张露，尚俊杰

(北京大学教育学院学习科学实验室，北京)

[摘要]文章旨在以学习体验为视角，建构游戏化学习体验的理论框架。运用文献研究法，系统地梳理了强调学习体验的三种学习实践理论的核心内容，通过理论要素的推演与归纳，清晰地界定了学习体验的分类，即基于情境的认知体验、基于协作的社会性体验、基于动机的主体性体验。基于心理学、认知科学、教育学等领域的理论，描述了游戏化学习体验的内容与特征。学习者能够在认知真实性的游戏环境中获得隐性知识，体验具身认知;游戏元素及反馈机制能够激发学习动机并辅助元认知过程;教师指导与学习者间的合作是基于协作的社会性体验的重要内容。同时，文章结合理论系统地阐述了游戏化学习体验促进认知和主体性发展的原理。

[关键词]教育游戏;游戏化学习;学习体验;学习理论;认知理论

近年来，随着模拟仿真等游戏技术的快速发展，游戏化学习备受 　　本文通过分析真实学习环境理论、体验学习理论和生成性学习理论的核心特征，并参考班杜拉社会认知理论的主体性视角[7]，归纳总结了学习环境中的学习体验类型，即基于情境的认知体验、基于协作的社会性体验和基于动机的主体性体验。本研究希望通过系统地梳理与游戏化学习相关的学习理论与认知理论，建构游戏化学习体验框架，描述游戏化学习体验的内容与特征，并基于理论阐释游戏化学习促进认知和主体性发展的原理。

(一)真实学习环境理论

　　真实学习是一种将学习任务置于真实世界情境中的教学方法，它源于情境认知理论、合法的边缘性参与理论。基于技术的真实学习环境包含九大特征：真实情境、真实任务、接触到专家的表现和过程模型、多元角色和视角、知识的协同性、反思、清晰表达、教练和支持、真实性评定[8]。真实学习环境理论强调创造实例化的学习事件，提供呈现知识应用方式的情境。学习者之外的专家也可以参与进来，借助知识协作，学习者可以从多维的视角进行探究。同时，学习过程中的反思与表达是至关重要的，应给予学生一定的辅导和帮助，并为其提供展示的机会。相较于真实环境的逼真状态，真实学习理论强调认知的真实性。这种真实性可以通过让学生在执行复杂任务的过程中获得，利用真实任务鼓励和支持学习者沉浸到学习中[9]。

真实学习环境理论的核心有以下三点：(1)认知性真实的学习环境、学习任务与评定。学生在一定的情境中体验参与过程并获得知识体验，学习环境的认知真实性有助于学习迁移的发生。(2)学习环境中的指导与协作。真实学习环境理论强调了教学的支持性作用，学生在学习过程中需要通过与专家、教师和同伴的互动获得一定的支持。(3)学习过程中的参与、反思与表达。在真实学习环境中，学生拥有更多的自主选择机会，可以选择不同的视角进行问题的探究。真实学习理论对于反思与表达的 　　体验学习的核心特征如下[10]：(1)学习被视作一种过程，而不是结果。体验学习对于学习过程的强调是体验学习理论区别于其他的行为主义学习理论的核心。体验学习理论认为，学习过程中的体验塑造了思维，思维是动态变化的，概念通过经验而得以形成和调整。(2)学习是以经验为基础的持续过程。知识在学习者的体验中获得和检验。当学习过程以阐明学习者的知识和理论开始，检验和验证它们，然后再将新知识整合到学习者的知识系统中，学习过程会得以促进。(3)学习是人与环境之间的交互过程。传统的教育过程认为，学习是个体的内化的过程，知识主要源自书本、教师和课堂。在体验学习理论中，个体和环境的交互作用可以通过体验的双重含义进行表达，一种是主观的、个人的体验，指的是人的内部状态，如愉悦的体验;另一种是客观的、环境的，如陈述“他有20年的工作经验”。任何的体验都是这两方面相互作用的结果。

