游戲化思維在生物學教學中應用的思考

朱曉燕 游若昕

(1.福建省南平市教師進修學院 福建南平 354200)

(2.倫敦大學學院 英國倫敦 WC1E6BT)

1 游戲化思維的內涵與價值

游戲化思維指的是用游戲設計的思維方式設計非游戲活動。游戲化最常見的使用方式是BLAP 模型,即運用徽章、等級和排行榜、成就、分數來增加受眾的參與度、忠誠度和樂趣。游戲與教育的共通之處在于,二者都需要用戶獲取新的知識,并將知識運用在合適的情境中。早在20世紀80年代,游戲在教育技術和學習中的應用已引起了學者的廣泛關注。許多學者對教育中的游戲化設計都有非常深入的研究,例如Kiryako-a 等提出的多次嘗試、靈活性、難度梯度及多重路徑,尚俊杰等人提出的“創新型”“鉆研型”“協作型”“咨詢型”“試誤型”和“娛樂型”六種游戲化學習行為等。

教育游戲化的根本目的依舊是教育,強調利用游戲化設計來解決教育上的難題,如提高學生的參與度及動力、鼓勵學生良性競爭與合作交流、為學習提供多次及多種嘗試等,而這正是游戲系統的主要優勢。游戲從本質上是一種愉快學習的引擎,游戲化設計思維應用于教學,并不是僅僅設置分數、排行榜等外顯指標,而是把學習本身的內在愉悅與外在指標結合,幫助學生實現角色蛻變,增加學生學習參與度,提升學生學習的內部驅動力,保持學生學習熱情,引導學生主動自發學習。

2 游戲化思維在當前生物學教學中的應用實踐

游戲化設計在教育領域的應用,早期主要集中在教育游戲以及課程中游戲元素的簡單應用。近年來,教育研究及教學設計開始引入經典的游戲化模型,如石晉陽與陳剛基于DMC 系統設計的教育游戲化動力結構。但在大多數教學設計與實踐中,游戲化教育都只是簡單的“拿來主義”,并沒有深入分析過教育游戲化的目的與出發點以及游戲化與教育之間的關聯性及差異性。

生物學教學實踐中,也有部分教師做過一些嘗試,但是當前生物學教學中應用游戲化思維呈現淺表化與形式化的問題,尚無法提供給學生完整流暢的學習體驗。主要體現在游戲化元素的簡單套用、過度依賴游戲反饋機制、教育游戲化設計零碎等方面。

2.1 游戲化元素的簡單套用

多數游戲化課程設計及教育游戲都只是試圖依靠游戲特性包裝課程以提高教學的趣味性,簡單搬運與套用游戲化機制及元素進行教學設計,比如在教學中設置知識競答、角色扮演等方式以鼓勵學生參與,激發學生學習興趣。但游戲與學習存在本質區別,游戲設計緊抓用戶的心理需求及興趣點,提供多方位的核心驅動力;而教學本質上是有目的的培養人的活動。中學生的學習內驅動力可能并不突顯,單純的套用和膚淺的游戲元素堆疊只可能讓學生對游戲機制產生積極性,無法提升學生對獲取知識的興趣與熱情。教學中對游戲化元素的簡單利用可能無法維持學生長效的學習熱情,更無法激發他們對學習本身的內在源動力。

2.2 過度依賴游戲反饋機制

教師在教學過程中過度依賴排名、進步、獎賞等正反饋機制來激勵學生學習。然而,這些簡單的游戲機制僅能提供短暫的愉悅和刺激,很難長期保持學生的熱情與參與度。Deci 等研究表明,外在獎勵(除口頭表揚)的初步涉入會降低個體做出某種行為的內在動機。此外,在部分學生獲得獎勵的同時,另一部分學生處在失敗的消極情緒中,對比產生的挫敗感與自我懷疑容易打擊他們的學習積極性,甚至使他們面對學習困難時表現出沮喪、麻木、逃避,形成“習得性無助”。

2.3 零碎的教育游戲化設計

游戲化設計通過打造上癮機制來改變用戶習慣,強調的是過程的不斷循環,以給予用戶完整、愉悅、流暢的體驗。然而,分析國內近年發表的游戲化學習研究發現,當前教學中對游戲化的使用僅局限于某個階段,沒有關注各個環節之間的聯系,影響力較低。例如,當前教學中對于游戲化設計思維的應用,通常用于調節課堂氣氛,且往往應用于某一個知識內容學習上,較少應用單元設計的思想進行全局的規劃。同時,教學普遍存在過于關注知識習得而忽略概念建構過程中的同化與順應的問題,教師習慣于將結論或者結果直接告訴學生,即使是探究活動,也往往有一個既定的操作規程與已成定論的實驗結果。在這種情況下,探究只是一種驗證概念的手段,學生甚至不能完全明白實驗所遵循的原理與實驗方案設計中每一環節的意圖,只是機械性的按教材或者教師的預設按部就班的進行操作,思維品質普遍不高。久而久之,學生對這種形式化的學習產生厭倦。綜上可得,教育游戲化應用的局限性主要體現在教育性的缺失以及學習任務的割裂兩方面。

