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張 露， 尚俊杰

(北京大學(xué) 教育學(xué)院 學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100871)

近年來，隨著模擬仿真等游戲技術(shù)的快速發(fā)展，游戲化學(xué)習(xí)備受關(guān)注，寓教于樂的教學(xué)理念也逐漸得到認(rèn)可，游戲化學(xué)習(xí)與學(xué)校教育進(jìn)行整合成為其發(fā)展趨勢。雖然教育游戲?qū)τ诩ぐl(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)^[1-2]、發(fā)展認(rèn)知能力^[3]、促進(jìn)學(xué)習(xí)參與^[4-5]，以及培養(yǎng)學(xué)生21世紀(jì)所需的高階能力^[6]等功能得到了眾多研究的證明。但是支持教育游戲以及游戲化學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)尚未得到系統(tǒng)的梳理。

　　本文通過分析真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論、體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論和生成性學(xué)習(xí)理論的核心特征，并參考班杜拉社會(huì)認(rèn)知理論的主體性視角^[7]，歸納總結(jié)了學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)類型，即基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)、基于協(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)和基于動(dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)。本研究希望通過系統(tǒng)地梳理與游戲化學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)習(xí)理論與認(rèn)知理論，建構(gòu)游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)框架，描述游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的內(nèi)容與特征，并基于理論闡釋游戲化學(xué)習(xí)促進(jìn)認(rèn)知和主體性發(fā)展的原理。

(一)真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論

　　真實(shí)學(xué)習(xí)是一種將學(xué)習(xí)任務(wù)置于真實(shí)世界情境中的教學(xué)方法，它源于情境認(rèn)知理論、合法的邊緣性參與理論。基于技術(shù)的真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境包含九大特征：真實(shí)情境、真實(shí)任務(wù)、接觸到專家的表現(xiàn)和過程模型、多元角色和視角、知識的協(xié)同性、反思、清晰表達(dá)、教練和支持、真實(shí)性評定[8]。真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造實(shí)例化的學(xué)習(xí)事件，提供呈現(xiàn)知識應(yīng)用方式的情境。學(xué)習(xí)者之外的專家也可以參與進(jìn)來，借助知識協(xié)作，學(xué)習(xí)者可以從多維的視角進(jìn)行探究。同時(shí)，學(xué)習(xí)過程中的反思與表達(dá)是至關(guān)重要的，應(yīng)給予學(xué)生一定的輔導(dǎo)和幫助，并為其提供展示的機(jī)會(huì)。相較于真實(shí)環(huán)境的逼真狀態(tài)，真實(shí)學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知的真實(shí)性。這種真實(shí)性可以通過讓學(xué)生在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的過程中獲得，利用真實(shí)任務(wù)鼓勵(lì)和支持學(xué)習(xí)者沉浸到學(xué)習(xí)中^[9]。

真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論的核心有以下三點(diǎn)：(1)認(rèn)知性真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)任務(wù)與評定。學(xué)生在一定的情境中體驗(yàn)參與過程并獲得知識體驗(yàn)，學(xué)習(xí)環(huán)境的認(rèn)知真實(shí)性有助于學(xué)習(xí)遷移的發(fā)生。(2)學(xué)習(xí)環(huán)境中的指導(dǎo)與協(xié)作。真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論強(qiáng)調(diào)了教學(xué)的支持性作用，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要通過與專家、教師和同伴的互動(dòng)獲得一定的支持。(3)學(xué)習(xí)過程中的參與、反思與表達(dá)。在真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生擁有更多的自主選擇機(jī)會(huì)，可以選擇不同的視角進(jìn)行問題的探究。真實(shí)學(xué)習(xí)理論對于反思與表達(dá)的關(guān)注也體現(xiàn)了元認(rèn)知理論的相關(guān)內(nèi)容，即學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)當(dāng)不斷地對學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)方式進(jìn)行反思。

(二)體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論

1984年，Kolb結(jié)合了杜威、勒溫、皮亞杰的教育思想后，首次在其著作Experiential Learning: Experience as the Source of Learning and Development中提出了體驗(yàn)學(xué)習(xí)這一概念。Kolb提出了體驗(yàn)學(xué)習(xí)模型，每一個(gè)有效的體驗(yàn)學(xué)習(xí)情境都包含了四個(gè)要素：具體的經(jīng)驗(yàn)、觀察和反思、形成抽象的概念、在新情境中檢驗(yàn)。學(xué)習(xí)的起點(diǎn)或知識的獲取首先是人們的直接經(jīng)驗(yàn)或間接經(jīng)驗(yàn)，然后對獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思，這是對經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸類、條理化和復(fù)制的過程，反思也是體驗(yàn)學(xué)習(xí)的核心要素^[9]。依據(jù)一定的知識背景，具有一定理論概括能力的人會(huì)對反思的結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)化和理論化的總結(jié)，進(jìn)而從經(jīng)驗(yàn)中形成自己的抽象概念;最后，“在新情境中檢驗(yàn)”這一階段也是對知識的應(yīng)用和鞏固，如果在這一階段發(fā)現(xiàn)有新的問題，會(huì)促使學(xué)習(xí)者進(jìn)行下一個(gè)學(xué)習(xí)循環(huán)^[9]。

　　體驗(yàn)學(xué)習(xí)的核心特征如下^[10]：(1)學(xué)習(xí)被視作一種過程，而不是結(jié)果。體驗(yàn)學(xué)習(xí)對于學(xué)習(xí)過程的強(qiáng)調(diào)是體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論區(qū)別于其他的行為主義學(xué)習(xí)理論的核心。體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)塑造了思維，思維是動(dòng)態(tài)變化的，概念通過經(jīng)驗(yàn)而得以形成和調(diào)整。(2)學(xué)習(xí)是以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的持續(xù)過程。知識在學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)中獲得和檢驗(yàn)。當(dāng)學(xué)習(xí)過程以闡明學(xué)習(xí)者的知識和理論開始，檢驗(yàn)和驗(yàn)證它們，然后再將新知識整合到學(xué)習(xí)者的知識系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)過程會(huì)得以促進(jìn)。(3)學(xué)習(xí)是人與環(huán)境之間的交互過程。傳統(tǒng)的教育過程認(rèn)為，學(xué)習(xí)是個(gè)體的內(nèi)化的過程，知識主要源自書本、教師和課堂。在體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論中，個(gè)體和環(huán)境的交互作用可以通過體驗(yàn)的雙重含義進(jìn)行表達(dá)，一種是主觀的、個(gè)人的體驗(yàn)，指的是人的內(nèi)部狀態(tài)，如愉悅的體驗(yàn);另一種是客觀的、環(huán)境的，如陳述“他有20年的工作經(jīng)驗(yàn)”。任何的體驗(yàn)都是這兩方面相互作用的結(jié)果。

