當前人類的知識呈爆炸式增長，日新月異的信息技術對教育的革命性影響初見端倪，對傳統的教育理念、體系、制度、內容、方法、治理等各個方面造成了巨大沖擊，形成了巨大的發展張力，也給人們帶來無限的想象空間。人們希望藉助雲計算、人工智能、大數據、增強現實等新技術和移動學習、遊戲化學習等學習方式促進教育的深層變革。本文就來探討如何藉助遊戲化學習（Game-based Learning）讓學習更科學、更快樂、更有效。
時代呼喚更加科學
隨著人們對客觀世界認識的發展，在各個領域，人們都在努力按照科學規律辦事。比如，現在人們對孩子的養育也變得越來越科學，在餵養嬰幼兒時，一般都是定時餵養，就連衝奶粉也要按照一定的水溫、一定的水量。
不過，在教育領域，似乎還有很多事情需要更加科學。比如小學生一年級的教材中，拼音“AOE”這三個字母往往是印在一頁紙上的，而在上小學之前，幼兒看的繪本都是非常簡單的畫面和文字，他們一夜之間就要看印的非常複雜的文字和圖片，“AOE”到底應該印在一頁上還是應該印在三頁上呢？當然，對於紙質書來說可能有問題，但是將來使用數字教材了，我們到底準備怎麼組織教材呢？
再如今天的平板電腦教學，相信將來一定會普及到每一個課堂中，但是如果真的給孩子用三年平板電腦，到底有什麼好處，有什麼壞處？對視力到底有沒有壞處？對社交、學習、知識能力、情感、價值觀到底有什麼影響，這些似乎也沒有可靠可信的研究成果，至少缺乏很多科學的依據。理論上我們應該在全國找幾個學校，至少找幾千名孩子，連續用幾年，進行嚴謹的實證研究，從而才可以有證據說明長期用平板電腦到底會怎麼樣？
其實不光上面兩個例子，教育信息化發展的紅紅火火，隨著教育改革進入了“深水區”，教育信息化碰到的瓶頸問題越來越多。比如，教育界希望利用信息技術促進學習方式變革、推動信息技術與教育教學深度融合，但社會各界的質疑依然此起彼伏：利用信息技術真的能提升學習成效嗎，能激發學習動機、培養高階能力嗎？技術到底能否改變教育？而要想回答這些問題，就會歸結到“人究竟是怎麼學習的，怎樣才能促進有效學習”這一根本性問題，我們就必須來探討一下學習科學（Learning Sciences）。
學習科學：讓學習更科學
學習科學是國際上近30年發展起來的跨學科的研究領域，涉及教育學、信息科學、認知科學、腦科學、生物科學等重要學科。學習科學研究的目標，首先是為了更好地理解認知過程和社會化過程以產生最有效的學習，其次便是為了用學習科學的知識來重新設計我們的課堂和其他學習環境以及用到的認知工具，從而使學習者能夠更有效和深入地進行學習。簡單地說，學習科學就是專門研究“人究竟是怎麼學習的，怎樣才能促進有效地學習”這一根本問題的。
學習科學源於一部分認知科學學者對實驗室研究的質疑，實驗研究有效結論嚴謹，但對課堂等真實的教學情境影響很小。此時恰好計算機輔助教育的興起，這兩批人一合作就提出了一個新的名詞——學習科學，希望將腦科學、心理科學的研究成果和真實情境中的教學架起橋樑。可喜的是，近年功能磁共振成像技術（fRMI）、人工智能和大數據等先進技術的發展，使學習科學產生了突破性的發展，腦、心智和（真實情境中的）教育似乎真的可以建立緊密的聯繫了。
