严肃游戏与科普学习目标融合的框架研究与应用实践
钱学胜 徐仁彬
摘 要 当前游戏已成为社会文化生活中不可缺少的组成部分。与此同时，游戏在提高学习效率和改变个人行为方面的正面效应也正在被不断发现和验证。积极拥抱网络游戏、充分发挥游戏的正面价值，已成为新时期科普工作的重要选择。本文借鉴布鲁姆教育认知目标分类法将严肃游戏和科普应用中的游戏机制组织为：记忆、理解、应用、分析、评估和创造6个维度，并以上海科技馆与波克城市联合研发的科普游戏《拼图寻鸟之旅》为例，对上述融合框架进行了具体化解释。最后，结合“游戏+”的现状，对未来严肃游戏的研究和实践提出了建议和期待。
关键词 严肃游戏 科普游戏 游戏+ 游戏设计与实践
0 引言
近年随着神经科学、认知科学、行为科学、心理学、教育学等领域的研究，游戏在提高学习效率和改变个人行为方面的巨大潜力已被越来越多地发现和证实[1]，令社会和公众对于网络游戏的观点越来越趋于理性和平衡。网络游戏的正面效应也不断地被发掘和应用。尤其在经历了新冠疫情之后，网络娱乐和游戏依靠其较低的门槛和较广泛的参与度，成为人们数字文化生活不可缺少的组成之一。据《第46次中国互联网络发展状况统计报告》统计，截止2020年6月，我国网络游戏用户规模达5.4亿，占网民整体的57.4%。这无疑为“游戏+”创造了广阔的受众空间和巨大的正面应用可能。由此可见，积极将游戏视作科普产业的新业态、充分发挥游戏的正面价值，不断探索将科学精神和科学家精神的价值引领蕴含在游戏中，为公众特别是青少年激发科学兴趣、增强学习主动性提供了更具吸引力的解决方案[2]，成为当下科普工作的时代选择。
2021年1月22日，上海科技馆与波克城市联合研发的微信小游戏《拼图寻鸟之旅》登上中央电视台新闻直播间[3]，成为疫情后“游戏+科普”实践的重要例证。这款游戏选取了21个国家的鸟类摄影作品，采用了数字文化创意制作，以拼图、知识竞答、故事穿插的方式将鸟类科普知识进行游戏化呈现（如图1所示）。得益于游戏元素的设计和呈现，使青少年及成人都能通过游戏化方法，更高效、便捷地获取世界各地珍稀鸟类的知识，从而让更多人、更低门槛地接受科学鸟类保护理念、并认识到生态文明建设的重要性，从而凸显出“游戏+科普”的巨大潜力。
1 严肃游戏的应用
严肃游戏概念首先由Clark C.Abt在其1970年著作《严肃游戏》（Serious Games）中提出。其定义严肃游戏设计的宗旨并不是用来娱乐的，而是自始至终都有清晰、翔实的教育目的。自20世纪80年代以来，严肃游戏广泛应用于军事、医学、工业、教育、科研、培训等领域。2002年，美国华盛顿特区伍德罗威尔逊国际学者中心发起了“严肃游戏计划”（Serious Games Initiative），目的是鼓励设计和开发用于解决政策和管理问题的游戏，将严肃游戏定义为以应用为目的的游戏，具体是指那些以教授知识技巧、提供专业训练和模拟为主要内容的游戏[4]。
近年来的研究表明，通过加强交互模式和即时反馈效应，游戏能充分激发参与者的奖励回路，从而使玩家在游戏过程中自然而然地达成学习目标[5]。龚皓基于福格行为模型（Fogg"s Behavior Model）中动机、能力、触发器三个维度，解构了游戏在科普应用中的成功要素[6]。Gentry的系统回顾表明，严肃游戏在学习方面具有至少不弱于其他传统方法的表现，而且在大量情形中游戏在“提高知识、技能和满意度”方面的作用更为有效[7]。
基于此，21世纪以来严肃游戏被越来越多地用于知识培训、提高认知、以及改变行为和态度的社会实践中，例如小儿癌症自主服药干预[8]、抗灾减灾模拟以及艺术史学习等等。在全球应对新冠疫情的挑战过程中，游戏及游戏化方法在学习领域的显著优势被广泛地吸纳进医疗抗疫领域中，包括教授个人防护设备使用[9]、帮助护士进行远程呼吸机操作技能学习[10]、促进远程会诊[11]等。同时在劝导大家保持居家、干预人群活动范围方面[12]等社会干预领域也有突出的成绩。在国内，在疫情爆发伊始，腾讯、波克等公司就推出了针对抗疫知识普及的抗疫游戏，取得了良好的社会效益。以上这些研究与应用也都为进一步探索“游戏+科普”提供了有益的借鉴。