體驗(yàn)學(xué)習(xí)的核心觀念對教育技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)有著重要的理論參考價(jià)值。教育技術(shù)領(lǐng)域?qū)w驗(yàn)學(xué)習(xí)有兩種形式的理解：一種認(rèn)為體驗(yàn)學(xué)習(xí)是真實(shí)生活的直接體驗(yàn);另一種認(rèn)為體驗(yàn)學(xué)習(xí)是依據(jù)特定的學(xué)習(xí)主題，對各種任務(wù)、交流和活動(dòng)進(jìn)行模擬體驗(yàn)^[9]。

(三)生成性學(xué)習(xí)理論

　　Merlin C. Wittrock是美國著名的教育心理學(xué)家，基于在中小學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，他逐漸發(fā)現(xiàn)僅依靠外界的強(qiáng)化并不能最終決定學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，每個(gè)學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)直接影響著學(xué)習(xí)^[11]。1974年，他正式提出了生成性學(xué)習(xí)理論。

　　Wittrock的生成學(xué)習(xí)模型包含了四個(gè)主要的過程步驟：學(xué)習(xí)過程;動(dòng)機(jī)過程;知識與先前形成的概念;知識生成的過程^[12]。在這個(gè)模型中，理解來源于生成概念之間的關(guān)系以及先前知識與新知識的關(guān)聯(lián)，理解性的教學(xué)應(yīng)幫助學(xué)習(xí)者建立兩種類型的聯(lián)系。主動(dòng)的生成過程與簡單的存儲信息不同^[13]。

基于Hyeon Woo Lee等人關(guān)于生成性學(xué)習(xí)的綜述^[11]，筆者總結(jié)了生成性學(xué)習(xí)的核心特征：(1)生成性學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)主體的態(tài)度、興趣、愛好和認(rèn)知策略對環(huán)境中的感覺信息產(chǎn)生選擇性注意;當(dāng)學(xué)習(xí)者將成功歸因于自己在知識生成方面所做出的努力時(shí)，興趣才能被提升。同時(shí)，當(dāng)學(xué)習(xí)者積極參與到學(xué)習(xí)的過程中時(shí)，記憶等認(rèn)知能力都會(huì)得到改善。(2)在生成性學(xué)習(xí)理論中，學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)主體的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與從環(huán)境中獲得的感覺信息的相互作用，新的信息需要與學(xué)習(xí)者已有的體驗(yàn)建立聯(lián)系，納入學(xué)習(xí)主體已有的模式并獲得具體的意義，學(xué)習(xí)才能發(fā)生。(3)生成性學(xué)習(xí)理論同時(shí)強(qiáng)調(diào)了教師和學(xué)習(xí)者的中心位置，教師需要采用一定的教學(xué)技巧;學(xué)習(xí)者在知識生成的過程中積極思考并使用學(xué)習(xí)策略，同時(shí)以元認(rèn)知的方式來自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過程。

(四)學(xué)習(xí)實(shí)踐理論的比較分析

基于以上三種學(xué)習(xí)理論，可以總結(jié)三點(diǎn)重要內(nèi)容。首先，真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論、體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論和生成性學(xué)習(xí)理論都強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)情境中的知識建構(gòu)過程，學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)者與環(huán)境的交互過程中發(fā)生，學(xué)習(xí)情境應(yīng)為學(xué)習(xí)者提供認(rèn)知真實(shí)性的任務(wù)，并提供檢驗(yàn)知識和進(jìn)行過程性評價(jià)的情境。其次，真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論和生成性學(xué)習(xí)理論既突出了學(xué)習(xí)者的中心位置，強(qiáng)調(diào)了教師在學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)性作用，真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論還關(guān)注了學(xué)習(xí)過程中的協(xié)作。同時(shí)，三種學(xué)習(xí)理論都強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主體性作用，關(guān)注了學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知能力。生成性學(xué)習(xí)理論還強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)者主觀的興趣、態(tài)度、動(dòng)機(jī)等因素。因此，依據(jù)對這三大學(xué)習(xí)實(shí)踐理論核心要素的分析，歸納了學(xué)習(xí)體驗(yàn)的三種類型，即基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)、基于協(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)和基于動(dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)，如圖1所示。

圖1 學(xué)習(xí)體驗(yàn)類型的歸納過程

在游戲化的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以基于電子類教育游戲或者游戲性的學(xué)習(xí)活動(dòng)獲得學(xué)習(xí)體驗(yàn)。概括來講，基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)指的是游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)習(xí)者提供了認(rèn)知真實(shí)性的學(xué)習(xí)情境，基于學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲設(shè)計(jì)幫助學(xué)習(xí)者獲得更加科學(xué)有效的認(rèn)知體驗(yàn)?；趨f(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)指的是在游戲情境中，學(xué)習(xí)者需要獲得指導(dǎo)性信息以及與同伴開展協(xié)作?；趧?dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)在學(xué)習(xí)過程中的重要作用，同時(shí)游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)行元認(rèn)知反思。游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的三種類型相互聯(lián)系、相互作用，共同構(gòu)成了游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的主要內(nèi)容。

以上內(nèi)容介紹了游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)類型的生成過程，下文將借助理論分析游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的內(nèi)容與特征。概括來講，在基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)范疇中，游戲化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供認(rèn)知真實(shí)性的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)者能夠在知識的探索與實(shí)踐過程中獲得更多的隱性知識，并有機(jī)會(huì)獲得具身認(rèn)知體驗(yàn)。隱性知識的情境性以及具身認(rèn)知理論對情境的重視，與真實(shí)學(xué)習(xí)理論、體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論、生成性學(xué)習(xí)理論對學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)過程的強(qiáng)調(diào)相一致;而虛擬游戲的認(rèn)知真實(shí)性則架起了溝通物理真實(shí)性的學(xué)習(xí)環(huán)境與抽象知識學(xué)習(xí)的橋梁。游戲中的教師指導(dǎo)或指導(dǎo)性信息以及學(xué)習(xí)者之間的合作與協(xié)作是社會(huì)性體驗(yàn)的重要內(nèi)容，這回應(yīng)了真實(shí)學(xué)習(xí)理論和生成性學(xué)習(xí)理論對教師和學(xué)習(xí)者的中心位置的關(guān)照。動(dòng)機(jī)激發(fā)與元認(rèn)知體驗(yàn)則是主體性體驗(yàn)的主要內(nèi)容，對學(xué)生主體性體驗(yàn)的關(guān)注也是三種學(xué)習(xí)實(shí)踐理論的重要特征。