學習科學的研究內容比較廣泛。其中比較引人矚目的一類研究是和腦科學相關的學習基礎機制研究，華盛頓大學Patricia Kuhl主持的一項研究顯示，雙語學習能夠改變腦白質的微觀結構。與只學習一種語言的同齡人相比，一出生就處於雙語環境中的嬰兒和兒童，具有更高的認知靈活性和控制注意的能力，這個研究結果可以幫助解答很多父母包括教育研究者對孩子要不要從幼兒時期就開始學習雙語的疑惑。另外一類比較吸引人的研究是和人工智能、大數據、信息技術等相關的學習環境設計和學習分析技術研究。比如伍斯特理工學院（Worcester Polytechnic Institute）的JaniceGobert教授長期從事基於計算機的交互式科學實驗環境的設計和開發，用以促進學生對於物理、生物、地球科學等領域的探究式學習。加拿大西蒙菲莎大學的Phil Winne教授近期專注於發掘大數據對於學習者在網上自主學習的支持，並設計了一個用於追蹤和支持網上自主學習的在線工具nStudy，它能夠針對所收集的大數據進行及時整合、分析和篩選，並將結果有針對性地反饋給學習者，以幫助學習者及時、有效的調整自主學習過程。匹茲堡大學Lauren Resnick教授所創立的學習研究所作為美國知名教師培訓和教學促進機構，已開始嘗試使用課堂討論分析工具Classroom Discourse Analyzer（CDA）幫助中小學老師反思和提高課堂討論效果。
學習科學自提出以來，歐美髮達國家和地區都非常重視，許多國家已經將學習科學確立為新的教育政策的關鍵基礎，將人類學習的重要研究成果作為課程決策與行動的基礎，在廣泛領域得到實際應用。香港大學也將學習科學和腦科學、新材料並列為十六個需要重點發展的學科。在下一年的國家自然科學基金會指南中，設置了教育大數據分析、認知工具等多個促進教育科學研究的代碼，而其中多個代碼也是和學習科學直接相關的。相信在國家的大力支持下，未來的學習將會越來越科學。
遊戲化學習：讓學習更快樂
科學的東西確實很好，但是不一定快樂，比如說大家都知道吃青菜好，但是我們就是喜歡吃肉，怎麼辦？如果學習能夠又科學又快樂，那肯定會更有效。
其實，學習是人的本性，從一生下來，兒童為了認識這個未知的世界，就不斷地進行模仿和學習，這點從一年級小學生高高興興、搶著去上學就能略知一二。但是隨著年齡的增長，學生的學習動機越來越少，就算有人學得很好，但是卻忘了自己為什麼而學，一項針對北京大學入學新生的調研發現，30.4%學生厭惡學習，“只是在跟著別人選擇好的路在走而已”。隨著年齡的增長，家長對自己孩子的學習也越來越失望，學生學習動機的缺失，會造成學習主體性缺失，是一件非常值得關注的現象。一方面是學生喪失學習動機的風險，另一方面我們看到學生在“遊戲”中的高動機行為屢見不鮮，據中國互聯網信息中心（CNNIC）的調研，在青少年各年齡段中，玩網絡遊戲的比例都超過了95%，在遊戲中的投入更是大得驚人，據一項統計，全世界玩家在《魔獸世界》這款遊戲中投入的時間有500億個小時，相當於593萬年，相當於人類從起源到今天的時間。我們何不借鑑遊戲，來讓學習變得更有趣，更多地留住學生的學習動機呢？
關於遊戲化學習，眾所周知的《地平線報告》報告中經常預測遊戲或遊戲化或遊戲化學習的價值很大。上海在2014年也頒佈了一個藍皮書，其中也講到遊戲化體驗學習未來幾年對上海基礎教育內涵發展將會起到影響作用。《哈佛商業評論》曾經發過一篇文章《網絡遊戲：領導力的實驗室》，它表示未來的跨國企業越來越像今天的遊戲，網絡遊戲中任務導向的組織結構、可利用多種實時的信息資源來做出決策、隊友間相互透明的技能和能力水平、透明的激勵系統、多樣的且能夠為特殊目的服務的交流媒介等5個要素讓領導力訓練變得更加容易。在遊戲中玩的好的孩子，在未來的跨國企業中領導力就比較強。
