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RETAIN：一种教育游戏设计和评价的模型 张豪锋 范喜艳 （河南师范大学 教育技术系，河南新乡 453007）
【关键词】教育游戏；游戏设计；RETAIN模型；评价
【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【论文编号】
RETAIN: A Design and Evaluation Model for Educational Games ZHANG Hao-feng FAN Xi-yan (Department of Educational Technology, Henan normal university, Xinxiang, Henan, 453007, China) Abstract: In the digital age, as a way of learning through playing, educational games have become one of the development trends and get more and more attention. However, lacking of feasible design and evaluation model for educational games, lots of problems are existing in the integration of instructional content and stories. This paper discusses the RETAIN design and evaluation model for educational games, hoping to make some recommendations for future research. Keywords: educational games; game design; RETAIN model; evaluation 引言 教育游戏是能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、态度、价值观，并具有一定教育意义的计算机游戏软件，是有着重大应用价值和社会价值的实践领域。近年来国内学者对教育游戏理论和实践进行了很多研究，在游戏的教育应用上也有许多有意义的探索。但在游戏设计与开发方面，由于游戏开发者与教育者缺少合作，各自为战，开发人员缺乏对教育理念的认识，致使开发出来的产品与教学脱节，不能很好地指导学生学习。无法实现教育与游戏自然无缝的融合，教育游戏仍然没有在学校教学中广泛推广。
国外学者在教育游戏设计、开发和评价方面做了大量研究，提出了许多设计开发的模式和方法。本文介绍了Gunter和Kenny提出的RETAIN教育游戏设计和评价模型，该模型基于系统化的教学设计原则，界定了游戏设计者和教学设计者有争议的一些术语和概念。能够给游戏设计者和教育者的协作提供一个共同的框架，使得游戏设计者能将教育内容有效地加入游戏中，也使得教育者能将游戏更有效的整合到他们的课程中。该模型可以用来评价现有游戏的教育价值，从大量的游戏资源中遴选出具有课程价值的游戏，挖掘其中的课程因素，或对筛选出来的游戏进行修正，以辅助教师在课堂教学中高效的使用教育游戏。
一 RETAIN模型
美国中佛罗里达大学的Gunter和Kenny于2007年提出了教育游戏设计和评价的RETAIN模型。该模型由七部分组成，相关（Relevance），嵌入（Embedding），迁移（Transfer），适应（Adaptation），沉浸（Immersion），自然化（Naturalization），取其每个英文单词的首字母，简称RETAIN。[1]模型基于教学设计和游戏设计的原则，其中的元素代表着教学设计者和游戏设计者公用的术语、情境和方法，但同时也考虑了其不同性。
1 相关
学习活动要与学习者过去的知识、经验或某种利益相关，呈现的学习材料要与学习者的需求和学习风格相关。教学单元之间也应互相关联，单元的设置应该参考先前的学习材料，要用到引导性材料和先行组织者。教育游戏要为学习者创设一种真实的学习情境，情境中的人物角色或主题应是学习者所熟悉的，创设的情境要能激发学习者的学习兴趣和动机，引发学习者的情感反应。[2]
2 嵌入
教育游戏不是游戏与知识的简单嫁接，而应是质的融合，应提高教育游戏的目标达成度，既保留游戏性，又使游戏承载着学习策略，在游戏任务执行过程伴随着知识探究过程。在游戏设计中要考虑如何创设虚拟的环境和游戏体验，将教学内容从玩游戏的角度自然灵活地嵌入到相关的情境中，用故事情节来承载教学内容，实现教学内容与故事情节的恰当融合。同时将学习目标分解成各级子目标，各级子目标在教学内容中对应着不同的知识点，按从简单到复杂的顺序贯穿在游戏进程中。[3]