(一)基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)

1. 顯性知識與隱性知識

波蘭尼(Michael Polanyi)在其著作《個(gè)人知識》中提出了隱性知識的概念，波蘭尼認(rèn)為人類的知識有兩類，一類是顯性知識，即以書面文字、地圖和數(shù)學(xué)公式能夠加以表述的知識，另一類是在做某事的行動(dòng)中所擁有的未被表達(dá)的知識，稱作隱性知識^[14]。黃榮懷和鄭蘭琴在《隱性知識論》一書中，分析了隱性知識的特征，隱性知識的特征有：(1)難以表述;(2)個(gè)體性，隱性知識存在于個(gè)人的頭腦中;(3)非理性，隱性知識是通過人們的身體感官和直覺獲得的，不是通過邏輯推理獲得的;(4)情境性，隱性知識總是與特定的情境緊密相連，它依托于特定情境存在，和特定任務(wù)與情境有關(guān);(5)文化性，隱性知識與文化中的概念、符號和知識體系有關(guān)，比顯性知識具有更多的文化特征;(6)偶然性和隨意性，隱性知識的獲得較為偶然，比顯性知識的獲得要困難;(7)相對性，隱性知識可以轉(zhuǎn)化為顯性知識，一個(gè)人的隱性知識可以是另一個(gè)人的顯性知識^[15]。依據(jù)此理論，隱性知識的獲得依賴于特定的學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)過程，這與真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境理論對情境、任務(wù)的強(qiáng)調(diào)一脈相承。

教育游戲?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供了獲得隱性知識的實(shí)踐情境，并激發(fā)學(xué)習(xí)者在知識體驗(yàn)過程中的情感投入。隱性知識是實(shí)踐的知識，行動(dòng)的知識^[14]。相較于可以通過語言進(jìn)行傳遞的顯性知識，隱性知識更加依賴于特定的情境與任務(wù)，其獲得的過程更加突出了實(shí)踐者的參與過程。游戲可以基于特定的教育目的創(chuàng)建情境，提供給學(xué)習(xí)者獲得具體經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)者通過不斷地觀察與反思形成抽象的概念，在游戲參與過程中體驗(yàn)知識生成的過程，進(jìn)而獲得隱性知識。同時(shí)，波蘭尼的隱性知識理論強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知者的主體作用，重視了人的身體化活動(dòng)，認(rèn)為人的情感、信念也會(huì)決定個(gè)人的認(rèn)知操作方式^[14]。

2. 具身認(rèn)知

萊考夫(G. Lakoff)和約翰遜(M. Johnson)對認(rèn)知科學(xué)的范式進(jìn)行區(qū)分，對其發(fā)展階段進(jìn)行定義，分別為“離身認(rèn)知科學(xué)”(First-generation Cognitive Sciences)和“具身認(rèn)知科學(xué)”(Embodied Cognitive Sciences)^[16]。第一代認(rèn)知科學(xué)認(rèn)為，大腦皮層抽象推理的功能獨(dú)立于人的身體;第二代認(rèn)知科學(xué)以精神和身體、思維和行為、理性和感覺之間緊密的交互為特征，尤其重視“身體”本身在認(rèn)知科學(xué)研究中的重要地位^[17]。第二代認(rèn)知科學(xué)倡導(dǎo)“具身的”(Embodied)、“情境的”(Situated)、“發(fā)展的”(Developmental)和“動(dòng)力學(xué)的”(Dynamic)的觀念。20世紀(jì)80年代一來，“具身”已成為認(rèn)知科學(xué)眾多領(lǐng)域中的重要概念，“具身化”得到了哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域的關(guān)注，來自腦科學(xué)領(lǐng)域的“鏡像神經(jīng)元”的發(fā)現(xiàn)也為具身認(rèn)知提供了重要證據(jù)。

法國身體現(xiàn)象學(xué)的代表人物梅洛·龐蒂(Merleau-Ponty)在《知覺現(xiàn)象學(xué)》一書中提出了具身哲學(xué)的思想。從知覺現(xiàn)象學(xué)的角度，身體的知覺是行為產(chǎn)生的基礎(chǔ)，我們關(guān)于世界的認(rèn)識是通過身體這一中介實(shí)現(xiàn)的，頭腦、身體與所處的世界是不可分離的，強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知、身體與環(huán)境的動(dòng)態(tài)統(tǒng)一^[18]。具身學(xué)習(xí)將人看作是一個(gè)能夠感知、進(jìn)行感知、有行動(dòng)能思考的整體，能夠了解我們自己以及周圍的世界，而不是一種抽象的物體或是工具^[19]。Wilson歸納總結(jié)了具身認(rèn)知領(lǐng)域的六大觀點(diǎn)：(1)認(rèn)知是基于情境的，認(rèn)知活動(dòng)在真實(shí)情境中發(fā)生，包含了感知與行動(dòng);(2)認(rèn)知是具有時(shí)間壓力的，認(rèn)知活動(dòng)涉及與環(huán)境交互的壓力;(3)我們將認(rèn)知工作內(nèi)置于環(huán)境中，由于我們的信息加工能力是有限的，應(yīng)當(dāng)開發(fā)環(huán)境以減少認(rèn)知負(fù)荷;(4)環(huán)境是認(rèn)知系統(tǒng)的一部分，心智與世界的信息流是密集的和持續(xù)的，單獨(dú)的心智并不能構(gòu)成重要的分析單元;(5)認(rèn)知是指導(dǎo)行為的，如感知與記憶的認(rèn)知機(jī)制需要最終引發(fā)合適的行為;(6)離線認(rèn)知是基于身體的，即使從環(huán)境中去耦(Decouple)，心智的活動(dòng)也是基于感覺加工和運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)制^[20]。生成性學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識的獲得是對環(huán)境中的信息進(jìn)行建構(gòu);從具身認(rèn)知理論的角度，知識的獲得是心智、身體與環(huán)境共同互動(dòng)的結(jié)果，身體的感知覺功能是認(rèn)知發(fā)生的重要基礎(chǔ)。

　　體感技術(shù)和可穿戴設(shè)備逐漸應(yīng)用于教育游戲和游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)中，拓展了身體獲得感官體驗(yàn)的渠道，這些技術(shù)的應(yīng)用豐富了教育游戲的交互體驗(yàn)，使游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境中的認(rèn)知體驗(yàn)具有了更多具身認(rèn)知的內(nèi)容。游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境不但為具身學(xué)習(xí)提供了獲得認(rèn)知體驗(yàn)的情境，游戲化元素的設(shè)置也增強(qiáng)了學(xué)生的沉浸感。有研究證明，游戲化的具身認(rèn)知體驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷥和瘜W(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)知識并提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)^[21]。