游戲化教學設計應該重視過程體驗,設置切合學生最近發展區的學習目標,引導學生通過學習與不斷的訓練融會貫通,進行概念的自主建構,嘗試將知識應用于具體情境。教師在此基礎上鼓勵學生,激發學生產生新的疑問,再次投入下一學習任務,從而打造出游戲化設計思想所打造的完整的學習閉環“知識理解——完善知識體系構建——具體情境的問題解決——實踐中產生新疑問——投入新的學習”,讓學習成為具有探索性、創造性的愉悅活動,并使學生真正從知識獲取和能力提升中獲得樂趣與自我認同,延續學生學習動機,使學生對學習產生長期粘性。

3 游戲化教學設計模型應用于生物學教學的思考

Nisholso 認為對用戶有意義的游戲化系統的目標是以用戶為中心,將游戲機制更深入地整合到非游戲環境中,讓用戶對參與非游戲活動感到積極。參照游戲化習慣閉環,本研究建構基于游戲化思維的教學模型(圖1),嘗試將游戲化思維應用到教學中。

圖1 基于游戲化思維的教學模型

3.1 觸發—知識引入

(1)創設情境

在2016年發布的《中國學生發展核心素養》總體框架下,《普通高中課程方案》及《普通高中生物學學科課程標準(2017年版2020年修訂)》中將發展學生核心素養作為重要目標。學生在解決實際問題中表現出來的綜合品質與能力是核心素養的最直接體現,而具體情境,特別是真實情境下的探究性學習與問題思考,是培養學生核心素養的最佳途徑。游戲都有足以吸引玩家的情境,學習中具體情境的創設,可以喚醒學生對具體情境的知識聯系,讓他們將知識與特定情境下的需求聯系起來,在教師創設的情境中開展有意義的思考。例如結合傳染病與免疫相關知識,對新冠肺炎的防控措施展開討論。

(2)建立目標

游戲本質上是帶有目的性的活動,明確的目標給予學生學習動力,使學生更加專注與投入。對于學習活動來說,目標不能僅局限于結果導向,還應該設置具體的過程性評價指標,及時給予學習者反饋。為了培養學生的科學思維和實驗探究能力,在每一堂課中,教師都應該努力創設一個促進學生思考、可綜合應用所學知識的情境,并在教學過程中,重視過程性目標設置,比如在提出問題、進行假設、設計方案、預測結果等各個具體環節設置討論、觀察、操作等表現性任務。

3.2 流暢、愉悅的學習過程

在學習過程中教師設置不同的表現性任務,給予具體的過程性目標,使不同程度的學生都可以參與,并通過積極的努力實現進階。

(1)心流體驗

以結果為導向的教學設計試圖以最簡單明了的方式傳授知識,卻忽略學生在學習過程中的體驗。心理學家米哈里·契克森米哈賴提出了心流的概念。心流是指人們沉浸在當下著手的某件事情或某個目標中時,全神貫注、全情投入并享受其中而體驗到的一種精神狀態。心流可以使學生獲得沉浸式的體驗,提高學生的專注力,改變學生的主觀時間感,給予學生高度的興奮和充實感。教師引導學生進入心流狀態需要設置合適的挑戰、明確的目標和及時的反饋。

在教學設計中,合適的挑戰是最容易被忽視的一環。教師往往過于關注降低知識傳授的難度,使得學生在學習時容易感到無趣、乏味,從而失去學習的內在動力。教師應在學生的最近發展區內合理設置挑戰,為學生提供帶有難度的內容,調動學生的探究欲望,提升學生的學習技能,使得學生獲得成就感,激發學生內在學習動力。這需要教師在引發學生思考時,設置切合學生認知水平的程序性問題,比如如何聯系所學過的知識,提供證據論證自己所支持的觀點。同時,教師需要及時發現學生在表現性任務中展現的閃光點,如學生提出一個有價值的好問題、對問題有一個獨到的思考角度、實驗操作規范,觀測效果好等。

