游戏化探究学习模式的设计与应用研究

发布时间：2024-11-25

本文讲授了游戏化探究学习模式的理念、设计及应用研究,对于教育游戏研究人员有用

教学实践与研究文章编号：1006—9860（2011）05—0084—08

总第292期中国电化教育2011．5

游戏化探究学习模式的

设计与应用研究*

蒋宇1，尚俊杰1，庄绍勇2

（1．北京大学

教育学院

教育技术系，北京

100871；2．香港中文大学资讯科技教育促进中心，香港999077）

摘要：本文旨在研究教育游戏在探究学习中的应用模式、应用策略和应用效果。首先通过文献调研和理论分析

提出了游戏化探究学习模式，其次在此学习模式指导下结合香港中文大学资讯科技教育促进中心推出的《农场狂想曲（II）》教育游戏开发了“农场狂想曲”探究学习课程，之后在某中学进行了试点实验研究。研究结果表明，这种游戏化探究学习模式确实有助于发挥教育游戏的优势，并有助于培养学生的探究学习能力。

关键词：教育游戏；探究学习；体验学习；学习模式；农场狂想曲中图分类号：G434文献标识码：A

一、研究背景

目前，研究性学习在世界各地都颇受重视。所谓

研究性学习，是指学生基于自身兴趣，在教师指导下，从自然、社会和自身生活中选择和确定研究专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动[1]。我国新一轮的课程改革中，虽然将研究性学习作为一门课程来单独开设，其实质还是一种基于课题、项目或主题的探究学习活动。这种探究性学习活动的特质是：开放式问题、真实性情境、渐进式解决、发展性评价。

研究性学习强调真实性情境中的体验式学习，但是出于学生人身安全考虑和条件限制，很多学校的研究性学习被限制在较小的范围内；另外，研究性学习非常强调信息技术的应用，有的学校虽然充分利用了互联网资源，开展了协作，但是学生行为普遍是复制、粘贴和组合，很少提出自己独立的见解，问题解决能力并没有得到很好地培养[2]。

自20世纪80年代以来，有学者开始研究电视游戏的教育应用价值。网络游戏的风靡盛行更让人看到了游戏在青少年成长中的巨大影响和应用潜力，有更多的学者开始关注游戏在正式教育中的应用价值和应用方法，也取得了丰硕的研究成果[3]。尽管许多学者都认为游戏进入学校课程还具有很多障碍[4]，但是也有许多学者认为可以利用游戏创设富有吸引力并且近似真实的学习情境，从而使得学生可

以在一个游戏化虚拟环境中进行体验和探究学习[5]。在一项针对我国南方某发达地区的校长调查中显示[6]，82.5%的校长也认为教育游戏在综合实践活动课程（如研究性学习）中可能会具有更大的应用价值和潜力。

基于以上考虑，研究者认为，利用教育游戏来进行探究性学习可能成为教育游戏进入学校的一个突破口。因此本文将以体验学习和探究学习为理论基础，结合游戏化学习的过程与方法，构建游戏化探究学习模式，然后在此学习模式指导下结合香港中文大学资讯科技教育促进中心推出的《农场狂想曲（Ⅱ）》教育游戏开发“农场狂想曲”探究学习课程，并对该课程的应用效果进行实验研究。

二、文献述评

1.探究学习

1964年，芝加哥大学教育学教授施瓦布与纽约

大学奥苏贝尔最先采用“探究学习”的术语，施瓦布倡导的科学方法分如下7个步骤：（1）形成问题；（2）搜集可能有助于问题解决的数据；（3）再形成问题；（4）决定问题解决所必要的数据；（5）计划旨在获得数据的实验；（6）通过实验获得数据；（7）解释数据[7]。“探究学习”与传统的理科教学不同，传统教学常常离开了对自然事物、现象的探究，仅仅热衷于灌输现成的结论性知识。而“探究学习”则强调学习者通过主动地参与科学探究的过程，掌握科学概念和科学

*本文系国家社科基金“十一五”规划2008年度教育学青年课题“利用教育游戏丰富与深化综合实践活动课程教与学的理论与实践研究”（批准号：CCA080229）的部分成果。