体验学习的核心观念对教育技术的设计与开发有着重要的理论参考价值。教育技术领域对体验学习有两种形式的理解：一种认为体验学习是真实生活的直接体验;另一种认为体验学习是依据特定的学习主题，对各种任务、交流和活动进行模拟体验[9]。

(三)生成性学习理论

　　MerlinC.Wittrock是美国著名的教育心理学家，基于在中小学的实验研究，他逐渐发现仅依靠外界的强化并不能最终决定学生学习的结果，每个学生已有的知识经验直接影响着学习[11]。年，他正式提出了生成性学习理论。

　　Wittrock的生成学习模型包含了四个主要的过程步骤：学习过程;动机过程;知识与先前形成的概念;知识生成的过程[12]。在这个模型中，理解来源于生成概念之间的关系以及先前知识与新知识的关联，理解性的教学应帮助学习者建立两种类型的联系。主动的生成过程与简单的存储信息不同[13]。

基于HyeonWooLee等人关于生成性学习的综述[11]，笔者总结了生成性学习的核心特征：(1)生成性学习理论强调了学习主体的态度、兴趣、爱好和认知策略对环境中的感觉信息产生选择性注意;当学习者将成功归因于自己在知识生成方面所做出的努力时，兴趣才能被提升。同时，当学习者积极参与到学习的过程中时，记忆等认知能力都会得到改善。(2)在生成性学习理论中，学习过程是学习主体的原有认知结构与从环境中获得的感觉信息的相互作用，新的信息需要与学习者已有的体验建立联系，纳入学习主体已有的模式并获得具体的意义，学习才能发生。(3)生成性学习理论同时强调了教师和学习者的中心位置，教师需要采用一定的教学技巧;学习者在知识生成的过程中积极思考并使用学习策略，同时以元认知的方式来自我调节学习过程。

(四)学习实践理论的比较分析

基于以上三种学习理论，可以总结三点重要内容。首先，真实学习环境理论、体验学习理论和生成性学习理论都强调了学习情境中的知识建构过程，学习在学习者与环境的交互过程中发生，学习情境应为学习者提供认知真实性的任务，并提供检验知识和进行过程性评价的情境。其次，真实学习环境理论和生成性学习理论既突出了学习者的中心位置，强调了教师在学习过程中的指导性作用，真实学习环境理论还 　　体感技术和可穿戴设备逐渐应用于教育游戏和游戏化学习环境的设计中，拓展了身体获得感官体验的渠道，这些技术的应用丰富了教育游戏的交互体验，使游戏化学习环境中的认知体验具有了更多具身认知的内容。游戏化学习环境不但为具身学习提供了获得认知体验的情境，游戏化元素的设置也增强了学生的沉浸感。有研究证明，游戏化的具身认知体验能够帮助儿童学习分数知识并提高学习动机[21]。

3.认知真实性

虽然真实学习理论、体验学习理论和生成性学习理论都强调了为学习者提供知识生成的学习环境，但游戏化学习环境并不强调学习环境的物理真实性，其认知真实性的特征为基于技术的学习创造了无限可能。认知真实性是区别于物理真实性的概念，不强调学习环境与实践环境的物理一致性，而强调特定学习环境中认知过程与实践过程的真实性。认知真实性是衡量学习环境所提供的知识体验质量的重要标准，有助于学习迁移的发生。多项研究发现，如果计算机游戏与外部任务具有类似的认知过程，那么学习的近迁移或远迁移就会发生[22]。依据认知真实性的特征，教育游戏可以有以下的类型：(1)练习型教育游戏。这类教育游戏提供练习的情境，强调对学习者已经获得的认知成果进行练习强化。(2)认知模拟型教育游戏。这类游戏围绕着特定的知识与能力进行设计，为学习者提供生成与建构知识的情境，强调对认知过程的辅助。(3)虚拟仿真型教育游戏。从早期的计算机辅助教学开始，仿真和游戏就被用以支持体验式学习，以促进高水平的认知学习[23]。这类游戏专注于为学习者提供沉浸式的情境模拟环境、创造“身临其境”的感觉，学生在虚拟世界中探索、观察并验证假设，实现“做中学”。同时，这类游戏也适用于需要进行空间模拟的学习活动。当学习者需要重复实践性任务，且这种任务是在现实生活中无法实现或难以重复的时候，如用模拟器练习飞机的起飞医院场景中练习开药方，这类沉浸式模拟环境是有效的[24]。

