基于設計思維的教育游戲設計方法研究

岑斐斐，馬玉慧

（渤海大學教育科學學院，遼寧錦州 121000）

0 引言

隨著信息時代的發展，教育游戲（Educational Game）作為一種新興教學形式，近年來逐漸受到了教育界的關注與認同。教育游戲針對特定的教育目標而設計，將教育性和游戲性相結合，以激發學習者的學習動機［1］。目前，教育游戲已經獲得了廣泛的市場關注，并且大量的實踐研究證明，教育游戲對學生的學習成績和身心發展有較大影響。已有研究表明，教育游戲設計更重視內容選擇，以課程標準為主，很少考慮到游戲使用者——學生及家長的想法；游戲設計過程缺乏科學理論支持，很難運用到其它游戲設計中，教育游戲設計亟需一套可以靈活使用的設計方法。

國外對教育游戲的研究相對較早，國內研究則起步較晚。裴蕾絲等［2］研究國家課程標準和學生的數學認知情況后，設計出一款“怪獸消消”；陳向東等［3］以“泡泡星球”為例，介紹增強現實教育游戲設計過程；蔡莉等［4］以Zon 為例提出基于Flash 技術的多人在線教育游戲設計框架和功能；楊文陽等［5］基于移動學習環境對數學教育游戲進行設計與開發；李海峰等［6］以“護林小熊”為例，提出基于人本主義理論的教育游戲設計框架。

以上方法都未在設計思維（Design Thinking）方面進行教育游戲設計研究。鑒于此，考慮到設計思維更加關注用戶需求，本文通過研究斯坦福大學D.School 設計思維模型，以具體的游戲設計過程為例，創新運用設計思維理念，從前期需求分析、游戲內容及方向確定、游戲設計與制作、最終測試再修改等方面分析游戲設計具體步驟。在設計過程中充分采納學生、家長及市場需求，總結教育游戲具體設計方法，為后續教育游戲設計提供思路與理論支撐，旨在設計出真正兼具教育性、趣味性的教育游戲。

1 設計思維定義及模型

1.1 設計思維定義

設計思維以人的需求為中心，它作為一種創新方法汲取于設計師的靈感，整合了用戶需求、市場要求和可實現的技術手段［7］。設計思維包含各行各業的創新思維，倡導人們學會多角度思考問題，提出天馬行空的想法和創意，并最終落實到為人類解決實際問題上。設計思維研究能夠啟發設計者成功設計出產品的思維過程，剖析杰出設計者的思維理念，有助于改變現階段過多依靠經驗、直覺而設計的現狀，有助于理解設計內部規律，逐漸建立并完善更加堅實的理論體系［8］。設計思維同樣是一種方法論，在21 世紀的教育及訓導領域中發揮著越來越大的作用。

1.2 設計思維模型

斯坦福大學的D.School 將設計思維分成五大步驟：“Empathy 同理心思考”“Define 需求定義”“Ideate 創意構思”“Prototype 原型實現”“Test 實際測試”，并給出了包含五階段的設計思維過程模型（見圖1），是目前最科學的可實施模型。

圖1 D.school 的設計思維“五階段”模型

1.2.1 同理心

同理心就是共情，也即換位思考。站在用戶角度思考用戶真正需要，以同理心為基礎，了解用戶日常行為、與用戶交談獲取對產品的詳細需求，并通過體驗用戶生活領會用戶意圖。設計者根據用戶訪談過程和結果，經過思考繪制同理心地圖。

1.2.2 定義

在調查信息收集基礎上，將通過同理心得到的用戶意圖經過分析整理轉化成更為深層次的用戶需求，以便更準確地定位市場。指導設計者采取何種方式使用戶獲得更好的體驗，著手解決實際問題。

1.2.3 概念生成

該步驟可以看作是頭腦風暴階段。圍繞上一步需求定義，將相關干系人的想法集中整理，打破思維局限，提出大量想法并將想法加以融合，拓展出更廣闊的方案解決空間。通過分析篩選創意，最終形成匯集各方面智慧的產品設計方案［9］。