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2011．5中国电化教育总第292期

教学实践与研究后进行了一系列整合于通识课程的研究。VISOLE

教学模式大体上分为以下3个阶段：（1）鹰架式学习阶段；（2）游戏化学习阶段；（3）反思和总结阶段。第三个阶段实际上是和第二个阶段交错进行的。

Dede等人曾开发了多用户虚拟环境（MUVE）“RiverCity”用于中学科学课程教学的实验研究，学习过程分为以下8个步骤[18]：（1）进行观察；（2）提出问题；（3）在环境中通过访问虚拟图书馆、与居民座谈等方式来搜集信息和数据；（4）利用工具搜集、分析和解释数据；（5）形成假设，设计调查研究；（6）根据假设搜索更多的证据，与虚拟世界中的角色的交互获取更多的证据；（7）获得研究结果，解释并反思；（8）在教室中讨论交流学习结果。

以上3个案例是国内外将游戏用于探究学习或者体验学习的经典案例，这几个案例注重游戏和课程联系、注重反思、强调教师的作用等做法为本研究提供了有益的参考。上述3个案例中，尽管游戏提供了模拟真实的环境，让学习“体验”到了学习的乐趣，但是3个案例并没有十分明确地设计游戏中的体验学习过程，如在RiverCity项目中，学生的学习步骤仍然是一个线性模式，螺旋式上升的体验学习过程并不突出。

探究方法，形成科学态度，获得科学素养[8][9],具有问题性、过程性和开放性等特点[10]。

2.体验学习

体验学习可以追溯到杜威的“做中学（LearningbyDoing）”理论，杜威认为，知识来自于实践经验，最好的学习是在实际行动中，从主动的经验参与获得知识。1984年，库伯（Kolb）首次提出体验学习理论，他把学习看作是体验的转换并创造知识的过程，学习由具体的活动经验开始，透过观察及对活动进行反思，从而学到抽象的概念，然后，把这些概念应用在新的活动中，进一步验证，来解决问题，这是一个螺旋式上升的过程[11]。根据Kolb的观点，人类的学习可以描绘成一个4阶段的循环周期，即具体体验—观察与反思—形成抽象概念和普遍原理—在新情境中检验概念的意义，又被称为“体验学习圈”[12][13]。体验学习与建构主义学习理论、情境学习理论都有着重要的关系，最好的学习就是学习者在真实的情境中，在不断的参与和实践中，在专家的帮助下，逐渐从新手转换为专家的过程[14]。

3.教育游戏与探究和体验学习

游戏的快速发展，为探究学习和体验学习的实施提供了新的途径。游戏一般使用2D或3D技术创设复杂的情境，大型网络角色扮演游戏的任务机制和人机互动模式满足建构学习环境的所有要求[15]，实际上是一个模拟真实的问题解决环境。游戏者在其中通过互动和交流去自主探索，玩家的通关、升级实际上是玩家在进行任务驱动的学习探究活动。此外，利用游戏还可以创设很多近似真实的情境，可以任意去除或添加因素，还可以替代很多危险场景，为玩家提供更丰富的具体体验。游戏除了具备这些优点之外，还可以激发玩家的参与动机。而积极的参与也是探究学习和体验学习得以成功实施的重要前提条件。事实上，也有许多学者曾利用游戏开展过与探究学习或体验学习相关的实验研究。

Squire曾利用CivilizationⅢ（文明）游戏面向4年级和9年级学生开展过旨在提高学生问题解决能力和团队协作能力的实验研究。实验持续了18天，教学步骤如下[16]：（1）把游戏与课程学习建立联系；（2）让学生掌握游戏要点，具备解决游戏操作问题的能力；（3）促进学生开展有目的的游戏活动和组成探究群体；（4）重启游戏，尝试新的策略；（5）结束游戏，学生在老师的带领下总结从学习中所得，进行报告。

李芳乐、李浩文等人曾提出虚拟互动学生为本学习环境（VISOLE:VirtualInteractiveStudent-Ori-entedLearningEnvironment）的学习模式[17]，并基于该模式开发了农场狂想曲（FarmtasiaⅠ）教育游戏，之

三、游戏化探究学习模式的提出

基于以上讨论和研究者之前的实践研究，本文提出游戏化探究学习（Game-basedInquiryLearn-ing，GIL）模式。这种学习模式以体验学习理论为基础，采用游戏为主要的学习环境来进行科学探究学习，目的在于提高学生的学习兴趣，培养和发展学生的科学探究能力和合作学习能力。

1.游戏化探究学习过程

简要说来，游戏化探究学习过程如图1所示。

游戏化探究学习主要分为3个阶段：自主学习阶段、合作探究阶段和总结分享阶段。

（1）自主学习阶段。这是基础性阶段，对整个学习非常重要。本阶段学生学习的主要任务是进行与

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教学实践与研究游戏相关的知识学习和游戏及其他认知工具基本操作的学习。学生通过阅读学习材料、试玩游戏进行自主学习。教师要将游戏与课程内容建立联系，阐明学习的目标，激发学生的学习动机。