有意義的正向反饋應該建立在核心驅動力之上,學生學習的核心驅動力,除了通過篩選機制進入更高的平臺,還有個人能力提升和自我認可、創造力發揮及反饋、好奇心與探索等。過度的獎懲機制設計及升學競爭氛圍渲染會打壓學生的學習積極性,只有基于不同學生和不同階段的特點,針對學生學習的核心驅動力給予正向反饋,才能激發學生的內在動力,促使學生主動迎接更大學習挑戰。比如通過“建構血糖調節模型”的游戲活動或是“理性甄別網絡各種保健品”等活動,讓學生充分感受到生物學知識的實際應用價值,或者是在觀察“植物細胞質壁分離”實驗中,讓學生感受到實驗技能的提升。又如通過設計“研究不同濃度的細胞分裂素(6-BA)和生長素類似物(2,4-D)混合保鮮劑對鮮花切花壽命的影響”的實驗方案,使學生能在一個新的問題情境下進行實驗設計。這些通過學習而獲得的知識或者增長的技能,相較于排名與分數等簡單評價,能夠更好地維持學生的學習動力。

(2)多變的籌賞

上癮模型中強調通過多變的籌賞以提供長期的吸引力,籌賞方式包括獵物籌賞、自我籌賞和社交籌賞。在教學設計中,教師可以做到以下三點。第一,豐富課程資源。教師通過體現知識的未知性和多樣性,為學生提供創新與發展創造性思維的機會,讓學生對課堂及知識獲取產生期待。比如在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”探究活動中,教師可以建議學生嘗試用身邊常見的植物材料來替代教材實驗選擇的新鮮豬肝,以激發學生對未知知識的探求。第二,教師應及時提供可觀察到的能力提升的正反饋,引導學生關注自身能力的提升,使學生產生內在認同,從而激發學生學習動力。第三,重視師生互動和交流。教師利用課堂及課后作業的合作和互動,在對探究方案設計或是結果分析的分享與討論中,使學生獲得新的認知。

3.3 能力提升和自我認同

游戲化的反饋機制被大量用于提高內在動機,在教育領域主要包括分數、排名、等級與獎賞。分數與排名變化在教學中被廣泛使用,但是由于反饋類型單一、周期長,學生認可范圍外的無關因素較多,很難激起學生對自身能力的認同。在學習過程中,學生多數時候處在無反饋的疲軟狀態及收到負面反饋的低落狀態。負面情緒帶來的內部觸發僅能提供短期刺激,并且效用會隨著學生觸發次數的增加而減小,學生的學習動機逐漸降低。為了避免負面情緒,教學中基于游戲的元素需要是有意義和有回報的,而不是簡單的外部獎勵。為了使這些教學活動對學生有意義,它們必須與學生的真實需求與價值取向相關。

傳統的學生成績報告無法為多數學生提供成就感,近年來對促進學生成果的關注,已經催生了為學生成功而學習分析的領域。學生成就系統等工具以衡量、收集、分析和報告學生進步,從而對學生的社會認可與自我認可需求進行主動的拓展和干預。

(1)及時反饋

及時反饋常把學習過程分割成一個個小節點,讓學生看到自己的學習成果,維持學生學習的動力。教師應該將探究活動分解成遞進式的小任務,設置由易至難的問題串,讓學習成為類似游戲中的闖關活動,努力使每一個任務都適合不同層次的學生要求,并設置相應的評價觀測指標。比如設置不同階段的學習任務包,學生進階難度更高的挑戰后,才給出下一階段的學習任務包。

(2)感知技能提升

讓學生感受到自我的提升,獲得滿足感與成就感,教師需要改進評價方式。學習評價時,教師應該更關注學生的自我發展,而不是過于強調以優秀生為榜樣的相對評價。比如教學中發現學生的個人優勢,幫助他們進行階段性總結,發現自己的進步,利用網絡評卷的大數據統計,幫助學生分析優勢和薄弱點,形成個人學業報告等。

3.4 進階與投入

在游戲化設計中,玩家自主創造內容是玩家進階的關鍵。在生物學的學習中,始終伴隨著概念理解的螺旋式上升。正如人們對光合作用生理過程或是酶的本質的探究都經歷了一個漫長的過程,在這一過程中,科學認知不斷地被深化,概念也不斷地重新完善與進一步建構。在學習閉環中,學生通過應用知識時的觸發事件獲得進階與進一步投入,收獲成就感與滿足感。同時,知識的應用能夠讓學生建立對學習目的更深層次的認知,促使學生在下一次學習中建立實踐目標,促使學生在知識的學習與應用中投入更多的時間與精力。