1.2.4 原型化

該階段是在概念生成過程中將頭腦產生的想法以實際事物的形式表達出來，首先進行產品初步實現，可以是任何形式，例如一張草稿圖紙或某個功能展現。在原型創造過程中，盡可能早地發現問題會更加有助于整個設計過程。同時，原型化環節能夠分析出某一方案的可行性，比如游戲內容是否過于復雜或簡單、制定的范圍是否合適、能否實現教育目標。

1.2.5 測試

該階段類似于評價反饋階段，將初步制作的產品原型在模擬環境中進行測試，即情景分析，猜測目標用戶使用該產品的場景。情景分析能夠幫助設計師盡量代入用戶場景，體會用戶感受［10］。在感受中找到用戶的痛點和快點，挖掘用戶本質需求，進行針對性設計。

2 教育游戲設計方法

2.1 教學目標及對象確定

該環節是教育游戲設計的第一步，與模型中的同理心階段相對應。主要包括3 個方面：教學目標、學習者和相關干系人。首先，根據教學大綱和相關課程標準，確定主要教學內容和教學重難點；然后分析學習者，在游戲活動中，游戲任務是否完成，學習目標是否實現，都可通過學習者的行為活動體現出來。因此，必須對學習者進行詳細分析［11］；最后，還需分析學習者相關人員，即家長。家長作為學生的重要干系人，能夠提供設計思路和設計啟發。

2.2 學習內容制定

該環節對應模型中的定義階段。通過上述環節對各方面進行分析后，整理教學目標、學習者特征，制定出教育游戲的學習內容和教學目標，列出待解決的問題。游戲內容應該結合學生的知識儲備及學習能力進行構建［12］。在確定學習內容時，需在學習者原有水平上進行升華，提高水平，設計出具有創意和深度的教育游戲。

2.3 框架構建

該環節即概念生成階段。完成前期分析和內容制定后，根據游戲目標規劃游戲基本框架。首先發散思維，初步明確游戲需要實現的功能，可用思維導圖將團隊或個人想法記錄下來；其次，教育游戲設計需要教師參與，教師作為教學的制定者參與游戲策劃，并設定游戲劇情、參與角色、游戲場景等；最后，制定游戲規則和獎懲措施。游戲框架搭建要以實現教育目標為根本任務。

2.4 制作實施

該環節即原型化階段，將整體概念進行產品初步實現。教育游戲的設計與開發還需要結合具體學科的特性和規律選擇合適的、更加具有針對性的游戲類型及平臺［13］。游戲所涉及的專業知識要由教師保證準確性和科學性，頁面設計、內容可視化應由專業美術人員實現，完成建模。軟件類型的教育游戲需要編寫程序實現交互功能，在前期工作完成后，用程序進行整體資源串聯。

2.5 評價反饋

游戲制作完成后，要拿給學習者試用，從而得到反饋。試用時，可以讓學生自主理解探索，設計者記錄全過程。在評價過程中，注意關注3 個方面：試用者是否認可該游戲，接受度如何；教育游戲是否達到了預期目標；是否對教學起到了促進作用。得到反饋之后，應對游戲內容進行修改調整，進一步優化完善。

3 案例研究：“趣思維”教育游戲

設計思維有助于簡化游戲設計過程，讓設計者更好地把握用戶需求與痛點，設計出更好的產品。為了體現設計思維的可行性，本文介紹一款培養計算思維的教育游戲“趣思維”，探討如何在教育游戲設計過程中融入設計思維。

3.1 案例簡介

“趣思維”是一款培養計算思維的實體編程游戲，面向3-6 歲兒童，畫風可愛、操作簡單，每個游戲關卡融入對應的計算思維，玩家需要自主拼接積木場景，通過指令塊控制游戲角色完成指定任務。在游戲中培養計算思維，而拼裝積木鍛煉動手能力、使兒童學會獨立思考，享受探索世界的樂趣，促進親子關系和諧。游戲與教育相結合，寓教于樂［14］。

