5在教育游戏中档案袋评价主要体现在学习者在游戏过程中的表现或任务的完成情况。 b 表现性评价 (performance assessment) 表现性评价是在现实生活中对学生知识和技能的实际表现进行考察的测验。表现性评价的一个例子就是完成论文，完

19、成论文不仅要求学生展现自己知道什么，还要表现出自己能做什么。汽车驾驶员和飞行员的驾照考试、医学上的临床测验等，都是表现性评价(Swanson，Norman，Linn，1995)。在教育游戏中表现性评价主要体现在学习者与游戏的交互过程中所表现出的行为。 c 层次分析法 (Analytic Hierarchy Process，AHP) 层次分析法由是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于本世纪 70 年代初，在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”的课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法，是一种定性与定量分析相结合的评价方法。层次分析法在教育游戏中主要体现在教育游戏软件统计系统的