1、基于 Flow理论的教育游戏沉浸性设计策略研究教育游戏活动难度动态调控研究马颖峰，隋志华摘要 使 所有的学生玩家产生沉浸感是教育游戏设计的最高境界，尽管影响沉浸感的因素很多，但游戏中的挑战与学生的技能水平相平衡，才是学生对其保持兴趣的最重要因 素。本文在对 Flow理论中“挑战技能”平衡关系的分析以及对游戏中学生玩家技能的构成要素分析的基础上，提出了适应性地动态调控游戏活动难度，而使所 有学生玩家都能找到沉浸区域的教育游戏设计策略，以达到使所有学生在游戏中皆获益之目标。关键词 Flow 理论；“挑战技能”平衡；游戏活动难度动态调控一、问题的提出目前基于 Flow 理论对游戏体验的评估研究较为普
2、遍，而鲜有将该理论应用于揭示玩家因何而沉浸于游戏、如何有效地提高沉浸感等方面的研究。1商业游戏之所以容 易使玩家沉浸，关键在于游戏设计者巧妙、合理地设计了一系列“挑战技能”高度平衡的关卡或任务。2然而，大部分商业游戏追求的挑战与技能的平衡只能 吸引中间区域技能水平的玩家，而对于其他玩家（骨灰级或菜鸟级玩家）则显无趣或困难。这对于耗资巨大的商业游戏看似浪费，但事实上能够吸引这些既定的目标 受众就已经成功了，因为其可以借助其他途径如卖装备、点卡等达到盈利目的。但教育游戏却不能止步于此，因为，教育游戏追求使每个学生玩家获益与商业游戏追 求利润之目标不同。为此，教育游戏迫切需要一种吸引全体学生玩家以提
3、高教育游戏之沉浸性的设计策略，之所以要提高教育游戏的沉浸性，是因为沉浸状态下的愉 悦感是促使学生学习的催化剂。3目前的教育游戏 所提供的预先设定的固定难度游戏活动或关卡，难以使所有学生都沉浸。因此，要想使不同水平的学生都能进入游戏并维持一种沉浸的学习状态，途径之一就是让学 生尽快找到自己的“挑战技能”平衡点。本文认为，游戏活动的难度若能随着学生技能水平的不同而动态变化，并与学生的技能达到平衡，就可以增强所有学生产 生乐在其中的沉浸感。二、Flow（沉浸）理论中“挑战技能”平衡关系的再认识（一）关于 Flow理论Mihaly Csikszentmihalyi（1975）将沉浸定义为一种将个人精力
4、完全投注在某种活动上的感觉。沉浸感产生时人们完全被吸引并投入到活动情境当 中，过滤掉了所有不相关的知觉，只对具体目标和明确的回馈有反应，通过对环境的操控产生一种控制感，并伴随高度的兴奋及充实感。4Hoffman 和 Novak，Chen、Wigand 和 Nilan将沉浸感分为三个阶段：沉浸的先前准备阶段、沉浸体验阶段、沉浸体验的结果。沉浸的先前准备阶段所考虑的 要素包括注意力的集中、明确的目标、与玩家技能相平衡的挑战、活动的趣味性、简单快速的上手，沉浸体验阶段的体验包括行动与意识的统一、高度专注、对活动 的控制感、时间感的变化、远程监控感，沉浸体验所带来的结果是促进学习、激发玩家的探索行为、
5、信息技术的接受及使用、行为控制的认知。5Mihaly Csikszentmihalyi在研究中发现，只有极少数人有“自成目的的内在自我体验”的个性，因此很少有人能在完全不同的环境中都获得沉浸体验。大 部分人必须在他们的活动和自身技能都有利于进入沉浸状态的时候才能够得到沉浸体验。这就意味着学生沉浸体验的获得需要游戏设计者为其创设合适的前提条件， 此前提条件也就是前文中指出的沉浸先前准备阶段中所应考虑的因素。沉浸理论指出挑 战和技能的平衡是影响沉浸感的主要因素。挑战太高或太低会消减游戏之沉浸感，前者因玩家对游戏控制力的缺失而产生焦虑或挫败感，后者因玩家感觉无聊而失去 兴趣，沉浸状态主要发生在两者平
6、衡的情况下。6Ghani、Supnick 和 Rooney指出沉浸的两个重要特征：完全专注于活动并体验活动带来的愉 悦感，沉浸体验发生的先决条件是环境中挑战与个人技能的平衡。另外，Ellis、Voelkl 和 Morris也指出最佳体验源自于个人对于挑战与技能之间 平衡的感知。7（二）Flow 理论中“挑战技能”的平衡关系Flow理论中“挑战技能”的平衡关系如图 1所示。8图中纵轴表示挑 战难度，横轴表示玩家技能。中间曲线表示一个玩家获得的沉浸体验，灰区为玩家可接受的“沉浸区域”。在沉浸过程中，“挑战难度”平衡于“玩家技能”。虽然 挑战中的某个部分可能会让玩家感到比自己的预期稍难或稍容易，但这