（2）合作探究学习阶段。学生以小组为单位在游戏中根据选定的研究问题进行探究学习，实际上是利用游戏来进行的体验学习：从具体经验开始（这里的具体经验指的是游戏经验），通过观察和反思形成概念或认识，继而设计实验方案对概念或认识用于游戏中进行验证，学生往往不能一次完全解释实验结果或验证假设，所以需要不断地根据实验结果对实验方案进行完善和修正。

这个阶段是教师指导下的合作探究学习，在流程上遵循科学探究的一般步骤：提出问题、确定选题、提出假设、设计实验方案、验证假设、观察反思和总结7个阶段。教师不但需要提供科学探究方法上的指导和支持，还要提供小组合作学习、所涉及学科知识学习等方面的指导。

（3）总结分享阶段。学生在老师的组织引导下，讨论并总结各个小组的探究报告，分享游戏化学习的心得体会。

需要说明的是，学生在3个阶段中都要进行反思。除了第一个阶段外，其他两个阶段都以小组的方式进行。另外，虽然游戏化探究学习分成3个阶段，但是每个阶段并不是完全独立的。如在合作探究阶段，仍然会有学生的自主学习，学生自己或与小组成员会“边学边做”。

2.游戏化探究学习模式的特征

（1）强调利用游戏激发学生学习动机。布鲁纳等人认为，学习是由学生的内部动机驱动的积极主动的建构过程，因此激发学生的动机在学习中尤其重要。有研究表明，利用游戏给学生创造“流体验”，学生的学习更容易沉浸，从而达到深层参与[19]。GIL模式以游戏为主要的学习支持环境，能够促进学生保持较高动机的学习，这对于探究学习和体验学习也都很重要。

（2）强调真实情境对意义建构的重要作用。有学者认为，将任务镶嵌在有意义的接近真实的情境之中，而不是用抽象方式提出大量问题，有助于激发学生参与交互式学习的积极性[20]。GIL模式则非常强调让学生在利用游戏创设的近似真实的情境中去提出和解决真实的问题。就这一点而言，游戏的物理引擎和经济数据最好能够基于真实的模型来构建。

（3）强调合作对学习的关键作用。同伴之间的相互合作，可以使学习者对问题的认识更加全面，对意义的建构更加准确。GIL模式亦非常强调合作，学生

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以小组的形式开展合作探究活动，从多种观点中建构知识和价值。事实上，在一些网络游戏中，由于要解决的问题都是比较复杂的问题，必须依靠团队的力量才能解决，游戏者之间存在复杂的认知交流和认知协作[21]。

（4）强调自主学习策略的设计。何克抗等人认为，自主学习设计应该充分发挥学生的主动性，使他们能够根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案[22]。所以在GIL模式中，需要利用反思日志模板、备选探究问题等方式来给学生搭建“脚手架”，以便更好地支持他们的自主学习。

（5）强调反思对游戏化学习的重要意义。如果仅仅在教学中简单地使用游戏，并不一定能够达到预定的学习目标，许多学者都认为，在游戏进行过程中或游戏结束后进行反思和总结则是确保学到知识的有效的方法[23]，反思可以让学生认识到游戏并不单纯是游戏，而是一种学习活动。

（6）强调游戏作为“虚拟实验室”的地位和作用。从整个学习步骤来看，GIL模式与我国研究性学习步骤基本一致，对于每个具体的探究问题，游戏化探究遵循了Kolb提出的“体验学习圈”体验学习路径[24]，还遵循探究学习的一般步骤（观察、选题、建立假设、设计方案、实验验证、观察反思、总结）。不过，在整个学习过程中，探究学习是主线，游戏只是作为探究学习的“虚拟实验室”而存在。学生提出假设，设计实验，然后到游戏这个“虚拟实验室”中验证，然后讨论，然后再提出假设并再次去游戏中验证。

综上，游戏化探究学习模式实质上是创建了一个以学生为中心的探究学习环境，提供了互动、鼓励性的游戏活动，能满足个人独特的学习兴趣和需求，学生在不同复杂程度下学习，技术（游戏、知识建构工具等）被用来作为支持实验、操作和观念产生的工具[25]。

四、游戏化探究学习课程的设计与开发

基于以上提出的游戏化探究学习模式，并结合香港中文大学资讯科技教育促进中心推出的教育游戏“农场狂想曲”（FarmtasiaⅡ，简称F2，网址：http://），本文设计并开发了“农场狂想曲”游戏化探究学习课程。