3. 認(rèn)知真實(shí)性

雖然真實(shí)學(xué)習(xí)理論、體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論和生成性學(xué)習(xí)理論都強(qiáng)調(diào)了為學(xué)習(xí)者提供知識生成的學(xué)習(xí)環(huán)境，但游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境并不強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境的物理真實(shí)性，其認(rèn)知真實(shí)性的特征為基于技術(shù)的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了無限可能。認(rèn)知真實(shí)性是區(qū)別于物理真實(shí)性的概念，不強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境與實(shí)踐環(huán)境的物理一致性，而強(qiáng)調(diào)特定學(xué)習(xí)環(huán)境中認(rèn)知過程與實(shí)踐過程的真實(shí)性。認(rèn)知真實(shí)性是衡量學(xué)習(xí)環(huán)境所提供的知識體驗(yàn)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，有助于學(xué)習(xí)遷移的發(fā)生。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，如果計(jì)算機(jī)游戲與外部任務(wù)具有類似的認(rèn)知過程，那么學(xué)習(xí)的近遷移或遠(yuǎn)遷移就會(huì)發(fā)生^[22]。依據(jù)認(rèn)知真實(shí)性的特征，教育游戲可以有以下的類型：(1)練習(xí)型教育游戲。這類教育游戲提供練習(xí)的情境，強(qiáng)調(diào)對學(xué)習(xí)者已經(jīng)獲得的認(rèn)知成果進(jìn)行練習(xí)強(qiáng)化。(2)認(rèn)知模擬型教育游戲。這類游戲圍繞著特定的知識與能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，為學(xué)習(xí)者提供生成與建構(gòu)知識的情境，強(qiáng)調(diào)對認(rèn)知過程的輔助。(3)虛擬仿真型教育游戲。從早期的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)開始，仿真和游戲就被用以支持體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，以促進(jìn)高水平的認(rèn)知學(xué)習(xí)^[23]。這類游戲?qū)Ｗ⒂跒閷W(xué)習(xí)者提供沉浸式的情境模擬環(huán)境、創(chuàng)造“身臨其境”的感覺，學(xué)生在虛擬世界中探索、觀察并驗(yàn)證假設(shè)，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。同時(shí)，這類游戲也適用于需要進(jìn)行空間模擬的學(xué)習(xí)活動(dòng)。當(dāng)學(xué)習(xí)者需要重復(fù)實(shí)踐性任務(wù)，且這種任務(wù)是在現(xiàn)實(shí)生活中無法實(shí)現(xiàn)或難以重復(fù)的時(shí)候，如用模擬器練習(xí)飛機(jī)的起飛和降落或在模擬的醫(yī)院場景中練習(xí)開藥方，這類沉浸式模擬環(huán)境是有效的^[24]。

(二)基于協(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)

1. 游戲化學(xué)習(xí)中的教師指導(dǎo)

真實(shí)學(xué)習(xí)理論和生成性學(xué)習(xí)理論在關(guān)注學(xué)習(xí)者的中心地位的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)環(huán)境中教師或指導(dǎo)性信息在學(xué)習(xí)過程中的重要作用。游戲中通常用類似于人或動(dòng)物形象的卡通人物作為動(dòng)畫代理，并由這些動(dòng)畫代理傳遞指導(dǎo)信息來幫助玩家玩游戲，相關(guān)研究表明動(dòng)畫教學(xué)代理有助于遷移并提高學(xué)習(xí)興趣^[22]。區(qū)別于教師的正式教學(xué)，以動(dòng)畫形象進(jìn)行學(xué)習(xí)指導(dǎo)更容易讓學(xué)生接受。

　　多媒體認(rèn)知理論的提出者Richard E. Mayer在其分析教育游戲的專著Computer Games for Learning：An Evidence-based Approach中總結(jié)了游戲的指導(dǎo)原則(Coaching Principle for Games)，認(rèn)為游戲中在線的即時(shí)建議與解釋對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果有所幫助^[25]。由于游戲帶給游戲者感官刺激，在參與游戲的活動(dòng)中，指導(dǎo)性體驗(yàn)是必要的，如果學(xué)習(xí)者在游戲活動(dòng)的情境中能夠得到合適的建議和解釋，他們更容易聚焦于游戲的知識內(nèi)容^[25]。

2. 學(xué)習(xí)者間的合作與協(xié)作

游戲化的虛擬環(huán)境提供了進(jìn)行協(xié)作和獲得參與式體驗(yàn)的環(huán)境，學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作也是游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的重要內(nèi)容^[24]。大多數(shù)大型模擬游戲都為學(xué)習(xí)者提供了個(gè)體與社區(qū)間進(jìn)行協(xié)作的支持。例如：在美國陸軍創(chuàng)建的沉浸式仿真游戲America’s Army中，玩家要遵守參與規(guī)則，并在多人協(xié)作、應(yīng)對挑戰(zhàn)的體驗(yàn)過程中成長^[24]。在虛擬仿真游戲中，參與者可以選擇不同的角色，游戲化身可以與生活角色有很大不同，這讓學(xué)習(xí)者可以不受實(shí)際生活中的身份限制進(jìn)行游戲體驗(yàn)。因此，游戲中身份的轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者提供了更多參與協(xié)作的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)者也可以通過身份的選擇進(jìn)行不同視角的協(xié)作體驗(yàn)。

　　許多虛擬沉浸式游戲還為玩家提供了更多的社交機(jī)會(huì)，虛擬世界內(nèi)的溝通機(jī)制包括私信、群聊等，學(xué)習(xí)者也可以使用游戲以外的溝通渠道，如博客、聊天工具等[24]。借助這些支持工具，學(xué)習(xí)者可以獲得更多的與人討論、合作的機(jī)會(huì)，進(jìn)而獲得更多的社會(huì)性體驗(yàn)。

　　(三)基于動(dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)

1. 意愿與動(dòng)機(jī)