7、些情况尚在他的忍受范围内，因而他的体验仍可维持在“沉浸区域”当中，如灰区所示，这是 一个不会产生焦虑和厌倦的区域，而不仅仅是一条线。图中，侧面的两个弧线表示玩家实际的体验偏离了“沉浸区域”，负面的精神效应焦虑、厌倦打断了玩家 的沉浸体验。若挑战难度超过了玩家技能，那么其将因克服不了高难度挑战的压制而产生焦虑；反之，若挑战难度低于玩家技能，其又将使其感到厌倦。不同玩家拥 有不同程度的技能，就像指纹一样，每个玩家的“沉浸区域”也各不相同。因此往往一个设计较好的游戏可以让普通玩家沉浸其中，但却无法吸引那些骨灰级或菜鸟 级玩家。（三）教育游戏中“挑战技能”平衡关系的再认识学生在教育游戏 中的技能包括两
8、方面：一是对游戏工具（鼠标、键盘、游戏规则等）操作的熟练程度和学生在游戏中的角色属性特征（生命力、攻击力、防御力等），二是学生运用 先前知识对游戏中承载的学习内容及知识技能的内化而习得的问题解决能力。本文用“操作技能”和“认知技能”对其加以区分，前者可以通过简单的训练而提高， 后者则涉及到人类学习活动中的高级建构过程。同样，学生所面对的挑战也来自两方面：一是游戏操作活动带来的挑战，二是学习活动带来的挑战。不同学生的技能 水平不同，同一个学生的技能水平也不是固定不变的，因此，教育游戏中挑战和技能的平衡关系不应该是静态的，而应是动态的。游戏设计师应提供给学生更广泛的 挑战选择，以使不同技能水平的学
9、生都能产生沉浸感并维持在自己的沉浸区域内。“挑战技能”的动态平衡关系如图 2所示。对“挑战技 能”的动态平衡关系描述如下：学生在进入游戏后，若找到了与自己技能相平衡的挑战，便会产生沉浸感；沉浸状态下的内在愉悦和成就感会成为学生在游戏中学习 的强劲动力，它“过滤”掉了一切与游戏无关的感知，使学生高度聚焦于游戏目标上；学生快速调动先前技能来克服所面临的挑战，在完成游戏任务的同时也完成了 游戏所承载的学习内容；最终，学生的操作技能更加熟练，知识水平也得到了巩固和提升。此时，若新的挑战与学生的技能无法平衡，沉浸感将被打破。反之，二者 相平衡的话，新的“挑战技能”平衡关系又将建立，学生将持续在沉浸状态中
10、。为了保持沉浸感所带来的享受，随着技能的不断提高，学生会不断地去接受新的挑 战，在新的挑战中提高技能。因此，挑战与技能的动态平衡关系有利于延长学生在教育游戏中的沉浸时间，进而有利于教育目标的实现。三、游戏活动的挑战难度的动态化设计从“挑战技 能”的动态平衡关系来看，若学生产生了负面体验，比如因克服不了游戏中的挑战而焦虑，此时应降低挑战难度，使之与学生技能相平衡，进而把学生重新拉回到沉 浸区域中。同样如果因挑战太容易而厌烦，就应该提高挑战难度。所以，要想不同技能水平的学生都能找到自己的“沉浸区域”，游戏的挑战难度必须是动态变化的 随学生技能水平的变化而变化。那么教育游戏中活动动态变化的依据是什么
11、？即在游戏中，如何判断学生是处于沉浸状态还是负面状态？如何判断挑战难度是适度还是容易抑或困难？本文认为监控和分析学生在游戏中的操作行为可以解决这个问题。（一）监控和分析学生玩家在游戏中的操作行为Finneran和 Zhang提出了“人工具任务”（PAT）模型，该模型将人类从事的与计算机相关的活动所包括的要素概念化，并指出设计教育游戏时这三个要素都必须做出详细说明。9因此，教育游戏中的监控可以从以下三方面来实现：学生玩家游戏工具游戏任务。1.学生玩家自身因素可以监控学生玩 游戏时的身体和心理变化。如进行眼睛追踪、肢体运动追踪等。眼睛运动的类型主要有两种：扫视和凝视，追踪眼睛运动可用来测量学生的注