3 迁移
游戏是否创设了一种情境，在这个情境中学习者通过同化和顺应能将目标知识迁移至相似的新情境中？目标内容的学习是否会使学习者成为知识的高效使用者？在学习环节中迁移和适应紧密结合。在游戏情境中，学习者可能会在新的情境中遇到需要解决的相似问题，需要他们以各种方式运用所学的知识。
4 适应
适应源于皮亚杰的认知结构发展观点，是迁移的后续概念。学习者通过同化和顺应的过程来发展其认知结构和认知技能，通常意义上，个体的认知过程是同化与顺应的统一平衡状态。但是，在现实生活中，个体需要不断地学习和适应，处于一个顺应大于同化的不平衡状态。游戏是一种同化大于顺应的活动，可以用来平衡现实生活中顺应大于同化的状态。游戏是个体为了实现同化与顺应之间的认知平衡而进行的适应活动。
5 沉浸
在游戏情境中可将沉浸按层级分类，从简单的交互到完全的沉浸。技巧和挑战是两个重要因素，这两者必须互相平衡，并驱使自我朝向更高更复杂的层次。如果能达到以下条件：难度与技能相应；明确的任务目标；全神贯注的投入；及时持续的反馈；操作者能控制任务进程，那么学习者在完成任务时能过滤掉所有不相关的知觉，完全的投入情境，进入沉浸的状态。这些沉浸体验将会成为学习经验的一部分，有助于后继学习。当学习者沉浸于学习中时可以最大化学习效率和学习深度，所以教育游戏要让学习者能沉浸其中。教育游戏设计应从以下努力：扩大游戏的沉浸区域；创建一个面向学习者家的主动系统，让不同学习者能够以他们自己的步调进行游戏；在核心游戏性机制当中嵌入选择，让学习者在进行游戏的过程中做出选择。[4]
6 自然化
自然化源于布鲁姆的心智运动分类学，与自动化和自发的知识相关。学习者可以习惯性的运用知识，几乎不需要有意识控制，不需要分配额外的心智资源进行思考，可将更多的认知努力用于高级思维技能的获得。教育游戏的设计要能激发学习者的学习兴趣和动机，让学习者沉浸进去，学习者有动力进行重复操作，达到自动化的熟练程度，知识的各方面紧密结合在一起，内容根深蒂固在学习者的头脑中。根据维果斯基的最近发展区理论和约翰·斯威勒的认知负荷理论，知识越自然化，学习者越容易将知识运用在新的情境中。
二 RETAIN模型分析
RETAIN模型基于教学设计和游戏设计的原则，是凯勒的ARCS模型、加涅的教学事件和布鲁姆的脚手架原则的运用。ARCS动机模型中的元素可以和教育游戏设计直接关联，作为教育游戏设计和开发时所用的客观的、可测量的量表。这些特征称作“表征”，是凯勒理论模型的实际应用和实施。游戏中的表征包括激发学习者求知欲和兴趣，建立成功期望，活动和预期目标相匹配，分层的或脚手架挑战，准确及时的反馈，自我感知，创设虚拟情境激发想象，模式识别、创建奖励机制，设计逼真的图像等。在游戏中正确使用以上因素能吸引学习者的注意力。但是由于游戏情境和故事情节的多样性，仅仅获取玩家的注意力是不够的。游戏中的情境阐述和问题建立也应包含先行组织者来引导相关的教学内容，使得RETAIN模型包含凯勒的ARCS动机模型中的“相关”元素。
虚幻的情境可以通过两种方式来激励学习者的内在动机。第一，满足学习者情感的需要，能够帮助学习者体验权力、成功、名誉以及财富；第二，满足学习者认知的需要，可以促使学习者掌握类推技能、理解隐喻，在新信息与旧知识之间建立联系。在学习内容自然嵌入虚幻情境的游戏中，学习者很容易掌握目标知识，内化新习得的知识，掌握游戏的规则并将这一规则运用到更高级别的游戏中。Malone和Lepper认为，虚幻情境和学习内容的最佳融合能最大化的引发玩家的游戏动机。在游戏设计中，目标学习内容应该和游戏的故事情境内化在一起，实现游戏和教学内容的自然无缝的融合。
在游戏设计中，关卡设计能创设吸引人的环境，玩家能够完全的沉浸在游戏情境中，可以进行重复操作而不会感到厌倦，关卡设计是创设沉浸式环境的重心。关卡设计同时能激发学习者对游戏的规则、机制和进程进行回忆，但是不能实现知识的同化或顺应，进而迁移至外部情境中去。因此，根据布鲁姆的脚手架原则和加涅的教学事件和技能层级说，为了使学习者内化所学知识，要分层级掌握和序列化任务成分，进行不同难度的游戏任务和挑战层级的设计，以确保迁移的发生，内在化所学知识，实现知识的自动化和自然化，模型中必须包含迁移、适应和自然化的概念。
三 基于RETAIN模型的教育游戏评价
基于RETAIN模型，Gunter和Kenny开发了教育游戏的评价标准和量表。在教育游戏的分析、设计、开发和评价环节，可用RETAIN模型进行指导。教育游戏的设计和评价标准见表1。表中的Level用于描述游戏环境中相应的概念设计，level 0表明没有该元素的概念构建，level 1表明很少，从level 2到level 3依次增多，形成了表4中的level 0到level 3。教师和教学设计者可根据表2的权重量表来量化评价现有的教育游戏，也可借此评估任何商业游戏，看是否适合在教室情境中的运用，以扩展教育资源。每个元素的权重值的分配都是基于已有文献的理论和实践。