2 游戏机制与学习目标的融合
严肃游戏由负责教育目的和意义达成的严肃部分，以及负责娱乐和媒体表现的游戏部分组成。对于严肃部分，教育心理学中经典的布鲁姆教育认知目标分类法[13]可作为重要的参考依据。按照布鲁姆教育认知目标分类法，教育与学习的认知领域目标由低阶到高阶分为：记忆、理解、应用、分析、评估和创造[14]六类教育目标。在这六类目标中，前三类是初级认知问题，它一般有直接的、明确的、无歧义的答案，后三类属于高级认知问题，通常没有唯一的正确答案。在游戏中设计并设置相应的游戏机制，并通过代入教育认知目标与学习机制相关联，从而实现游戏机制与学习目标的分层融合，其框架如图2所示。
基于上述框架，对科普领域的严肃游戏功能设计，进行学习功能角度的再审视：
记忆 记忆是最为基础的认知目标，涉及具体知识或抽象知识的识别与提取，也是科普工作最为基础的预期目标。在常见学习机制中，重复练习是一种主要的促进记忆的方法。在游戏机制设计中，有针对性的引导以及重复练习都能有助于玩家对记忆目标的达成。基于有效引导，学习者（玩家）可以通过对知识结构的掌握来提升记忆效率，同时减轻由新知识探索带来的认知负荷。值得注意的是，游戏中的重复机制能够通过对于玩家认知阈值的试探以及对于刺激元素的不断调整和变换，大幅减轻学习者（玩家）因机械重复导致的学习动力损耗，从而确立有别于传统学习机制的重要优势。
理解 理解是对于学习目标在意义构造上的掌握，涉及了解释、举例、分类、概要等目标能力，也是科普工作在记忆目标之上第二层次的预期。在学习机制中，观察及模仿是促进学习者理解的重要手段。在游戲机制设计中，基于互动反馈的交互式教学和学习机制，能够有效缩短学习者（玩家）达成理解目标的学习时间。在提升理解效率的同时，切实提升学习者（玩家）的学习兴趣。
应用 应用是更高级的认知目标，对应的是在新的情境中能对于所学内容进行实施或执行，具体表现为遇到某一熟悉的任务时，习惯性的执行既定程序的能力。这是基础科普工作追求的高层次目标。在传统的学习机制中，应用目标尤其是主动应用目标是较难培育的。较常见的是通过重复练习与观察模仿相结合不断举一反三，实现对学习者的应用能力的促进。在游戏机制设计中，通过环境模拟有效地创建不同的应用环境和适用规则，启发并激励学习者（玩家）在不同模拟场景的约束条件中，主动采取不同方式收集信息和解决问题，从而实现应用目标的高效达成。
分析 分析是高级认知目标之一，是指能够对所学目标进行分解，同时还能够研究每个部分之间、部分和整体之间的关系。在学习机制中，分析与讨论是使学习者掌握分析目標的主要措施。在游戏机制设计中，通过有效融入学习者（玩家）更易理解的场景，进而调动其固有经验辅助目标对象的分析能力习得。这一点已经取得了令人信服的成效，例如，前文所述儿童抗癌任务游戏Re-Mission，通过引入儿童熟知的射击游戏“打怪”场景，替代原本较为抽象的抗癌药物知识，而使儿童玩家清晰、便捷地学习他们在游戏中的行为和潜在结果之间的联系、以及不同行为和不同结果之间的区分和归属，进而高效实现服药与抗癌分析目标的达成。
评估 评估也是一种高级认知目标，是对于目标对象的核查和评判。在学习机制中，评估目标的促进通常来自于外部评判和与之相应的激励反馈。在游戏机制设计中，由于实时的反馈与激励始终贯穿游戏过程，因此能够有效促进主动地内化评估目标的达成。具体地说，当游戏失败时，对于是放弃还是花费一定代价重来，即来自于主体的评估。游戏中这样的评估任务伴随了整个游戏过程，这也与传统学习机制形成了显著差异。