生成性學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的意愿、動(dòng)機(jī)以及所采用的策略會(huì)影響新知識與先前知識建立聯(lián)系的過程。Wittrock認(rèn)為，興趣和歸因是動(dòng)機(jī)過程中的兩個(gè)基本組成部分^[11]。真實(shí)學(xué)習(xí)理論和體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論也強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)者應(yīng)對學(xué)習(xí)過程有積極地參與。研究顯示，內(nèi)部動(dòng)機(jī)有助于增加學(xué)習(xí)者在多媒體學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知投入，雖然外部動(dòng)機(jī)因素，如多媒體的設(shè)計(jì)特征，提供了學(xué)習(xí)者接觸學(xué)習(xí)材料最初的誘因，但只有內(nèi)容有趣、具有挑戰(zhàn)性，才能激發(fā)內(nèi)部動(dòng)機(jī)^[26]。

　　基于模擬的學(xué)習(xí)能鞏固知識，促進(jìn)知識遷移和其他技能的獲得，因而會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)^[27]。Malone和Lepper認(rèn)為，教學(xué)環(huán)境應(yīng)有效地激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，他們認(rèn)為四大因素影響了學(xué)習(xí)者的內(nèi)在動(dòng)機(jī)：挑戰(zhàn)、好奇、控制、幻想^[28]。首先，游戲中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)充滿了可選擇性的挑戰(zhàn)，游戲中的目標(biāo)是較為清晰的，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身能力選擇難度不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在游戲中，學(xué)習(xí)者可以得到即時(shí)反饋，積極的反饋、目標(biāo)的達(dá)成都會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者自信感的獲得?；谟螒虻膶W(xué)習(xí)體驗(yàn)激發(fā)了學(xué)習(xí)者的好奇心，游戲環(huán)境的視聽效果激發(fā)了感官好奇，學(xué)習(xí)內(nèi)容的有趣性也會(huì)激發(fā)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知好奇。在反饋性的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者不斷地進(jìn)行選擇，并獲得對學(xué)習(xí)的控制感。通過不斷滿足學(xué)習(xí)者的情感需要與認(rèn)知需要，環(huán)境中的幻想因素也會(huì)對內(nèi)在動(dòng)機(jī)的激發(fā)有促進(jìn)作用。而學(xué)習(xí)者較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)能夠促進(jìn)積極的元認(rèn)知參與，發(fā)展學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)能力^[29]。游戲也為學(xué)習(xí)者提供了技術(shù)支持的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，研究證明，計(jì)算機(jī)支持的合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生有更強(qiáng)的動(dòng)機(jī)進(jìn)行問題探究^[30]。

　　Keller在1987年提出了ARCS(注意、相關(guān)、自信和滿意動(dòng)機(jī))動(dòng)機(jī)模型。2008年，Keller在此基礎(chǔ)上提出新的理論模型——MVP(動(dòng)機(jī)、意志和績效)模型^[31]。MVP模型的內(nèi)容包括通過特定的設(shè)計(jì)以提高學(xué)習(xí)者的意志，建議將情緒控制作為提高意志的策略之一，但沒有提供改善情緒控制的具體策略^[31]。生成性學(xué)習(xí)理論也強(qiáng)調(diào)了意志在學(xué)習(xí)過程中的促進(jìn)作用。游戲的最高層次和最有意義的價(jià)值在于游戲精神^[2]。游戲中，學(xué)習(xí)者獲得了更多的選擇與決策的自由，并可以依據(jù)主體的意愿不斷地進(jìn)行嘗試。

　　2. 元認(rèn)知體驗(yàn)

元認(rèn)知是學(xué)習(xí)者對認(rèn)知特征的描述信息，是學(xué)習(xí)者監(jiān)測學(xué)習(xí)過程、反思認(rèn)知策略是否能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)的過程^[32]。真實(shí)學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)就學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思與表達(dá)，觀察與反思是體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)，生成性學(xué)習(xí)理論也關(guān)注了學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)能力。作為一種沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，教育游戲中的元認(rèn)知元素的設(shè)計(jì)可以輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)行元認(rèn)知反思。

依據(jù)知識形式，元認(rèn)知有三種類型：(1)對陳述性知識的元認(rèn)知，其核心特征是學(xué)習(xí)者是否能夠?qū)㈥愂鲂灾R進(jìn)行語言陳述;(2)對過程性知識的元認(rèn)知，過程性知識包括解決任務(wù)的過程與行動(dòng)的信息，隨著學(xué)習(xí)者掌握了步驟，行為序列得以內(nèi)化，高度自動(dòng)化的過程成為隱性知識;(3)條件性知識意味著學(xué)習(xí)者知道陳述性知識和過程性知識與任務(wù)解決相關(guān)的時(shí)機(jī)和原因，境脈也會(huì)影響策略的使用、遷移以及認(rèn)知調(diào)節(jié)^[32]。基于設(shè)計(jì)的教育游戲可以通過輔助學(xué)習(xí)者設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)、制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、追蹤目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程、對錯(cuò)誤進(jìn)行診斷與反思，促進(jìn)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)。

上文運(yùn)用理論說明了游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)類型的內(nèi)容與特征，接下來我們借助理論來分析游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)對于認(rèn)知和主體性發(fā)展的促進(jìn)作用。

(一)游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)與認(rèn)知發(fā)展

1. 多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論

在雙重編碼理論和認(rèn)知負(fù)荷理論的基礎(chǔ)上，梅耶提出了多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論。雙重編碼理論認(rèn)為，記憶具有獨(dú)立的語言系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)，言語編碼和視覺編碼的連接可以強(qiáng)化記憶，視覺和言語信息的同時(shí)呈現(xiàn)有助于促進(jìn)記憶^[33]。認(rèn)知負(fù)荷是指所呈現(xiàn)信息的數(shù)量，以及這個(gè)數(shù)量與工作記憶的匹配程度，該領(lǐng)域描述了三種負(fù)荷：(1)內(nèi)在負(fù)荷，指的是內(nèi)容的本質(zhì)和復(fù)雜程度，根據(jù)學(xué)習(xí)者必須理解的教學(xué)內(nèi)容與其他教學(xué)內(nèi)容來定義;(2)外在負(fù)荷，可視為噪音，外在負(fù)荷增加了記憶負(fù)荷，是學(xué)習(xí)中的障礙;(3)關(guān)聯(lián)負(fù)荷，指設(shè)計(jì)者把內(nèi)容進(jìn)行歸類、排序，幫助學(xué)習(xí)者快速理解新信息的類比^[33]。梅耶認(rèn)為，多媒體呈現(xiàn)過程有兩個(gè)加工通道，如圖2所示，一個(gè)專門通過圖像加工非言語信息，另一個(gè)專門處理語言。當(dāng)信息通過兩個(gè)而不是僅僅一個(gè)通道進(jìn)行加工時(shí)，學(xué)習(xí)的效果更好，但工作記憶限制了每一個(gè)通道能夠處理信息的數(shù)量;視覺和言語表征的同時(shí)出現(xiàn)可提升工作記憶的容量^[23]。該理論也取決于學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)、過程中的選擇、監(jiān)測以及控制認(rèn)知加工的元認(rèn)知^[34]。