(二)基于协作的社会性体验

1.游戏化学习中的教师指导

真实学习理论和生成性学习理论在 　　多媒体认知理论的提出者RichardE.Mayer在其分析教育游戏的专著ComputerGamesforLearning：AnEvidence-basedApproach中总结了游戏的指导原则(CoachingPrincipleforGames)，认为游戏中在线的即时建议与解释对学习者的学习效果有所帮助[25]。由于游戏带给游戏者感官刺激，在参与游戏的活动中，指导性体验是必要的，如果学习者在游戏活动的情境中能够得到合适的建议和解释，他们更容易聚焦于游戏的知识内容[25]。

2.学习者间的合作与协作

游戏化的虚拟环境提供了进行协作和获得参与式体验的环境，学习者之间的协作也是游戏化学习体验的重要内容[24]。大多数大型模拟游戏都为学习者提供了个体与社区间进行协作的支持。例如：在美国陆军创建的沉浸式仿真游戏America’sArmy中，玩家要遵守参与规则，并在多人协作、应对挑战的体验过程中成长[24]。在虚拟仿真游戏中，参与者可以选择不同的角色，游戏化身可以与生活角色有很大不同，这让学习者可以不受实际生活中的身份限制进行游戏体验。因此，游戏中身份的转化为学习者提供了更多参与协作的机会，学习者也可以通过身份的选择进行不同视角的协作体验。

　　许多虚拟沉浸式游戏还为玩家提供了更多的社交机会，虚拟世界内的沟通机制包括私信、群聊等，学习者也可以使用游戏以外的沟通渠道，如博客、聊天工具等[24]。借助这些支持工具，学习者可以获得更多的与人讨论、合作的机会，进而获得更多的社会性体验。

　　(三)基于动机的主体性体验

1.意愿与动机

生成性学习理论认为，学习者的意愿、动机以及所采用的策略会影响新知识与先前知识建立联系的过程。Wittrock认为，兴趣和归因是动机过程中的两个基本组成部分[11]。真实学习理论和体验学习理论也强调了学习者应对学习过程有积极地参与。研究显示，内部动机有助于增加学习者在多媒体学习过程中的认知投入，虽然外部动机因素，如多媒体的设计特征，提供了学习者接触学习材料最初的诱因，但只有内容有趣、具有挑战性，才能激发内部动机[26]。

　　基于模拟的学习能巩固知识，促进知识迁移和其他技能的获得，因而会产生更强的学习动机[27]。Malone和Lepper认为，教学环境应有效地激发学习者的内在动机，他们认为四大因素影响了学习者的内在动机：挑战、好奇、控制、幻想[28]。首先，游戏中的学习体验充满了可选择性的挑战，游戏中的目标是较为清晰的，学习者可以根据自身能力选择难度不同的学习目标。在游戏中，学习者可以得到即时反馈，积极的反馈、目标的达成都会促进学习者自信感的获得。基于游戏的学习体验激发了学习者的好奇心，游戏环境的视听效果激发了感官好奇，学习内容的有趣性也会激发学习者的认知好奇。在反馈性的学习环境中，学习者不断地进行选择，并获得对学习的控制感。通过不断满足学习者的情感需要与认知需要，环境中的幻想因素也会对内在动机的激发有促进作用。而学习者较强的学习动机能够促进积极的元认知参与，发展学习者的自我调节能力[29]。游戏也为学习者提供了技术支持的合作学习环境，研究证明，计算机支持的合作学习中，学生有更强的动机进行问题探究[30]。

