“读心术”教育游戏的设计开发与实践分析

☆谢冬松

（哈尔滨学院网络中心，黑龙江哈尔滨 150086）

一、引言

教育游戏作为未来游戏与教育的发展趋势之一，在我国的研究和实践刚刚起步，还处于一个探索阶段。[1]“教育游戏”还没有严格的定义。2004年的《教育游戏产业研究报告》把教育游戏定义为“在游戏化学习的思想和娱教技术思想的指导下，将学习因素和电脑游戏因素有机结合，能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、态度、价值现，并具有一定教育意义的计算机游戏类软件”。[2]

现在进行教育游戏研发的单位中公司企业居多，商业性比较强。而且游戏结果单一，说教内容过强，一旦游戏者熟悉了游戏之后，游戏就没有太大的吸引力。另外，在游戏与教育知识点结合方面，当前的教育游戏软件仍存在一些不足，游戏与知识内容完全分离，知识内容大多以题目的形式出现，没有真正地融入游戏中。[3]基于以上的状况，笔者认为，教师应该根据学生特点和教学内容来自行设计和开发一些小型的教育游戏，以提高学生学习兴趣和教学效率。

二、设计理念

基于上述情况，笔者参照一个在西方流传的魔术－“读心术”的内在机理，设计完成了一个具有教育游戏开发代表意义的小型教育游戏－“读心术”。该游戏在设计和开发的实践过程中，体现了以下教育游戏设计理念。

1.界面友好，效果直观

该款游戏一共只设计了两个用户交互按钮，所有内容都尽量直观地以图片、文字形式显示出来。由于该游戏是基于图片记忆的，因此，与大多数拼图、“连连看”等智力开发小游戏相似，选用了大量色彩鲜艳、内容多变的图片，并以随机轮换的方式在界面上显现（如图1）。

图1 游戏界面

2.内容奇幻，能够引发游戏者的好奇心

以计算机人性化魔术表演为主场景，设计为计算机猜测游戏者静默记忆的图片，并且能够连猜连中，这也是游戏冠名“读心术”的原因。魔术化的场景和奇幻效果会激发游戏者探究真相的心理动机，从而切合了教育游戏设计中把游戏的娱乐性转化为主观学习动机的指导思想。

3.教育知识内容呈现自然，注重理解

利用游戏者迫切想要解秘的心理，将要讲授的相关数学知识自然地呈现出来，而不是采取直接灌输式的方式给出答案。游戏仅仅提示魔术实现的数学原理，引导游戏者思考，并辅以效果化场景重现（所有目标图片域单色显示），如图2。这种方式有助于游戏者通过揭开谜底的心理满足感进一步深化理解相关数学知识，从而真正达成游戏寓教于乐的设计目的。

图2 揭示游戏数学原理的游戏界面

三、游戏设计开发过程

1.开发环境

硬件：PC 机 CPU 奔腾 VI 2.0GHZ；内存 1GB；硬盘80GB。

软件操作系统：WINDOWSXP；MiscroSoftVisual Basic 6.0中文企业版；Adobe Photo Shop 7.0图像处理系统。

运行环境：Windows98／ME、Windows 2000、Windows XP、Windows Visa。

软件大小：1.6MB。

2.游戏内在数学原理

游戏中的数学原理也是最终要让游戏者理解和掌握的数学知识，即“任何整数X减去组成X的各个数位权值之和能被9整除”。

简单证明，任何整数X都可以写成如下形式表示：

那么，设X减去组成X的各个数位的权值之和所得的差为Y。根据题意，则有如下表达式：

显然，Y是9的整数倍数，即Y可以被9整除。

3.相关算法的设计

（1）第一步，运行程序，开始游戏。首先，以文本形式显示游戏规则及范例，引导游戏者参与，然后，转到步骤2。

（2）游戏初始化开始，在屏幕中按0～99标号设置100个图片域，判断图片域标号数值，如果能被9整除，则为目标图片域，系统以取值区间[1，100]从库中随机抽取出一幅图片（这里设为K号图片）在目标图片域中填充，否则，转步骤3。直到所有目标图片域被K号图片填充完毕。