创造 创造是最高级的学习认知目标，是一种主动、灵活地将对象的不同部分有计划地合成一个连贯整体的能力。在学习机制中，创造目标的促进是一组包含发散思维、聚合思维、计划执行、结构性评估的综合活动。相较于传统学习方法，游戏机制具有强烈的代入感和责任感，玩家自始至终都在不断地循环进行上述活动，并实时接收生成成果的反馈，这将有效激励学习者（玩家）不断挑战更为不可能的目标，促进创造目标的达成。
3 应用实践
具体以科普游戏《拼图寻鸟之旅》为例，在上述游戏机制与学习目标的融合框架下分析其游戏机制设计对于学习（科普）目标的促进作用。该游戏主要功能和界面截图如图3所示。其中，各功能简述如下：
寻鸟之路 路径方式呈现22个国家的440种鸟类寻鸟任务。
寻鸟拼图 通过拼图形式对目标鸟类进行寻找，拼图同时播放鸟类科普语音，拼图成功视为该任务完成，玩家获得的星级，由拼图过程中的试错次数决定。
答题作战 每完成一个国家的寻鸟任务后，对寻鸟过程中播放过的该国鸟类的科普信息进行答题，以检验科普成效。
寻鸟日记 按要求完成一定任务后，可逐一解锁寻鸟过程中的日记故事。故事为现实中如何爱鸟、护鸟。
鸟类图册 完成寻鸟拼图后即可获得该鸟类图片。
分享互动 鼓励将本游戏、本游戏鸟类在社交网络进行分享。
功能设置 提供音频、音乐设置功能，玩家可查看摄影师简介、关注公众号。
基于游戏机制与学习目标的融合框架，不难找出该游戏通过游戏机制促进科普学习成效的游戏设计点，主要集中在该游戏针对“爱鸟、识鸟、辨鸟、护鸟”科普目标而着重期望促进的初级认知领域的记忆、理解目标以及高级综合认知目标中。主要游戏功能设计点与融合框架对应关系及简述，如表1所示。
上述分析证明了本文基于布鲁姆教育认知目标分类法，建立严肃游戏机制和科普学习目标之间融合和联结的可行性。同时分析了《拼图寻鸟之旅》作为一款成功科普游戏的游戏功能设计和内在学习机制之间的融合关系。需要说明的是，游戏设计对于框架中认知目标的对应选择应服务于严肃游戏的严肃目标，而不应盲目追求认知目标的多层次、“大而全”。本例讨论的《拼图寻鸟之旅》的成功便是其中聚焦有限目标“小而美”的一例。
4 结语与展望
随着数字技术的不断发展和对社会经济生活的不断渗透，网络社会与现实社会愈加呈现出“互嵌互构”的结构关系。在我国持续推进“数字中国”“网络强国”建设的背景下，科普游戏为缩影的“游戏+”显示出极其广阔的应用前景和社会价值[15]。当前，国内一批领先游戏企业均开始了系统化的探索，在包括医疗[16]、扶贫[17]、抗疫、治理等科普领域内已收获了一批具有标志意义的创新成果。随着网络游戏在人们休闲活动中占有率的进一步提升，网络游戏及人们在游戏过程中产生的交互数据也呈现出越来越高的研究价值，较之传统大数据资源显现出更广大的应用空间。
然而必须看到的是，虽然当前“游戏+”在多个领域内实现了严肃目标和娱乐目标的有机融合。但在理论框架上，“游戏+”的系统化研究仍然较为缺乏，包括本文在内都有不尽完美之处，具有更强解释力和更广适用性的国内原创性“游戏+”范式、模型、机制仍有待未来的深入研究和探索。其次在实践应用中，当前大量企业“游戏+”应用多停留在新闻报道和媒体公关阶段，缺乏严谨学术研究和实证数据的支撑，尤其缺乏对游戏正面效果的神经学机制和作用机理的深入分析，这与海外顶尖游戏学研究形成了鲜明的差距，不利于国内树立真正可供长期推敲验证的“游戏+”标杆案例。再次，我国“游戏+”的实践仍属于探索初期，需要正视当前社会上仍然存在一定比例对游戏不理解和不赞同的声音。因此若要“游戏+”为我国社会发展与人民福祉做出更大贡献，还离不开政府充分的制度供给和正面稳定舆论环境的保障。
参考文献
[1]Granic I， Lobel A， Engels R. The benefits of playing video games[J]. American Psychologist， 2014， 69（1）：
66-78.