1.课程概况

本课程目标是通过让学生管理模拟农场从而培养和发展他们的科学探究能力和合作能力，适合对象是初中低年级学生，主要涉及学科为研究性学习，具体实施时以选修课的形式、作为一个学习单元应

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教学实践与研究（2）对科学实验的支持。当玩家选定农场的位置

以后，除了地理环境和天气环境不能被玩家改变之外（实际上，天气环境是根据世界各地的真实数据适当更改而来的，会随着季节变化而改变），田地、农作物、动物的指标都可以通过添加肥料、浇水、洗澡等操作进行控制或改变。这些可以自我控制的调节措施，给探究实验提供了机会，学生可以在一定程度上改变农作物和动物的生长环境，来实验自己的想法，支持验证假设的操作。如学生想检验氮元素对作物生长的影响，就可以在施肥的时候添加或者不添加尿素，来观察作物的生长情况。

（3）对合作的支持。F2本质上是一个网络游戏，支持玩家之间的交流，图2所示的“5”处就是玩家之间对话框。此外，玩家还可以互相加为好友，互相发送离线和在线消息，还可以快速直达好友的农场上观光。

3.其他工具和资源

除了游戏环境之外，本课程还提供以下认知工具和学习资源：

（1）帮助学生自主学习的知识手册。研究者开发了F2游戏说明书，分成4个章节讲解了游戏的基本操作以及与游戏直接相关的地理、农业、经济、环境等学科知识；此外，还提供了网络版的学科知识网站；在实施过程中，提供了印刷版的学科知识手册。

（2）帮助学生反思的支架和博客。本课程提供了支持学生反思的支架问题，通过提问帮助学生去诊断错误的原因并且发展修正的策略，激发学生的兴趣及指引学生的活动朝向预定的目标。支架问题主要包含对当天行为的回顾和对下一步行为的计划安排，还鼓励学生将对这些问题的答案发布到个人博客中。

（3）同伴交流和分享的论坛。研究者搭建了游戏化探究学习论坛，将每个小组的成员分在一个讨论区里，小组成员将自己的经验与同学共享，提出自己的疑问。此外，本课程还开发很多游戏外的小组讨论活动，以支持学生的合作与分享。

（4）指导教师教学的指南。为了让教师理解游戏化探究学习的理论与实施方法，研究者开发了指导教师开展课堂教学、提供学习支持、组织小组讨论等的教师指南。指南里既有理论讲述，又有具体的实施案例，为教师开展游戏化探究的教学提供参考。

概而言之，本课程提供的学习工具和学习资源如下页表1所示。

用到学校的综合实践课程教学中。

本课程共分成8个课时，第1、2课时是自主学习阶段，第3-6课时是合作探究阶段，第7-8课时是总结与分享阶段，其中第1、3、5、8课时是集中学习或讨论课时，第2、4、6、7是学生自主探究课时。

2.“农场狂想曲”游戏

FarmtasiaⅡ集成了农业、地理、环境、经济、社会等学科知识，玩家以农场主的身份进入虚拟世界中，建设、管理和运营自己的农场。

学生第一次进入游戏时，将全部被分配到“练习岛”，在岛上跟随教练（一个NPC人物）的指示完成一个个小任务，从而掌握作物种植和动物饲养的基本操作。当角色等级达到5级时，玩家可以在分布在世界各地的230多个城市购买一块地，开始规划、设计和经营自己的农场（图2），根据城市所在地区的气候环境的不同，适合的植物类型和动物的饲养方式也不相同。除了完成以上主线任务获得角色升级和金钱外，玩家与玩家之间可以在虚拟世界中通过小游戏来增强互动，玩家之间还可以相互发送小消息、一起组队去探险新大陆等等。

FarmtasiaⅡ具有以下特征：

（1）模拟真实性。首先，游戏的基本环境（气候和天气）是模仿地球9大气候特征演变而来，包括降

水、温度等都具有一定的真实性；其次，田地、农作物、动物的生长指标比较真实，田地的指标为肥力（氮、磷、钾）、水分和酸碱值，作物的生长指标为数量和生长进度，动物的生长指标为水、食物、清洁和放牧等。这些环境的模拟真实性恰好给科学探究创造了条件。