　　Keller在年提出了ARCS(注意、相关、自信和满意动机)动机模型。年，Keller在此基础上提出新的理论模型——MVP(动机、意志和绩效)模型[31]。MVP模型的内容包括通过特定的设计以提高学习者的意志，建议将情绪控制作为提高意志的策略之一，但没有提供改善情绪控制的具体策略[31]。生成性学习理论也强调了意志在学习过程中的促进作用。游戏的最高层次和最有意义的价值在于游戏精神[2]。游戏中，学习者获得了更多的选择与决策的自由，并可以依据主体的意愿不断地进行尝试。

　　2.元认知体验

元认知是学习者对认知特征的描述信息，是学习者监测学习过程、反思认知策略是否能够促进学习的过程[32]。真实学习理论认为，学习者应当就学习过程进行反思与表达，观察与反思是体验学习过程中的重要环节，生成性学习理论也 　　情绪是在特定境脉中认知、生理和动机的动态的相互作用中产生的，情绪、动机和认知之间的互动关系可以从“目标”的视角进行理解。首先，优化学业情绪可以优化动机并最终优化学习和绩效，情绪可以引发个人目标的中止和顺序调整;同时，目标的追求状态也会影响情绪，如掌控目标的取向能够引发积极的情绪并维持动机，而回避目标的取向则会导致消极的情绪和不良动机[31]。

　　恐惧和压力引发的情绪可直接影响记忆，并已得到脑科学研究的证实。负性情绪(如恐惧和压力)对学习和记忆的影响程度主要是由杏仁核、海马和应激激素调节的，负性情绪会引发心率增加、出汗、肾上腺水平上升等身体反应[36]。神经科学研究表明，情绪激昂的体验能够引发更强的记忆，如让被试对照片的愉悦程度进行评价，然后要求参与者回忆画面中的内容，结果显示，被判定为愉快或不愉快的图像回忆表现更好，这表明了情绪在记忆编码和提取过程中的重要性[47]。Ashcraft和Kirk研究了焦虑对于工作记忆的影响，对数学有高度焦虑的人的工作记忆容量降低，进而导致反应时间和错误的显著增加[26]。

也有研究者对教育游戏改善学习者的主体情绪体验的功能进行了探究。脑机交互设备(BCI：Brain-ComputerInterface)能够实时地捕捉人的情绪，可以被用于数学焦虑的训练。一项采用了短期纵向研究设计的研究证明，使用整合了BCI技术的数学教育游戏可以降低学习者的数学焦虑[48]。该数学游戏显示了BCI设备(EmotiveEPOC)所提供的实时的可视化神经反馈，提示学习者自身的情绪状态，将数学游戏与BCI设备整合可以有效地对数学焦虑进行监控。

2.自我效能感

人们为了实现特定目标而采取行动的可能性很大程度上取决于他们是否相信自己能够实现理想的效果，基于自我效能感，人们会决定承担的挑战、为之付出的努力，在困难和失败面前的坚持，以及在失败中堕落还是以之为努力的动力[7]。自我效能感在自我管理中起到核心作用，能够影响人们以积极还是消极的方式思考，强烈的自我效能感能够减少人们在压力面前的脆弱感，降低失望感，增强对抗逆境的坚韧，也影响了人们对活动和环境的选择[7]。

　　根据建构主义理论，一个人的情感状态会影响其处理新资料的方式，当焦虑降低时，兴趣会随之提升，这种动机帮助学习者在虚拟学习环境中获得自我效能感[26]。游戏提高学习者的自我效能感的首要机制是游戏中的反馈机制。反馈使任务处理的结果变得可视，尤其在犯错或遇到困难时，反馈的信息有助于学习者成功完成任务[49]。提高学习者的自我效能感也是形成性评估反馈的主要特征，这类反馈能够对学生的错误给出具体的评论与建议，强调学生能够通过努力获得提高[50]。游戏中的反馈不但为学习者反馈了与任务表现有关的信息，同时还能暗示学习者与目标之间的差距。自我效能感除了对绩效表现有积极的影响外，还与更好的健康状况、自我发展和更高的社会融入相关[26]。