3.2 前期分析

該環節的目的主要是了解當前需求并確定教學目標。計算思維作為目前熱門話題，備受人們關注，且兒童教育歷來為家長們所關注。家長作為游戲的重要干系人，了解他們的想法是設計的基礎，因此在設計“趣思維”前，通過訪談及問卷了解家長內心的想法，53% 的家長認為在幼兒階段培養計算思維極其重要，47% 的家長需要并愿意通過外界產品實現在家庭中對于孩子計算思維的培養，以期為今后孩子的思維能力發展打下基礎。3～6 歲兒童處于思維發展關鍵期，在該階段進行計算思維培養對于孩子未來數學學習有一定積極影響。因此，“趣思維”教育游戲設計具有一定應用前景。

3.3 游戲內容及方向確定

根據前期需求分析，綜合問卷數據，明確游戲設計方向。該游戲主要面向3-6 歲兒童，他們對圖像、動畫、聲音比較敏感，思維理解能力還未成熟，需根據該年齡段的智力發育特點及日常習性進行設計，將計算思維以最簡單的方式融入產品中，最好是日常生活中能夠接觸到的問題或被兒童所熟知的人物角色和場景設定。因此，選擇葫蘆娃的故事作為大框架，選擇看得見摸得著的實體積木塊進行設計。部分家長擔心使用計算機屏幕會對孩子的視力和身體健康造成危害，而使用實體積木可以減少這種困擾?？梢栽O置多個角色，家庭成員一起游戲，增進和諧氣氛。

3.4 游戲設計

以葫蘆兄弟作為游戲的故事背景，對葫蘆兄弟中不同的人物屬性進行角色設定，設計可以移動拼接的地圖和可以控制人物移動的指令塊。游戲中有路、山、水、鑰匙、解藥、門。玩家通過拼接指令積木，控制葫蘆兄弟中的角色，遵守規則到達終點。游戲環節中在每個關卡融入對應的計算思維，如順序、并行、循環、條件等（見圖2），孩子在玩游戲中理解這些概念，達到學習目標。

圖2 基于計算思維的游戲設計

3.5 游戲制作

方案構思完成后，需根據構思制作游戲。在地圖設計中（見圖3），選定簡單的幾何拼塊地圖以更好地實現模塊化的情景搭建，每個拼塊地圖為4cm 的正方形，整體尺寸為64×40（cm）。整個情景地圖由144 塊積木組成，玩家可以根據想法隨意拼裝。其中，每個不同的色塊和標識圖案代表不同的分區，元素包括：巖石、河流、葫蘆、道路、草地、陷阱、鑰匙、鐵門、機關。

圖3 地圖設計

地圖邊緣設計了一個智能彈出的儲存格（見圖4），當獲得藥水和鑰匙后，儲存格彈出，玩家可拿走一個迷你的藥水瓶或鑰匙，該裝置設計是為了方便兒童計數并增強游戲趣味性。

圖4 儲存格

3.6 測試與反饋

游戲制作完成后，選擇一些家庭試玩，并在旁邊仔細觀看游戲過程，看家長與孩子能否快速理解游戲規則，積木拼接是否有難度，孩子做完游戲能否受到計算思維的影響。測試后，整理并調整存在的問題，反復多次試用，最終投放市場。

3.7 總結

“趣思維”教育游戲是按照設計思維模型而設計，游戲規則容易理解，游戲關卡中融入的順序、并行等計算思維也容易被兒童接受。每一個游戲環節中，應該先做什么，后做什么，哪些步驟可以同時進行需要兒童自己思考。家長陪同孩子操作游戲，增進了親子之間的互動，也鍛煉了兒童的動手能力和語言能力。但是這款游戲依然存在一些問題，如需要大量的積木塊實現多個場景切換，后續游戲完善仍需要更好的想法和創意。

4 結語

教育信息化時代下，教育游戲逐漸成為一種新興的教育資源，其使用范圍也越來越廣。必須充分考慮教育游戲科學性、有效性和趣味性等特點［15］，將多學科思維運用于教育游戲設計中。本文結合設計思維模型，通過“趣思維”教育游戲案例，探究教育游戲設計全過程，確保設計出的游戲兼具教育性和趣味性。設計思維模型有助于充分了解用戶需求，更好實現功能列表和原型設計，使設計思路更加清晰，并制作出更具市場潛力的教育游戲。如何實現設計思維與教育游戲的深度融合，則有待進一步研究。