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教学实践与研究表1本课程提供的学习工具和学习资源

工具和学习资源

信息资源（知识学习网站和书籍）

知识建构工具（反思问题、探究报告样例）

对话和合作工具（论坛、博客和即时聊天工具）

问题空间（FarmtasiaⅡ）教学指南

游戏监控管理工具*

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1.研究设计

本实验研究的目的主要是为了检验该课程的学习成效和了解师生对这种学习模式的态度和意见。

考虑到教育研究的复杂性和现实条件的制约，本研究采用了准实验研究方法，并在研究过程中采用问卷调查、观察和访谈法收集数据。

本次研究的研究工具主要有FarmtasiaⅡ游戏、能力测试题和学生观感问卷。研究中的前后测试卷总分均为30分，都由选择题、填空题和简答题3种题型构成,前后测试题由研究者与课程教师一起开发，由课程教师批阅；学生观感问卷由6个部分组成，分别是与学习相关的基本信息、对学习方式的看法和态度、对配套学习材料的意见、对教师和对小组学习的意见、在游戏中的学习行为和对学习方式的总体意见等，主要由积极正面描述的里克特5级量表的题目组成。

研究对象总共有7年级学生52人，男女生各26人，平均年龄在12岁。从本学期开始，本班开始开展小组合作学习，按成绩异质和自愿原则进行分组，每个组4-5人，每组均有男女生。本次研究维持了已有的分组。

整个实验历时约半个月。首先进行了知识能力前测；然后开始了8个课时（分布在两周）的游戏化探究学习，在学习过程中进行了观察和访谈；学习结束进行了知识能力后测、问卷调查。

除了知识能力测试、调查问卷、观察和访谈数据外，本实验还利用F2游戏记录了学生的游戏时长，利用博客和论坛收集了学生的反思日志和讨论帖子；此外，还收集了学生最后提交的探究报告。其中，在前、后的知识能力测试中共收回有效试卷50份，调查问卷收回51份，游戏有效记录50份，研究者经过整合处理后，共得到三种数据的有效样本49个，其中男生24人，女生25人，占参与本次实验研究对象总数的94.3%，后期的数据统计结果均来自于这49份有效数据，主要采用SPSS17.0软件进行统计和分析。

2.研究结果

下面以知识测试和调查问卷数据为主，适当结合观察和访谈数据呈现研究结果。

（1）知识测试

前后测试均由授课的学科教师批阅，各部分的成绩平均分和总成绩平均分如表2所示。

表2前后测平均分统计比较选择题

填空题

简答题

总成绩平均总分标准差

前测后测

学生

教师

注：*是F2当中的教师管理工具，以教师账户登录以后，可以设置学生的登录时间，更改学生密码，查看学生的游戏情况。

4.探究问题的设计及示例

任何以学生为中心的学习环境都是学习者试图去解决疑问或话题、案例、问题或是项目，问题的提出必须有趣、有吸引力、动人。在GIL模式中，探究问题亦非常重要，它是引导学生进行积极的探究学习的重要保证。当然，GIL模式亦非常鼓励学生在体验过程中自己提出探究问题，不过，为了引导和帮助他们学习，本课程亦提供了5个探究问题供学生选用。下面就以其中一个问题为例，讲述基于该问题的探究学习过程。

探究问题：“大部分的农作物都必须种在泥土内，因为泥土内有氮、磷、钾三种物质有助农作物生长。在这三种物质中，哪种物质最重要？还是全部都重要呢？”

首先，学生以小组方式选取该探究问题，然后需要回顾自己已有的经验和知识，查阅提供的学习材料，并形成自己的概念，以假设的方式展现出来，提出“氮最重要”或者“三种都重要”等的假设。这时学生还可以利用论坛及时分享自己的知识和想法。

接下来，学生将进行实验验证。在小组长的协调下，学生以小组的形式设计一个实验方案，如小组长内部分配一位同学仅提供其中一种肥料，另一位同学提供两种肥料或更多的肥料，然后选择同样的种子、在相同的气候环境和时间播种，来验证提出的假设。

实验后，如果跟假设不符合，学生还可以修正假设或者改善实验方案，继续进行实验。在实验验证阶段，小组的网上合作和线下讨论非常重要，教师还要适时给予指导和反馈。

到实验验证的后期，每个小组还需要填写《探究报告》表格，并以小组为单位进行成果分享和学习总结活动。

五、游戏化探究学习课程的实验研究

本课程开发完毕后，研究者在成都挑选了一个7年级班作为研究对象，开展了为期约半个月的游戏化探究学习实验研究。下面简述研究设计及研究成果。

56.57

9.716.04

3.452.53

18.1615.14

5.3012.993

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2011．5中国电化教育总第292期

教学实践与研究由表2可见，两次测验的分数下降趋势很明显，

据学科教师反映，两次考试的难度不一致，后测比前测难，所以出现了平均分下降的情况。从总成绩上看，后测比前测平均分低了3.02分，但是标准差较前测低，后测的成绩分布更加集中和均匀。