[2]苏青，吴彦旻，马宇罡.科普游戏融合发展与中国科学技术馆的实践[J].科学教育与博物馆，2021，38（2）：74-79.
[3][新闻直播间]探秘自然博物馆·上海自然博物馆 科技+文化 跨界理念让藏品重生[EB/OL]. （2021-01-22）. https：//tv.cctv.com/2021/01/22/VIDE68jwCX1jCkmVvJCEfvYD2101 22.shtml.
[4]张光斌，宋睿玲，王小明.科普游戏导论[M].电子工业出版社，2021：7.
[5]Gotterbarn D. Serious games：
learning why professionalism matters can be fun[J]. Acm Inroads， 2013， 4（2）：
26-28.
[6]龔皓.基于福格行为模型的科普游戏设计与实践——以《探索鲸奇世界》为例[J].科学教育与博物馆，2021，38（2）：136-140.
[7]Gentry S V， Gauthier A， Ehrstrom B L， et al. Serious Gaming and Gamification Education in Health Professions：
Systematic Review[J]. Journal of Medical Internet Research， 2019， 21（3）.
[8]Kato P M ， Cole S W， Bradlyn A S， et al. A Video Game Improves Behavioral Outcomes in Adolescents and Young Adults With Cancer：
A Randomized Trial[J]. Pediatrics， 2008， 122（2）：
305-17.
[9]Suppan M， Gartner B， Golay， et al. Teaching Adequate Prehospital Use of Personal Protective Equipment During the COVID-19 Pandemic：
Development of a Gamified e-Learning Module[J]. JMIR Serious Games， 2020， 8（2）， e20173.
[10]Samuel H， Scott B. Online Neuroanatomy Education and Its Role During the Coronavirus Disease 2019 （COVID-19） Lockdown[J]. World Neurosurgery， 2020， 139：
628.
[11]O"Connell A ， Tomaselli P J ， Stobart-Gallagher M . Effective Use of Virtual Gamification During COVID-19 to Deliver the OB-GYN Core Curriculum in an Emergency Medicine Resident Conference[J]. Cureus， 2020， 12（6）：
e8397.
[12]SamuliLaato A K M， Najmul I， Teemu H L. Did location-based games motivate players to socialize during COVID-19？[J]. Telematics and Informatics， 2020， 54：101458.
[13]Bloom B S. Taxonomy of educational objectives：
the classification of educational goals：
Handbook 1：
Cognitive domain[M]. Taxonomy of educational objectives：
D. McKay， 1956.
[14]Anderson L W， Krathwohl D R， Airasian P W， et al. A Taxonomy for Learning， Teaching， and Assessing：
A Revision of Bloom"s Taxonomy of Educational Objectives[M]. New York：
Longman， 2001.
[15]徐仁彬.游戏企业“游戏+”生态模式初探[J].科学教育与博物馆，2020，34（04）：64-70.
[16]QianXuesheng， Dai Weihui， XuRenbing， et al. One intelligent framework for screening and intervention of Mild Cognitive Impairment （MCI）[J]. The Journal of Engineering， 2020， 2020（13）：
422-425.5.
[17]崔鹏，肖予为.马化腾：腾讯“互联网+扶贫”再突破[J].中国企业家，2019，563（03）：32-33.
作者简介：钱学胜（1987—），男，高级研究员，研究方向为社会计算与数字技术的泛化应用，E-mail：
qianxuesheng@fudan.edu.cn。
Framework and Application of the Integration of Serious Games and Popularization of Science Learning Goals // QIAN Xuesheng， XU Renbin
First-Author"s Address Smart city research center of Fudan University， E-mail：
Qianxuesheng@fudan.edu.cn
Abstract At present， the game has become an indispensable part of social and cultural life. Meanwhile， the positive effects of games in improving learning efficiency and changing personal behavior are also being found and verified. It has become an important choice to actively embrace online games and give full play to the positive value of games in popularization of science. Based on the Bloom"s Taxonomy of Learning Domains， this paper organizes the game mechanism of serious games and popularization of science applications into six domains：
remember， understand， apply， analyze， evaluate and create. Taking the science game "Bird Jigsaw"， which is jointly developed by Shanghai Science and Technology Museum and BOKE Technology Co.， Ltd.， as an example， this paper makes a concrete explanation of the above integration framework and puts forward suggestions and expectations for the future research and practice of serious games based on the current situation of "Game +".
Keywords serious games， science games， game+， game design and practice
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