圖2 多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論^[34]

梅耶在分析教育游戲研究的專著Computer Games for Learning: An Evidence-based Approach中運(yùn)用了多媒體認(rèn)知理論分析了游戲中的認(rèn)知過程，認(rèn)為基于游戲的學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)者的認(rèn)知系統(tǒng)提出了三大要求：(1)外在加工，指與學(xué)習(xí)目標(biāo)無關(guān)的認(rèn)知過程，游戲中過于復(fù)雜的圖形或是令人眩暈的特效會(huì)增加外在加工;(2)必要加工，必要材料的復(fù)雜性引發(fā)了呈現(xiàn)必要信息的認(rèn)知過程，如游戲呈現(xiàn)了必要的知識原理;(3)生成加工，這是導(dǎo)致深度理解的認(rèn)知過程，這個(gè)過程由學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)引發(fā)，如在模擬游戲中，學(xué)習(xí)者扮演農(nóng)民進(jìn)行決策，生成加工過程是必要的^[25]。

2. 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)理論

作為學(xué)習(xí)科學(xué)的重要研究領(lǐng)域，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)促進(jìn)了人類對腦學(xué)習(xí)機(jī)制的探索研究?；谀X科學(xué)的研究發(fā)展了認(rèn)知理論，也為游戲化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與研究提供了重要支持。首先，近年來隨著腦研究技術(shù)的進(jìn)步，研究者梳理了認(rèn)知與學(xué)習(xí)行為的關(guān)系框架(基因?qū)?、神?jīng)層、認(rèn)知層、行為層)，一系列認(rèn)知能力的發(fā)展是學(xué)習(xí)行為發(fā)展的基礎(chǔ)^[35]。認(rèn)知功能是指使信息處理和知識發(fā)展得以進(jìn)行的一系列過程，不僅包括感知覺、學(xué)習(xí)與記憶、意識等功能，還包括社會(huì)行為、決策、推理等方面的能力^[36]。如在數(shù)學(xué)幾何知識學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要具備良好的空間認(rèn)知能力，才能在此方面有良好的學(xué)業(yè)表現(xiàn)。

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)為教育研究提供的另一個(gè)理論參考是大腦的可塑性，這是證明教育能夠促進(jìn)人的認(rèn)知能力發(fā)展的前提。腦能夠?qū)W習(xí)是因?yàn)槠渚哂锌伤苄?，能夠根?jù)環(huán)境刺激發(fā)生改變，適應(yīng)環(huán)境的能力是腦與生俱來的固有屬性以及核心特征^[36]?；谀X的可塑性，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腦在特定時(shí)期的發(fā)展極易受經(jīng)驗(yàn)的影響^[37]，這些“敏感期”非常適合特定技能的學(xué)習(xí)，在此期間應(yīng)給予學(xué)習(xí)者適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)體驗(yàn)以促進(jìn)認(rèn)知能力的發(fā)展。

近年來，游戲?qū)τ诖龠M(jìn)認(rèn)知能力發(fā)展的功能也被基于腦科學(xué)方法的一系列研究證實(shí)^[38]。玩超級瑪麗游戲(Super Mario)可以增加與記憶等認(rèn)知能力相關(guān)腦區(qū)的大腦灰質(zhì)^[39]。腦成像技術(shù)證明，三維游戲可以促進(jìn)注意力的發(fā)展^[40-41]，動(dòng)作游戲可以提高視覺能力，包括視覺的空間解決、即時(shí)處理和敏感性^[42]。Spence和Feng對電子游戲促進(jìn)空間認(rèn)知的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，指出游戲能夠促進(jìn)對空間認(rèn)知任務(wù)非常重要的很多能力，如感覺能力、知覺能力、注意能力，玩動(dòng)作游戲也有助于空間認(rèn)知^[3]。Bavelier等人將游戲促進(jìn)學(xué)習(xí)的機(jī)制理解為游戲能夠增強(qiáng)人的學(xué)習(xí)能力，即學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的能力(Learning to learn)。該文章的研究者認(rèn)為，游戲雖然沒有教授新的概念或者事實(shí)，但游戲培養(yǎng)了學(xué)生的注意力和控制力，這都是學(xué)校學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。^[42]

3. 心流理論

心流描述了一種心理狀態(tài)，人完全沉浸在充滿活力、完全參與和成功的體驗(yàn)中^[43]。Csikszentmihalay在20世紀(jì)60年代開始研究心流概念，他發(fā)現(xiàn)畫家能夠沉浸在自己的創(chuàng)作中;之后，通過訪談頂級的棋手、運(yùn)動(dòng)員、舞蹈家，發(fā)現(xiàn)他們的經(jīng)歷有共同之處，高挑戰(zhàn)、目標(biāo)清晰、注意力高度聚焦、得到持續(xù)的反饋，并失去了自我意識^[44]。心流理論關(guān)注了挑戰(zhàn)與技能的對應(yīng)關(guān)系，不同程度的挑戰(zhàn)和技能的搭配會(huì)產(chǎn)生八種不同的狀態(tài)，其中高挑戰(zhàn)和高技能能夠產(chǎn)生心流狀態(tài)，其他的組合關(guān)系包括：高挑戰(zhàn)和中等技能—激發(fā);中等挑戰(zhàn)和高技能—掌控;低挑戰(zhàn)和高技能—厭倦;低挑戰(zhàn)和中等技能—輕松;低挑戰(zhàn)和低技能—冷漠;中等挑戰(zhàn)和低技能—擔(dān)心;高挑戰(zhàn)和低技能—焦慮^[45]。心流體驗(yàn)的九個(gè)要素包括：明晰的目標(biāo)、明確而及時(shí)的反饋、應(yīng)對挑戰(zhàn)的適當(dāng)技巧、行為與意識融為一體、全神貫注、掌控的感覺、自我意識的喪失、時(shí)間感的改變、體驗(yàn)本身變得具有目的性^[45]。心流理論強(qiáng)調(diào)了只有當(dāng)任務(wù)難度和學(xué)習(xí)者技能達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，心流體驗(yàn)才有可能發(fā)生。如果游戲任務(wù)的難度超過玩家的技能水平，玩家會(huì)產(chǎn)生焦慮沮喪的情緒;如果游戲任務(wù)過于簡單，玩家會(huì)感到無聊，會(huì)逐漸失去興趣^[46]。王永固等人結(jié)合心流理論，為特殊兒童的言語學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)了教育游戲，研究發(fā)現(xiàn)游戲幫助兒童提高了成績和學(xué)習(xí)效率^[46]。