为了进一步了解这种学习方式对不同程度学生的影响，研究者将前测成绩的前11名（前测成绩范围是23-26分）和后10名（成绩范围是7-13分）进行了分组，分别称为高分组和低分组。研究结果发现，高分组和低分组的总成绩都有显著变化(P<0.01)，高分组的学生总成绩平均分下降了7.73分，而低分组总成绩平均分则提高了2.60分。由此可见，或许这种学习方式对差生更有成效。

（2）对学习方式的整体满意度

总的说来，学生对这种学习方法的满意度较高，分别有61.2%和27.1%的同学选择了“非常同意”或“同意”，没有人选择“不同意”或“非常不同意”（如图3所示）。

此外，86.7%的学生认为这种学习让知识与实际生活联系更紧密，这样学习不但可以使记忆更加深刻，还能让所学内容更加容易理解。但是在提高成绩的认识上，只有不到40%的学生“同意”这种学习方法可以提高成绩，这一点或许可以和前面的知识测试结果得到印证。学生是否喜欢玩计算机游戏与对这种学习方式的满意度没有显著的相关关系，对农场狂想曲游戏本身的评价与对这种学习方式的满意度有显著的正相关关系。

（3）对科学探究的认识

探究学习的目标，包括基本的探究能力的形成，广泛的科学知识的建构，直觉性、创造性思维及逻辑思维的发展[26]。此次研究者主要关注探究方法的掌握、提出问题和质疑的能力。从现场观察看，绝大部分同学都是积极地进行讨论，提出假设，并去游戏中验证假设。而从调查数据看，77.6%的学生认同“这种学习方法让自己提出更多的问题”，71.4%的学生认为在学习中能够去质疑已有的结论，将近90%的学生认为这种学习方法可以帮助他们掌握科学探究的方法。详细结果如图4所示。

此外，调查还发现将近90%的学生“同意”或“非常同意”喜欢科学探究这种说法，85.5%的学生觉得科学探究很重要，不到10%的学生认为“科学探究是一件枯燥的事情”。虽然不能确定是这种学习方法产生了影响，但是从访谈、反思日志和讨论区帖子数据看，这种学习方法对于培养他们的科学探究意识和能力确实有一定的积极影响。此次实验的任课教师说到：“游戏给学生提供了一个类似真实的空间，学生能够有机会去亲自体验并且发现问题。”一位学生在结束时说：“我觉得我还有很多问题没有解决，我希望……”可见，这种学习方式确实有助于培养学生的科学探究意识，对掌握科学探究的方法有一定的帮助。

（4）动机与情感

Malone和Lepper通过实验研究发现[27]，在游戏中，玩家具有“挑战”“好奇”“控制”和“幻想”4种个人动机。尚俊杰等人经过对玩家撰写文章进行文本分析后发现，对于玩网络游戏的玩家，合作与竞争也是重要的动机之一[28]，因此，在本研究中，主要从兴趣、挑战、控制、成就感和合作5个方面了解学生的这种学习方法在动机和情感上的作用。

从现场观察看，绝大部分同学在学习活动中都表现得非常积极主动，从他们撰写的反思日志和总结报告中也可以看出绝大部分同学都在认真努力地学习。而从调查结果看，超过80%的学生都认为这种学习方法更有趣，使学习更加具有挑战性。77.6%的学生认为这种学习方法能够促进自己和同学间的合作。

一位同学访谈时说：“以写报告的方式把实验过程都记录下来，并论证假设，有探究和挑战性”。

一位同学在博客中写到：“学习到各种生物和地理知识，这使我很充实。收割的那份喜悦与收割前的期待，让我有一种付出后的快乐”。

不过，在“成就感”和“自信心”方面，学生反映并不如有趣和挑战那么强烈，有1名同学不同意“这种学习让我对学习更有信心”这种说法。

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教学实践与研究分组分析发现，高分组学生（前测成绩前11名）和低分组学生（前测成绩后10名）在这5个选项上的均值并没有显著性差异，均值都在2分以下。但是更多的高分组学生认为这种学习方法更具有挑战性，更多的低分组学生觉得这种方法让自己更有信心，也更有成就感。