表1 教育游戏设计和评价标准
| Level 0 | Level 1 | Level 2 | Level 3 | Relevance | 故事情节几乎不能吸引学习者，没有运用先行组织者；学习者不清楚游戏的情况和学习内容
| 故事情节能体现教学重点，内容符合学习者年龄特征；教学元素有所体现，但内容与情境相关性很少
| 在Lever1的基础上，增加了：清晰地界定了教学内容和学习目标；创设的情境能激发学习者学习兴趣和动机
| 在Lever 1和level 2的基础上，增加了：运用学习者熟悉的人物角色或主题，提供了感兴趣的生活要素；提供的难度等级符合学习者当前认知水平
| Embedding
| 教学内容中断了学习者的游戏流程；游戏与学习者的情感、心理或是智力没有交互
| 将教学元素生硬的添加在游戏中；对游戏的虚幻情景来说，学习内容是外在的，没有黏合在一起
| 在Lever1的基础上，增加了：扩展了与课程相关的问题和情境体验；向学习者呈现适当水平的挑战来维持他们的注意力和兴趣
| 在Lever1和level 2的基础上，增加了：学习者在智力上和情感上完全投入，能够接受情境中的各种变化；教学内容和虚幻的情景融合在一起
| Transfer
| 没有逐渐增加挑战难度，没有提供帮助；过程中没有映射目标学习内容
| 设置难度等级，有助于在其它情境中进行问题分析；包含交互动画，促进知识迁移
| 在Lever1的基础上，增加了：学习者能积极主动的解决问题，升级进入下一等级的学习；学习者能按照教学内容预定的层级前进，获得的知识可以迁移至其它情境中
| 在Lever1和level 2的基础上，增加了：包含真实的现实生活体验；包含事后反思，有机会与其他学习者交流所学知识
| Adaptation
| 学习者没有融入交互环境；信息的组织方式不利于学习者掌握；没有序列化要学习的材料
| 基于学习者已有认知结构基础；根据认知差距原则序列化内容，学习者能理解新内容和他们已有知识间的不同
| 在Lever1的基础上，增加了：设计的教学有利于学习者在给定的信息之外独立的去发现新概念；序列化的内容使得学习者能改变旧的图式，进行思维方式的变革
| 在Lever1和level 2的基础上，增加了：学习者能积极主动地参与游戏进程，基于已有知识构建新观点；呈现的信息聚焦在内在或外在的特点上，学习者能在新信息和已有知识之间建立联系
| Immersion
| 游戏单元中没有形成性反馈；为学习者提供的主动参与机会或是交互机会很少或几乎没有
| 游戏没有直接涉及教学目标，但也没有阻碍教育元素；在特定的情境中为学习者提供了交互机会，但是学习者不能完全的沉浸在交互中
| 在Lever1的基础上，增加了：要求学习者在认知上、身体上、心理上和情感上参与到游戏情境中；交互模型的运用使学习者之间存有责任感
| 在Lever1和level 2的基础上，增加了：为学习者的主动参与和交互行为提供了机会；为信念的创设提供了环境和机会
| Naturalization
| 对事实和特定技能的掌握提供的机会很少，很少重现内容或技能；知识或技能很少以逻辑或序列化的方式呈现
| 包含重新操作以增强记忆，补救教学；提高了认知反应速度、自动化
| 在Lever1的基础上，增加了：鼓励学习者对元素进行综合分析，使他们认识到一种技能的掌握有利于后续知识的获得；学习者能对材料和概念做出判断
| 在Lever1和level 2的基础上，增加了：知识内化在学习者头脑中，学习者成为知识的有效使用者；学习者可以习惯性的、自发的运用知识
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表2 评价量表
| Level 0 | Level 1 | Level2 | Level3 | Relevance Embedding Transfer Adaptation Immersion Naturalization | 0 0 0 0 0 0 | 2 5 8 7 3 8 | 4 10 16 14 6 16 | 6 15 24 21 9 25 |
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| Total Points= 100
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基于RETAIN模型的评价量表可用来评价教育游戏的总体效益，了解游戏的优势和需要改进的地方，以辅助教师在教室环境中更有效的运用游戏。案例选取的是国内的《玩通英语》教育游戏，游戏一共六集，讲述一个平和安乐的世界受到不明怪物袭击，它们刀枪不入，却害怕英文，于是魔法学院纷纷在各地成立，教导人们用英文抵抗入侵者。在游戏中，玩家扮演魔法学院的学生，学习英文的相关知识，如单词、词组、句型、语法、听力等，穿梭在沙漠、森林、平原、古迹、城镇等10多个游戏场景中，解决各种任务谜题，对抗邪恶的怪物。《玩通英语》将英语学科学习、生活常识、文明礼仪、智力开发和游戏内容结合起来，涵盖中小学一至九年级英文教材、全民英语初级与儿童语言测试的内容，是一款能让英语玩起来的游戏式语言类学习产品。用RETAIN模型对《玩通英语》进行评价，结果如表3所示。