(二)游戲化學(xué)習(xí)與主體性發(fā)展

1. 情緒發(fā)展

學(xué)習(xí)是認(rèn)知、情緒與生理層面進(jìn)行多層次交流的過程，因此，情緒是影響學(xué)習(xí)結(jié)果的重要因素。積極的情緒有助于學(xué)習(xí)，而負(fù)性情緒會(huì)導(dǎo)致失敗的學(xué)習(xí)，如果學(xué)習(xí)環(huán)境引起學(xué)生的恐懼或壓力，學(xué)生的認(rèn)知能力會(huì)受到影響^[36]。但學(xué)校教育過程中，學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)總是被人忽略。情緒如何影響行為和動(dòng)機(jī)可以從目標(biāo)和記憶兩個(gè)方面進(jìn)行解釋^[31]。

　　情緒是在特定境脈中認(rèn)知、生理和動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)的相互作用中產(chǎn)生的，情緒、動(dòng)機(jī)和認(rèn)知之間的互動(dòng)關(guān)系可以從“目標(biāo)”的視角進(jìn)行理解。首先，優(yōu)化學(xué)業(yè)情緒可以優(yōu)化動(dòng)機(jī)并最終優(yōu)化學(xué)習(xí)和績效，情緒可以引發(fā)個(gè)人目標(biāo)的中止和順序調(diào)整;同時(shí)，目標(biāo)的追求狀態(tài)也會(huì)影響情緒，如掌控目標(biāo)的取向能夠引發(fā)積極的情緒并維持動(dòng)機(jī)，而回避目標(biāo)的取向則會(huì)導(dǎo)致消極的情緒和不良動(dòng)機(jī)^[31]。

　　恐懼和壓力引發(fā)的情緒可直接影響記憶，并已得到腦科學(xué)研究的證實(shí)。負(fù)性情緒(如恐懼和壓力)對學(xué)習(xí)和記憶的影響程度主要是由杏仁核、海馬和應(yīng)激激素調(diào)節(jié)的，負(fù)性情緒會(huì)引發(fā)心率增加、出汗、腎上腺水平上升等身體反應(yīng)^[36]。神經(jīng)科學(xué)研究表明，情緒激昂的體驗(yàn)?zāi)軌蛞l(fā)更強(qiáng)的記憶，如讓被試對照片的愉悅程度進(jìn)行評價(jià)，然后要求參與者回憶畫面中的內(nèi)容，結(jié)果顯示，被判定為愉快或不愉快的圖像回憶表現(xiàn)更好，這表明了情緒在記憶編碼和提取過程中的重要性^[47]。Ashcraft和Kirk研究了焦慮對于工作記憶的影響，對數(shù)學(xué)有高度焦慮的人的工作記憶容量降低，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤的顯著增加^[26]。

也有研究者對教育游戲改善學(xué)習(xí)者的主體情緒體驗(yàn)的功能進(jìn)行了探究。腦機(jī)交互設(shè)備(BCI：Brain-Computer Interface)能夠?qū)崟r(shí)地捕捉人的情緒，可以被用于數(shù)學(xué)焦慮的訓(xùn)練。一項(xiàng)采用了短期縱向研究設(shè)計(jì)的研究證明，使用整合了BCI技術(shù)的數(shù)學(xué)教育游戲可以降低學(xué)習(xí)者的數(shù)學(xué)焦慮[48]。該數(shù)學(xué)游戲顯示了BCI設(shè)備(Emotive EPOC)所提供的實(shí)時(shí)的可視化神經(jīng)反饋，提示學(xué)習(xí)者自身的情緒狀態(tài)，將數(shù)學(xué)游戲與BCI設(shè)備整合可以有效地對數(shù)學(xué)焦慮進(jìn)行監(jiān)控。

2. 自我效能感

人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)特定目標(biāo)而采取行動(dòng)的可能性很大程度上取決于他們是否相信自己能夠?qū)崿F(xiàn)理想的效果，基于自我效能感，人們會(huì)決定承擔(dān)的挑戰(zhàn)、為之付出的努力，在困難和失敗面前的堅(jiān)持，以及在失敗中墮落還是以之為努力的動(dòng)力^[7]。自我效能感在自我管理中起到核心作用，能夠影響人們以積極還是消極的方式思考，強(qiáng)烈的自我效能感能夠減少人們在壓力面前的脆弱感，降低失望感，增強(qiáng)對抗逆境的堅(jiān)韌，也影響了人們對活動(dòng)和環(huán)境的選擇^[7]。

　　根據(jù)建構(gòu)主義理論，一個(gè)人的情感狀態(tài)會(huì)影響其處理新資料的方式，當(dāng)焦慮降低時(shí)，興趣會(huì)隨之提升，這種動(dòng)機(jī)幫助學(xué)習(xí)者在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中獲得自我效能感^[26]。游戲提高學(xué)習(xí)者的自我效能感的首要機(jī)制是游戲中的反饋機(jī)制。反饋使任務(wù)處理的結(jié)果變得可視，尤其在犯錯(cuò)或遇到困難時(shí)，反饋的信息有助于學(xué)習(xí)者成功完成任務(wù)^[49]。提高學(xué)習(xí)者的自我效能感也是形成性評估反饋的主要特征，這類反饋能夠?qū)W(xué)生的錯(cuò)誤給出具體的評論與建議，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能夠通過努力獲得提高^[50]。游戲中的反饋不但為學(xué)習(xí)者反饋了與任務(wù)表現(xiàn)有關(guān)的信息，同時(shí)還能暗示學(xué)習(xí)者與目標(biāo)之間的差距。自我效能感除了對績效表現(xiàn)有積極的影響外，還與更好的健康狀況、自我發(fā)展和更高的社會(huì)融入相關(guān)^[26]。

3. 馬斯洛的需求層次理論

馬斯洛在《動(dòng)機(jī)與人格》一書中系統(tǒng)地闡述了需求層次理論，他認(rèn)為人的需求像階梯一樣從低到高，分別為生理需要、安全需要、愛與歸屬的需要、尊重需要和自我實(shí)現(xiàn)的需要。生理的需要是人類最基本、最原始的需要，如獲得食物;安全需要包括人對人身安全、生活穩(wěn)定的需要，對體制、秩序、界限的需要;愛與歸屬的需要也稱為社交的需要，是指個(gè)人渴望得到親朋好友的關(guān)懷、愛護(hù)、理解;自尊的需要是一種對自尊、自重和來自他人的尊重的需要和欲望，它包括面對世界時(shí)的自信、獨(dú)立和自由等欲望，也包括對于名譽(yù)的欲望，自尊需要的滿足讓人獲得自信;自我實(shí)現(xiàn)的需要是一個(gè)人對于自我發(fā)揮和自我完善的欲望，使自身的潛力得以實(shí)現(xiàn)的傾向^[51]。