（5）对学习支持工具的意见

对学习支持工具的意见部分有5个题目，信度系数为0.723，具有可靠的信度。对教师和小组学习的部分有8个题目，信度系数为0.829，也具有较高的信度。

调查还发现，学生对各种支持工具的评价都比较积极。90%以上的同学都认为博客、论坛、游戏指南、反思问题支架等都对此次学习有帮助。学生对两种网络工具（博客和论坛）的评价略高于对纸质工具（探究日志格式、反思问题、游戏手册）的评价。相关分析得知，学生对这种学习方式的整体满意度与配套学习支持工具呈正相关，并且博客系统与反思问题模板在0.05水平上达到了显著。

3.讨论和结论

（1）这种学习方式成效显著

通过前面的分析，可以看出这种游戏化探究学习方式确实具有显著的成效：首先，这种学习方式发挥了游戏能够提高学习兴趣的特点，大部分学生认为这种探究学习是有兴趣的，比传统的书本学习更加有意义；其次，这种学习方式有效地促进了学生进行合作学习，更多的学生在这种学习中采用合作学习的学习方式；第三，在这种探究学习中，大部分学生能够掌握科学探究的步骤和方法，尤其是提出问题和质疑结论的能力；第四，这种学习有利于传统学习中的弱势群体获得较多的自信，使其在学习中表现出更高的自我效能感。

不过，从分析中也可以看出，这种学习方式似乎在知识测试成绩提高方面效果不明显。这也跟尚俊杰等人做过的实验研究结论相符合[29]，像这样比较大型的教育游戏，其价值主要体现在能力和情感态度价值观的提升方面，在知识方面的提高确实不能令人满意，即使在测试中成绩提升，学生的成绩效能感并没有得到较大改变。当然，这或许也是因为游戏化探究学习是一种新型学习方式，而我们仍然用传统的测量方法来评估它的成效导致的结果。

另外，这种学习方式似乎对于原来成绩较差的同学效果更明显。比如这一次低分组学生成绩有显著提高，而且低分组学生对这一种学习方式相对更有信心和更有成就感。或许是因为这种学习方式更能够激发成绩较差学生的学习动机，降低他们在传

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统学习中的弱势感，让他们有机会和成绩好的同学从同一个起点开始，更加具有学习的自信，所以成绩提高就比较明显。而对成绩好的学生来说，他们并不缺乏学习动机，反而认为这种学习方式效率不够高。不过，尽管存在这样的问题，但是并不表明成绩好的同学不能从这种学习方式中受益，比如有研究曾表明[30]，尽管某优秀同学对游戏化学习方式的效率有质疑，但是她在游戏中依然取得了优异的成绩，在能力方面亦有提升。

（2）探究学习过程与游戏体验过程能够有机融合许多学者都认为在教育游戏中游戏特性和教育特性的有机融合是一个非常困难的问题，比如Kir-riemuir和McFarlane曾提到现有的教育游戏要么是有教育价值但是不好玩的教育软件，要么是好玩但是缺乏教育价值的游戏[31]。所以许多学者都致力于追求游戏特性和教育特性的平衡，然而在实际操作中似乎有一个隐喻“教育游戏首先要好玩”，所以许多研究者首先会追求让学生玩得高兴，然后再利用反思总结等措施来保障学习成效。另外，要使游戏好玩，通常会追求游戏过程的流畅性，尽量使学生沉浸到游戏中。

本文提出的GIL模式也利用了反思总结等措施，以便避免游戏化学习中“光玩不学”的现象。不过本学习模式更重要的一个特点是并没有首先去追求游戏过程的流畅性和好玩性，而是将游戏仅仅作为科学探究学习过程的体验环境，利用游戏创设的逼真的环境，让学生提出假设并去验证假设，这样可以使体验学习更加具体和逼真。简而言之，游戏在这里承担了科学探究学习的“虚拟实验室”的作用。这样尽管在一定程度上可能降低了游戏的趣味性，但是保证了科学探究学习的成效。结合前面的研究结果，总体而言，这种将探究学习过程和游戏体验过程整合的方式还是比较成功的。

（3）教师辅助和多种工具支持非常必要

与传统学习相比，这种学习方式中的教师行为和作用更加明显。这种学习方式更需要教师的辅助和支持，学生对教师的要求也更高，他们希望老师能够更多地为他们的游戏行为和探究行为提供及时的有针对性的指导。此研究也进一步证明了，在游戏化探究学习中，不能只提供游戏，还需要提供大量的辅助认知建构的工具，而且最好是提供博客、论坛等网络工具。

六、结语

本文通过文献调研、模型提炼、课程开发、实验研究4个环节，提出并论证了游戏化探究学习模式

本文讲授了游戏化探究学习模式的理念、设计及应用研究,对于教育游戏研究人员有用

2011．5中国电化教育总第292期

教学实践与研究2002.