12、意力，通常扫视表示注 意力分散，而凝视说明注意力集中。有研究表明玩家处于沉浸状态时眼睛每秒钟的平均凝视数目在减少、凝视持续的时间长度在增加。即在沉浸状态中玩家眼睛的运 动会减少，此时他们更专注于游戏中。10另外，还可以用生物传感器测试学生的压力水平，这样可以较为准确的检测学生的心理状态，但这种方法目前不管在 商业游戏还是教育游戏中的应用都很少，这有赖于技术条件的成熟。2.游戏任务因素游戏任务系统提 供的可监听信息包括：学生在游戏任务中的死亡次数、学生在游戏任务中所处的位置即在游戏中的进度、学生完成任务的用时长短、使用帮助信息的频数等。正常逻 辑下，同一款游戏中，学生短时间内完成了游戏挑战则说明
13、挑战难度较低，用很长时间才完成或使用帮助信息的频数较高则表明挑战难度较高，这时学生可能处于焦 虑状态。另外一个重要的监听因素是学生与游戏中 NPC的交流顺畅与否情况，因为 NPC的相关显性功能能够将学生的隐性需求可视化，当学生的这些需求得到满 足时学生便全神贯注于游戏当中。113.联系学生玩家和游戏的工具因素此工具因素，是 指学生操作时用到的游戏工具，包括鼠标、键盘、游戏手柄、摇杆、脚踏板等，鼠标和键盘是目前游戏最常用到的。学生如果能够驾驭游戏挑战，那么他的每一步操 作都会有较高的有效性，倘若其技能不足以应对游戏挑战，在焦虑心理的影响下则往往会出现大量无效操作，所以假如鼠标在游戏画面上盲点或者
14、无目的地持续敲击 键盘则说明挑战难度过高。故鼠标或键盘的无效操作频数也可作为一个监控因素。（二）根据分析出的数据动态调控游戏活动若数据显示当前 游戏挑战过于容易，则呈献的下一个挑战的难度必须有所提高，否则学生可能会因为厌烦无聊而离开游戏。反之，若数据显示游戏挑战过于困难，则应降低难度，如 呈献出更多的帮助信息，否则持续高难度的挑战会让学生感到焦虑而失去信心离开游戏。教育游戏活动难度动态调控如图 3所示。四、游戏活动难度动态调控的策略分析（一）“游戏活动难度等级库”和“学生技能评价标准”的设计动态调控的前提是：一要准备多种不同难度等级的游戏活动，并将这些活动与游戏的关卡独立起来，建成“游戏活动难
15、度等级库”。二要将学生的技能标准从低到高划分成若干等级，并依据学生在游戏中的操作对每个等级建立评价标准。1.从操作难度和知识点难度两个角度出发设计“游戏活动难度等级库”一是游戏操作的 不同挑战难度的设计。如：游戏活动为在某一地点五刀杀死一个怪物，可将难度提高为十刀杀死一个怪物。二是知识点的不同难度等级的设计。如：可以将游戏活动 中在跟弧长有关的变量已知的情况下利用弧长公式计算弧长，难度提高为跟弧长有关的变量未知，必需运用先前知识得到这些未知变量的值以后再利用弧长公式计算 弧长。通过对玩家操作数据分析之结果，在该库中抽取难易系数不同的游戏活动。2.从操作技能和认知技能两个角度出发设计“学生技能评
16、价标准”根据前文中所讲述的这两种技能来设计“学生技能评价标准”。将监听到的学生操作行为与学生技能评价标准相对照判断出当前活动的难度级别，进而调用出“游戏活动难度等级库”中难度合适的活动。“学生技能评价标准”也可以作为游戏结束时判断学生技能是否提高的依据。（二）适时变化操作难度或知识点难度，而不是两者平行变化游戏挑战对学生来说是过于简单或困难，是由操作技能的熟练程度引起的，还是因对知识点的掌握和应用程度引起的，还是两者共同作用的结果，这些因素决定了该从哪些方面来调控挑战难度。起因不同应当有不同的调控策略和方法。1.游戏前半部分以调节操作难度等级为主游戏开始时，学生面对的首先是游戏界面风格以及游戏规则等，为了和游戏无缝接触，学生必须花时间去熟练操作。此时对游戏的上手难易主要取决于学生的操作技能，因此在这个阶段主要调节游戏的操作难度。2.游戏后半部分以调节知识点的难度等级为主游戏进行一段时间后，学生已经具备基本的游戏操作技能，此时挑战的难易程度更多地取决于游戏所承载的知识点的难易程度，这也是