關於遊戲的價值，通過我們近些年的研究，逐漸總結出了遊戲的三層核心教育價值：依次為遊戲動機、遊戲思維和遊戲精神。
（一）遊戲動機
遊戲動機是最基礎也是最具操作性的價值，強調將遊戲應用到學習中，激發學生的學習動機。雖然只是用了遊戲動機這幾個字，但是實際上也包括了學習知識、提高能力和情感態度價值觀的培養等。許多研究項目都在這個層次上，很多研究者努力設計與開發更優秀的教育遊戲，以便能夠讓學習變得更有趣。事實上，也有許多研究結果表明遊戲確實有助於激發學生的學習動機。
例如，圖1是一個幫助學生學習分數的小遊戲，左上角是此關的目標——1/2，遊戲操作是你拿著鉛筆在這個圖形上隨意切割，把圖形切割得越接近遊戲目標（1/2），得到的獎勵也越高。這個遊戲既既練分數又學圖形，還能培養髮散型思維。分數學習對孩子學數學特別重要，而這個遊戲可以讓孩子們理解的更加深刻。
圖1 分數切割遊戲
圖2是Lumosity網站推出的訓練注意力的遊戲，屏幕上有幾輛小火車，不同顏色的小火車需要停到不同顏色的車站裡去。但是中間有些岔道，需要你及時的搬動岔道改變小火車的軌道才行。隨著遊戲的進行，小火車會越來越多，玩家處理起來會手忙腳亂，Lumosity網站認為這樣的遊戲有助於培養人的注意力和多任務處理能力。注意力是學習的基本能力，一個小孩子注意力如果不能培養好，學習就會很困難。
圖2 Lumosity網站的遊戲
斯坦福大學Kesler教授等曾經將lumosity網站推出的類似小遊戲從行為表現和神經機制兩個層面評估了其對提升特納綜合症兒童數學能力的效果。特納綜合症是一種先天性疾病，患者常存在視覺空間、數學和記憶困難等認知缺陷。初步研究結果顯示：在行為表現層面，試卷測試結果顯示患者的計算能力、數字常識、計算速度、認知靈活性、視覺空間處理能力都有顯著提高。在神經機制層面，實驗後患者的腦活動模式發生了較大改變。簡單地說，利用一些特製的遊戲，定點去修補某一塊的神經區域，修補好以後，相應的數學能力就比較容易提高，如果神經區域沒有修補好，只是瘋狂地做題，用處可能不會大。
（二）遊戲思維
在遊戲動機之上，就是遊戲思維（或遊戲化思維，Gamification）。遊戲化思維指的是不一定非要將純粹的遊戲應用到學習中，只要將遊戲的元素、機制和設計應用到教育中。比如，現在的一些學習網站中，會利用積分、徽章、排行榜等元素來激發孩子們的挑戰心。
其實，遊戲化思維近年來在商業等其他領域應用更加廣泛，最典型的就是鋼琴樓梯，將樓梯的臺階設計成鋼琴的琴鍵，走在上面可以彈出鋼琴的聲音，結果很多人很想走走這個樓梯。再如微信紅包，它可以給一群人發放隨機金額的紅包，這個小小的遊戲化設計大大激發了人們的好奇心和挑戰心，結果一下子使傳統的發紅包活動變成了一場搶紅包的遊戲。
一些傳統學習活動通過遊戲化思維進行改造後，也能夠起到意想不到的效果。比如說圖3是北京大學附屬小學劉穎老師帶二年級學生玩過的學習“大數”概念的遊戲——“比大小”。老師把全班孩子分成兩個隊，藍隊和紅隊，每隊派一個代表到講臺上來抽紙牌，抽出來一張紙牌，比如6，然後問他的隊友是放在百位上還是十位上，還是放在個位上？小朋友很快就發現，789最好放百位上，456放十位上，123比較小放個位上，老師讓他們學習比較數的大小。但是接著他們就發現更多的東西了，什麼東西呢？如果對方已經在百位上放了一個9，紅隊抽出來一個8，應該往哪兒擺？很多小朋友一看，789比較大，放在百位上，個別聰明的孩子馬上會發現人家已經是9了，你放8不是馬上死了嗎？所以應該放在十位上，當然他們勝的可能性已經很小了，但是隻能押寶接下來再抽出9出來了。這一堂課小朋友玩得非常開心，把數的大小學習得非常深刻，而且還體會到高級博弈技能。