[27]Malone,T.W.&Lepper,M.R.Makinglearningfun:Ataxonomy

ofintrinsicmotivationsforlearning[A].R.E.Snow&M.J.Farr(Eds).Aptitude,Learning,andInstruction:CognitiveandAffectiveProcessAnalyses[C].Hillsdale,NJ:LawrenceErlbaum,1987.223-253.[28]尚俊杰,庄绍勇,李芳乐,李浩文.网络游戏玩家参与动机之实证研

究[J].全球华人计算机教育应用学报，2006,(4):65-84.

[29]尚俊杰,庄绍勇,李芳乐,李浩文.教育游戏的动机、成效及若干

问题之探讨[J].电化教育研究,2008,(6):64-68.

[30]尚俊杰,庄绍勇,李芳乐,李浩文.游戏化学习行为特征之个案

研究及其对教育游戏设计的启示[J].中国电化教育,2008,(2):65-71.

[31]Kirriemuir,J.,&McFarlane,A.Literaturereviewingamesand

learning[DB/OL].http:///research/reviews/08_01.htm,2005-6-1.

的成效。总体而言，这种学习模式是比较成功的，能够有效地将教育游戏应用到课堂教学中，而且也有助于科学探究能力和合作能力的培养。不过，由于研究时间和研究条件的限制，本研究还有很多局限，如课程开发的不尽完美、学生学习行为研究不够深入、教师的有效支持策略还有待探讨等等，希望在下一步研究中得以弥补和改善。

参考文献：

[1]郭元祥.综合实践活动课程的设计与实施[M].北京：首都师范大学出版社,2001.

[2]黎加厚.教育信息化环境中学生高级思维能力的培养[J].中国电化教育，2003,（9）:59-63.

[3]恽如伟，姜岩岩，李霞.电脑游戏在中小学教育中的应用效果研究综述[J].远程教育杂志，2010，（2）：86-93

[4]尚俊杰，庄绍勇.教育游戏的发展现状与面临的困难和障碍[A].徐福荫，孟祥增.挑战、机遇与发展：应用教育技术促进教育创新.第七届教育技术国际论坛（ETIF2008）论文集[C].济南：山东人民出版社，2008.119-125.

[5][17]Lee,J.H.M.,&Lee,F.L.Virtualinteractivestudent-orientedlearningenvironment(VISOLE):Extendingthefrontierofweb-basedlearning[R].HongKong:ThescholarshipofteachingandlearningorganizedbyUniversityGrantCouncil,2001.

[6]尚俊杰，蒋宇.发达地区中小学校长教育游戏应用意见调查[J].电化教育研究，2010,(8)：100-106.

[7]施瓦布.探究学习[M].东京：明治图书,1970.65.

[8][26]钟启泉.课程的逻辑[M].上海：华东师范大学出版社，2008.[9]徐学福.探究学习的内涵辨析[J].教育科学，2002,（6）：33-37.[10]余文森.论自主、合作、探究学习[J].教育研究，2004,（11）：27-32.[11]Kolb,DavidA.ExperientialLearning:ExperienceastheSourceof

LearningandDevelopment[M].EnglewodCliffs:Prentice-Hall,1984.

[12][24]石雷山，王灿明.大卫库伯的体验学习[J].教育理论与实践，2009，（10）：49-50.

[13]王嘉毅，李志厚.论体验学习[J].教育理论与实践，2004，（12）：44-47.[14]Lave,J.&Wenger,E.SituatedLearning:LegitimatePeripheral

Participation[M].Cambridge:CambridgeUniversityPress,1991.[15]MicheleD.Gamedesignandlearning:aconjecturalanalysisofhow

massivelymultipleonlinerole-playinggames(MMORPGs)fosterintrinsicmotivation[J].EducationTechnologyResearchDevelopment,2007,55(3):253-273.

[16]Squire,K.D..ReplayingHistory:LearningWorldHistorythrough

playingCivilizationIII[D].Indiana:IndianaUniversity,2004.[18][19]Ketelhut,D.J.et.al.AMulti-userVirtualEnvironmentfor

BuildingHigherOrderInquirySkillsinScience[DB/OL].http://muve.gse.harvard.edu/rivercityproject/documents/rivercitysympinq1.pdf,2006-5-2.

[20][22]何克抗，郑永柏，谢幼如.教学系统设计[M].北京：北京师范大学出版社，2002.

[21]陶侃.数字游戏中的心理动作与认知发展[J].中国电化教育，

2010,（1）：68-73.

[23]Crookall,D.Editorial:Debriefing[J].Simulation&Gaming,1992,