（3）当前图片域填充内容在图片库中以取值区间[1，100]随机抽取。直至所有图片域内都有图片填充。

（4）进入人机交互过程，如果游戏者用鼠标点击“我是预言家”按钮，屏幕将显示K号图片。如果游戏者选择“再来一次”按钮，则转步骤2执行。

（5）用鼠标点击计算机人性化图标时，进入教育知识呈现过程，首先出现游戏数学原理提示，同时，程序再次判断出所有目标图片域，将目标图片域以单色（红色）显示。

4.游戏优化设计

（1）为避免目标图片域填充后出现相同图片呈对角线排列，显现直观的情况，不宜在屏幕中采取10×10矩阵方式设置图片域。

（2）为避免K号图片重复显示过频，在目标图片域填充时舍去了90号和99号两个目标图片域（根据游戏规则，当0≤X＜100时0≤Y≤81），将这两个图片域按照非目标图片域填充。

（3）为避免K号图片显示重复过频，采取了单独设立K号图片选取范围的形式，但是，还要兼顾迷惑性，因而K号图片选取范围与非目标图片域填充图片的选取范围存在少量交集。

四、实践分析与结论

为了验证该款游戏的实际应用效果，笔者选取了某省会城市两所初中（下文称初中A班、B班）和一所普通高中共三个班级为样本，进行了课堂教学实践，并由任课教师在课后组织进行了问卷调查和后续测试。实验样本情况如表1。

表1 实验样本

1.对游戏趣味性的评价

从统计数据中可以看出，在三个样本班级共143位学生中，对游戏感兴趣的有84人，占总数的近60%。其中，有17人因为喜欢游戏的魔术场景或领悟了内在机理，表示有强烈的兴趣，表示不感兴趣的有25人（如图3所示）。经调查后显示，不感兴趣的主要原因依次是“不喜欢”、“没看懂规则”和“太简单”等。

图3 学生对“读心术”感兴趣的程度

2.对游戏内容的评价

统计显示，在接受问卷调查的所有学生中，绝大多数（90%以上）的学生能够理解游戏内容并尝试游戏。其中，对游戏实现机理表示明白理解和已掌握的学生共有66人，不理解游戏内在机制的有14人，调查显示，高中学生因为有一定学习基础，在全部（46名）学生中，只有1人表示完全不理解游戏实现机制，有超过90%的学生达到了基本理解和完全理解的程度。各年级情况如图4所示。

图4 学生对“读心术”内容的理解程度

3.对游戏中数学知识的实际掌握情况

在问卷最后一项，要求复述出游戏中的数学原理，证明“X减去组成X的各个数位的权值之和可以被9整除”。结果在初中A班40位学生中，有36位做出了回答；初中B班57位学生中，有48位做出了回答；在高中班46位学生中，有44位做出了回答。在所有132份答案中，能够准确复述的共有36份，基本正确的有65份，两者约占答案总数的72%（如图5所示）。

图5 学生对游戏中数学知识的实际掌握程度

4.结论

（1）游戏能够为大多数参与调查的学生所接受，从数据分析图来看，高中与初中学生的学习基础差异、不同年级之间的学习基础差异对游戏教育效果的影响是存在的。

（2）游戏能够利用本身的娱乐性激发学生探求内在机理的好奇心，并且在知识传播方面效果明显。能够使绝大多数懂得游戏规则的学生达到基本理解和完全理解的程度。

（3）游戏本身还存在规则说明生硬、游戏复杂度不够等缺陷。这些缺陷直接造成了一部分学生因为不能掌握游戏规则而无法参与的后果。这也是游戏需要进一步改进的方面。

五、结束语

教育游戏作为一种寓教于乐的新方式，在教育行业中有着广泛的应用前景，其应用的方式、条件和遵循的原则等问题，还需要在不断的实践中进行深入的研究。正如Gee(2003,2004)所说：“好的视频游戏融合了认知科学中的学习原则”。[5]只有当教师意识到嵌入到游戏中的强有力的学习原则的时候，他们才会根据学习者的认知和学习目标来设计和开发真正的教育游戏，这是教育游戏所憧憬的未来。

[1][3]程君青,朱晓菊.教育游戏的国内外研究综述[J].现代教育技术,2007,17(7):72－75.

[2]吕森林.教育游戏产业研究报告[J].中国远程教育,2004,(11):44－47.

[4][EB／OL].http:／／game.people.com.cn／GB／48603／48638／4248519.html.06－3－13.

[5]James Paul Gee.Good Video Games and Good Learning[EB／OL].Available from:http:／／www.academiccolab.org／resources／documents／Good＿Learning.pdf.