圖3：比大小
除了將遊戲化用在課堂教學以外，也可以將其應用在整個學校的建設中。美國的Quest2learn學校，從學校建設、校園管理、課程建設等各方面採用遊戲化，深圳市寶安天驕小學也在做遊戲化改造課程、空間、環境等方面的整體探索。北京市順義區楊鎮中心小學在探索空間遊戲化、課程遊戲化和學生綜合素質評價遊戲化，創建了第一個遊戲化創新學習實驗室，與北京大學教育學院學習科學實驗室合作開發遊戲化學習課程，在學生綜合素質評價方面，在多年實踐的以發小獎票來對學生進行發展性評價工作的基礎上，開發了一套學生綜合素質遊戲化評價及激勵系統，給每一張小獎票加一個唯一的二維碼，學生帶回家，家長掃一掃二維碼就記錄進學生的賬戶裡，家長馬上可以知道他總共得了多少張，老師也可以知道他發了多少張，可以進行比較、分析、歸納、總結，經過一學期和長期的積累，就可以看到某個學生的學習情況了。
簡單說來，遊戲化思維的核心就是不一定要拘泥於遊戲的外在形式，更重要的是發揮其深層內在動機，在教學、管理的各個環節的活動中有機地融入遊戲元素或遊戲設計或遊戲理念即可。
（三）遊戲精神
遊戲的最高層次和最有意義的價值應該是遊戲精神。所謂遊戲精神，指的是人的一種生存狀態，它表示人能夠掙脫現實的束縛和限制，積極地追求本質上的自由，是人追求精神自由的境界之一。遊戲是假的，但是人們對待遊戲是非常嚴肅和認真的。遊戲是重過程不重結果的。顧明遠先生曾說過現在的教育過於重結果不重過程，那麼我們是否可以發揮遊戲精神，讓學習者像對待遊戲一樣去對待學習過程呢？不管結果如何，每一天都去努力認真的學習就可以了。
席勒曾經說過一句話：只有當人充分是人的時候他才遊戲，只有當人遊戲的時候才完全是人。理想社會按說應該是在法律法規允許的前提下，每個人能夠自由地追求本質和精神上的自由，自願做他想做的事情，而不是做他被迫做的事情。隨著人工智能和機器人的發展，隨著生產效率的大大提高，未來理論上更多的人將會有更多的時間自由自願做自己想做的事情，這一點和遊戲精神就相通了。
當然，要發揮遊戲精神，就要儘量給學習者一些自由度，讓他們儘可能地自由自願地去選擇學習自己感興趣的內容，選擇適合自己的學習方法。
綜上所述：遊戲動機強調利用遊戲來激發學習動機；遊戲思維則表示超脫出遊戲形式，強調將非遊戲的學習活動設計成“遊戲”；而遊戲精神則是最有意義的價值，強調學習者以對待遊戲的精神和態度來對待學習過程和結果。三者的核心是深層內在動機，就是讓學生更多的是靠內在動機而不是外在壓力去學習。
結 語
黨的十九大報告指出，我國社會的主要矛盾轉變為人們日益增長的美好生活需要與不平衡不充分發展的矛盾。新時代人們對精神層面的追求將會越來越高，正如馬斯洛的需要層次理論所告訴我們的那樣，更多的人會依靠著自我實現的需要活著，讓教育迴歸促進人生活和發展的本質，讓教育過程更加科學透明，讓教育活動能夠激發人的內驅力，這樣才能維護每一個人的受教育的權利，才有助於每一個人朝著自由而又全面發展的目標邁進。
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