　　在游戲中，兒童可以獲得一種與現(xiàn)實(shí)身份完全不同的虛擬身份。游戲中的即時(shí)反饋為兒童的不斷嘗試提供了支持，反饋結(jié)果激發(fā)了兒童的自我意識，滿足了兒童的心理需求。同時(shí)，游戲化學(xué)習(xí)可以給予兒童參與協(xié)作的機(jī)會(huì)，游戲成果的可視化也可以讓兒童獲得更多的社會(huì)性認(rèn)可。良好的激勵(lì)機(jī)制也不斷激發(fā)兒童進(jìn)行自我完善，向同伴展示自己的能力。

4. 社會(huì)認(rèn)知理論的主體性視角

對自然以及生活質(zhì)量進(jìn)行控制是人性的根本^[7]。2001年，社會(huì)認(rèn)知理論的提出者班杜拉(Albert Bandura)教授發(fā)表了一篇名為Social Cognitive Theory: An Agentic Perspective的文章，詳細(xì)地闡述了主體性視角及其核心特征^[7]。他強(qiáng)調(diào)，雖然認(rèn)知因素能夠預(yù)測人的認(rèn)知行為，但認(rèn)知活動(dòng)并不是簡單的概念模型的加工，行為的發(fā)生需要基于人的信念、目標(biāo)、渴望與期待;從塑造大腦功能發(fā)展的角度看，并不單單是刺激的暴露影響了大腦的發(fā)展，主體的探索、操控、影響環(huán)境的行為是最重要的^[7]。在充滿挑戰(zhàn)的復(fù)雜環(huán)境中，人們需要對自己的能力做出判斷，預(yù)估事件的影響以及行動(dòng)的過程，并相應(yīng)地管理他們的行為^[7]。因此，前瞻性、生成性的反思能力對于人類的生存和發(fā)展都是至關(guān)重要的。

　　人類主體性包括四大核心特征[7]：(1)意向，意向植根于能夠?qū)ξ磥硇袆?dòng)產(chǎn)生影響的自我動(dòng)機(jī)，是對未來將要采取行動(dòng)的過程的呈現(xiàn);(2)前瞻，前瞻為個(gè)人生活賦予了價(jià)值與方向，通過前瞻，人們?yōu)樽约涸O(shè)定目標(biāo)，預(yù)測未來行動(dòng)的結(jié)果，選擇目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的路徑，激勵(lì)自己并指導(dǎo)自己的行動(dòng);(3)自我反應(yīng)，一個(gè)主體不但要成為計(jì)劃者和前瞻者，有做選擇和計(jì)劃的能力，也要成為激勵(lì)者和自我調(diào)控者，塑造行動(dòng)過程、激勵(lì)和管理執(zhí)行過程;(4)個(gè)人反思，反思自己的元認(rèn)知能力以及思維與行動(dòng)的恰當(dāng)性是人類主體性的另一鮮明特征。通過反思性的自我覺知(Reflective Self-consciousness)，人們評估自己的動(dòng)機(jī)、價(jià)值，以及生活追求的意義。

設(shè)計(jì)精良的教育游戲可以通過劇情和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制激發(fā)人的自我意識，讓學(xué)習(xí)者在特定的學(xué)習(xí)情境中設(shè)定自己的意向，并為此做出規(guī)劃，結(jié)合游戲的反饋在學(xué)習(xí)的過程中不斷進(jìn)行自我反思，逐步達(dá)成目標(biāo)。

本研究基于三大強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)體驗(yàn)的學(xué)習(xí)實(shí)踐理論的核心要素的分析，歸納總結(jié)了學(xué)習(xí)體驗(yàn)的三種類型，即基于情境的認(rèn)知體驗(yàn)、基于協(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)和基于動(dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)?；谇榫车恼J(rèn)知體驗(yàn)強(qiáng)調(diào)，游戲化環(huán)境為學(xué)習(xí)者提供了認(rèn)知真實(shí)性的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)者可以在情境中獲得隱性知識，進(jìn)行具身認(rèn)知，甚至在學(xué)習(xí)過程中實(shí)現(xiàn)心流狀態(tài)?；趨f(xié)作的社會(huì)性體驗(yàn)關(guān)注了游戲化學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)性體驗(yàn)和學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作?；趧?dòng)機(jī)的主體性體驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了動(dòng)機(jī)與元認(rèn)知能力在游戲化學(xué)習(xí)過程中的重要性。

本文基于理論呈現(xiàn)了游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的內(nèi)容與特征，同時(shí)，也借助理論分析了游戲化學(xué)習(xí)對認(rèn)知和主體性發(fā)展的促進(jìn)作用，如圖3所示。

圖3 游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的理論框架

依據(jù)相關(guān)理論建構(gòu)游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的理論框架有助于理解學(xué)生在游戲化學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為游戲化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供重要參考。游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)框架的提出也為教育游戲研究提供了嶄新的視角，有助于研究者基于游戲的教育目的，對游戲的功能進(jìn)行評估，理解游戲化學(xué)習(xí)的功能與局限。

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A Theoretical Study on Game-based Learning fromthe Perspective of Learning Experiences

ZHANG Lu, SHANG Junjie

(Lab of Learning Sciences, Graduate School of Education, Peking University, Beijing 100871)

[Abstract] This paper aims to propose a theoretical structure for game-based learning from the perspective of learning experiences. This study makes an analysis of the core contents of three practical learning theories focusing on learning experiences, and defines the types of learning experiences through specialization and generalization: context-based cognitive learning experience, collaboration-based social learning experience, and motivation-based subjective learning experience. Based on the theories from psychology, cognitive science and teaching pedagogy, this paper describes the contents and features of game-based learning experiences. Learners can acquire tacit knowledge in the game environment of cognitive reality and experience body cognition. Game elements and feedback mechanism can stimulate learners' learning motivation and assist their metacognitive process. The cooperation between teachers and learners is an important part of collaborative social experience. Meanwhile, this paper systematically elaborates the principle that promotes cognition and the development of subjectivity in game -based learning experiences.

[Keywords] Educational Game; Game-based Learning; Learning Experience; Learning Theory; Cognitive Theory