表3 《玩通英语》的评价得分表 Element/Rating | 讨论 | Relevance (6) | 游戏采用真实场景模拟，中世纪气息的村庄和草原、原始部落、神秘的魔法学院、童话风味的画面，虚拟世界与现实生活丰富场景一致化。丰富可爱的人物造型，个性鲜明的主人公形象，清新动听的音乐，色彩鲜明柔和搭配，能吸引学习者，激发学生学习英文的兴趣和积极性
| Embedding (15) | 游戏清晰地界定了英语内容的学习，故事情节符合学生的兴趣点，学习目标隐含在游戏过程中，将英语学科学习、生活常识、文明礼仪和智力开发与游戏内容相结合，潜移默化地培养和塑造学生的能力和道德修养，游戏情境和教学内容很好的融合在一起
| Transfer (21) | 闯关式的课程设计，由浅入深，循序渐进，学生可以在中英文双语之间自由切换，通过中英文对照、图片、单词、打怪、填空、复习跟踪系统、魔法字典等互动方式，自由穿梭于中英双语魔幻世界，进行闯关历险。但是各关游戏场景变化不是很大，不能增加新鲜感和趣味性，在一定程度上阻碍了已习得知识的迁移
| Adaptation (21) | 在游戏画面中显示状态界面、迷你地图、词典界面、字母界面、背包界面等，学习者能理解新知识和已有知识的差异，进行独立思考。每关中游戏机制的改变能检验学习者是否真正的掌握了英文知识。学习者能积极主动地参与游戏进程，设计的教学有利于学习者掌握给定的英文信息，同时还能在给定的信息之外去培养社会认知能力
| Immersion (9) | 游戏以多任务为导向，引导学习者去完成各项任务。游戏开放了通关积分榜、人气榜、才气榜和全国性的排名等查询，配合使用答错倒扣的计算方式，能激励和吸引学习者参与。学习者在游戏中能与虚拟角色进行全英文对答，在完成升级与打怪后，会获得人物血量、精力值和魔法值的增加，学习者能完全沉浸在游戏情境中
| Naturalization (20) | 学习者在完成游戏任务后可以进行重复操作，进入复习记忆系统中学习，但是系统中没有增加好奇新鲜的事物和内容，变化很少。对学习者来说只是在重复相同的知识，一旦新奇感消失后就会失去学习兴趣和动机。在相同的情境中对于实现知识的习惯性使用和自然化提供的机会很少
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结束语
教育游戏设计与开发的关键在于探讨教育和游戏如何结合，寻找教育游戏中教育性和游戏性的平衡点。文章介绍了教育游戏设计和评价的RETAIN模型，并结合模型给出了相关的案例。基于RETAIN模型的教育游戏开发能将教学内容和游戏策略自然的融合，实现教育和游戏的平衡。基于RETAIN模型的教育游戏评价能评估现有的游戏，提出需要改进的地方，可以评估商业游戏的教学效益，以有助于在教育环境中的运用，扩展教育资源，延伸教育时空。希望RETAIN模型能为拓宽教育游戏的研究思路提供建议和参考，后续研究还需进一步细化教育游戏设计和评价的标准，在实践中不断的完善。
参考文献
[1]Glenda A.Gunter,Robert F.Kenny,Erik Henry Vick. A Case for a Formal Design Paradigm for Serious Games[J].The Journal of the International Digital Media and Arts Association，2006 (3): 93-105．
[2]张豪锋，孙颖. 论网络学习中的意义交互[J].河南师范大学学报(哲学社会科学版),2008,(5):218-220.
[3]Robert F.Kenny,Glenda A.Gunter. Endogenous Fantasy – Based Serious Games:Intrinsic Motivation and Learning [J].International Journal of Social Sciences，2007,2(1)：8-13．
[4]Atsusi Hirumi,Bob Appelman,Lloyd Rieber,et al. Preparing Instructional Designers for Game-Based Learning：Part 1[J].TechTrends，2010,54(3)：27-37．
基金来源：本文为河南省教育厅2009年度软科学项目《基于设计的新技术有效支持中学课堂教学的研究》（2009A630099）的阶段成果之一 | 
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