3.马斯洛的需求层次理论

马斯洛在《动机与人格》一书中系统地阐述了需求层次理论，他认为人的需求像阶梯一样从低到高，分别为生理需要、安全需要、爱与归属的需要、尊重需要和自我实现的需要。生理的需要是人类最基本、最原始的需要，如获得食物;安全需要包括人对人身安全、生活稳定的需要，对体制、秩序、界限的需要;爱与归属的需要也称为社交的需要，是指个人渴望得到亲朋好友的关怀、爱护、理解;自尊的需要是一种对自尊、自重和来自他人的尊重的需要和欲望，它包括面对世界时的自信、独立和自由等欲望，也包括对于名誉的欲望，自尊需要的满足让人获得自信;自我实现的需要是一个人对于自我发挥和自我完善的欲望，使自身的潜力得以实现的倾向[51]。

　　在游戏中，儿童可以获得一种与现实身份完全不同的虚拟身份。游戏中的即时反馈为儿童的不断尝试提供了支持，反馈结果激发了儿童的自我意识，满足了儿童的心理需求。同时，游戏化学习可以给予儿童参与协作的机会，游戏成果的可视化也可以让儿童获得更多的社会性认可。良好的激励机制也不断激发儿童进行自我完善，向同伴展示自己的能力。

4.社会认知理论的主体性视角

对自然以及生活质量进行控制是人性的根本[7]。年，社会认知理论的提出者班杜拉(AlbertBandura)教授发表了一篇名为SocialCognitiveTheory:AnAgenticPerspective的文章，详细地阐述了主体性视角及其核心特征[7]。他强调，虽然认知因素能够预测人的认知行为，但认知活动并不是简单的概念模型的加工，行为的发生需要基于人的信念、目标、渴望与期待;从塑造大脑功能发展的角度看，并不单单是刺激的暴露影响了大脑的发展，主体的探索、操控、影响环境的行为是最重要的[7]。在充满挑战的复杂环境中，人们需要对自己的能力做出判断，预估事件的影响以及行动的过程，并相应地管理他们的行为[7]。因此，前瞻性、生成性的反思能力对于人类的生存和发展都是至关重要的。

　　人类主体性包括四大核心特征[7]：(1)意向，意向植根于能够对未来行动产生影响的自我动机，是对未来将要采取行动的过程的呈现;(2)前瞻，前瞻为个人生活赋予了价值与方向，通过前瞻，人们为自己设定目标，预测未来行动的结果，选择目标实现的路径，激励自己并指导自己的行动;(3)自我反应，一个主体不但要成为计划者和前瞻者，有做选择和计划的能力，也要成为激励者和自我调控者，塑造行动过程、激励和管理执行过程;(4)个人反思，反思自己的元认知能力以及思维与行动的恰当性是人类主体性的另一鲜明特征。通过反思性的自我觉知(ReflectiveSelf-consciousness)，人们评估自己的动机、价值，以及生活追求的意义。

设计精良的教育游戏可以通过剧情和奖励机制激发人的自我意识，让学习者在特定的学习情境中设定自己的意向，并为此做出规划，结合游戏的反馈在学习的过程中不断进行自我反思，逐步达成目标。

本研究基于三大强调学习体验的学习实践理论的核心要素的分析，归纳总结了学习体验的三种类型，即基于情境的认知体验、基于协作的社会性体验和基于动机的主体性体验。基于情境的认知体验强调，游戏化环境为学习者提供了认知真实性的学习情境，学习者可以在情境中获得隐性知识，进行具身认知，甚至在学习过程中实现心流状态。基于协作的社会性体验