设计用于学习的虚拟世界

《设计用于学习的虚拟世界》作者是虚拟世界与学习领域的***权威专家。书中从对教育虚拟世界领域的介绍开始，聚焦于该领域的定义，着眼于如何运用虚拟世界有效支持学习的优秀实例。接下来，进一步介绍了虚拟世界作为学习工具，其设计、开发、应用和评价的一些关键理论。在基于理论的设计之后，进入与教育虚拟世界设计相关的实际问题，包括评估、课程设计和评价。*后，从设计转到开发和应用，重点关注不同情境中部署虚拟世界的挑战和收获，用于虚拟世界创建的过程模型，以及评估给定虚拟世界应用成功或失败的技巧。
 

《设计用于学习的虚拟世界》一书，聚焦于如何为教育目的设计虚拟世界，重点探讨了如下内容：
虚拟世界的演化历史
虚拟世界用于学习的理论
虚拟世界中的课程设计
虚拟世界中支持学习的可体验要素的设计指导方针
虚拟世界中学习任务和活动的设计指导方针
作者还考察了在虚拟世界中创建嵌入式评价的理论和相关设计原则。后，为教育和培训环境中专业人员评估“现成的”的虚拟世界提供了一个框架。对于教育技术、学习科学和图书情报这几个专业来说，在游戏或在线学习环境领域，《设计用于学习的虚拟世界》不论是作为专业资源还是课程教材都将是非常重要的参考书。

    布莱恩·尼尔森（Brian C. Nelson），亚利桑那州立大学教育技术学副教授，作为教学设计者和学习理论家，在教育虚拟世界用于情境探究学习和评估的可行性方面成果丰硕。尼尔森博士近的著作涉及教育游戏的设计与评价，聚焦于基于理论的设计原则方面。他目前是拯救科学虚拟世界项目的共同负责人，是江城项目的设计者。他还是另外两个麦克阿瑟基金会数字化学习资助项目的共同负责人，同时也是SURGE项目的共同负责人，这些项目旨在为中学物理学习创建视频游戏。
    本杰明·厄兰德森（Benjamin E. Erlandson），加利福尼亚州立大学蒙特利海湾分校信息、技术和传播设计学院数字媒体方向的助理教授。厄兰德森博士讲授交互式媒体设计/开发和教学设计方面的课程，此外，还主管VESIC（Virtual Environments for Situated Inquiry of Complexity）实验室，研究 2D和3D沉浸式虚拟环境（像那些流行的电脑游戏中用到的那些），及其用于复杂系统学习的使用效果。

中译本前言 /
译者前言 /
前言 /
部分 简介和概述
章 用于教育的虚拟世界的定义和历史 /
简介 /
何为虚拟世界？ /
基于计算机的环境 /
探索虚拟世界 /
单玩家和多玩家虚拟世界 /
教育虚拟世界的（非常）简明历史 /
麋鹿过街（Moose Crossing） /
Whyville /
江城（River City） /
探索亚特兰蒂斯（Quest Atlantis） /
拯救科学（Save Science） /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
链接 /
其他资源 /
第二章 虚拟世界的机制：世界 /
简介 /
所谓的世界 /
世界是什么 /
世界不是什么 /
世界在哪里？ /
基于服务器的世界 /
基于本机的世界 /
世界在发展（Worldly Advances） /
虚拟世界是如何工作的？ /
建构虚拟世界（World Construction） /
感知虚拟世界 /
漫游虚拟世界（World Navigation） /
在边缘生存（Living on the Edge） /
多个世界 /
游戏等级 /
嵌套世界 /
并列世界 /
从一个世界到另一个 /
网络化世界 /
世界实例 /
表征性化身 /
声音问题 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
链接 /
其他资源 /
第三章 虚拟世界的机制：图形用户界面（GUI） /
简介 /
定义世界和图形用户界面 /
图形用户界面 /
什么是图形用户界面 /
GUI的功能 /
GUI的形式 /
什么不是GUI /
GUI如何工作？ /
GUI与世界之间 /
交互 /
导航 /
反馈 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
其他资源 /
第二部分 虚拟世界中学习和评价的理论基础
第四章 虚拟世界学习的理论基础 /
简介 /
虚拟世界中学习的理论基础 /
情境学习 /
建构主义 /
社会建构主义 /
行为主义 /
认知加工 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
链接 /
其他资源 /
第五章 定义虚拟世界的情境 /
简介 /
科目领域 /
何以适合？ /
何以不适合？ /
学习情境 /
正式程度 /
环境 /
活动 /
学习者群体 /
世界边界 /
参与者角色 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
其他资源 /
第六章 虚拟世界中的测量与评价 /
简介 /
测量与评价 /
信度和效度 /
选择虚拟世界中需要测量的构念 /
可以测量什么？ /
应该测量什么？ /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
其他资源 /
第三部分 设计用于学习的虚拟世界的理论观点
第七章 对虚拟世界和基于虚拟世界的课程的考量 /
简介 /
对虚拟世界的考量 /
基于情境的活动 /
知识建构 /
协作性 /
真实性 /
意向性 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
链接 /
其他资源 /
第八章 设计虚拟世界中的课程 /
简介 /
虚拟世界课程设计文档 /
部分：概要设计 /
第二部分：详细设计 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
链接 /
其他资源 /
第九章 为虚拟世界中的评价作测量设计 /
简介 /
设计用于评估的虚拟世界 /
设计使用虚拟世界或在虚拟世界中实施的评价 /
设计在虚拟世界中使用的测量（工具） /
在虚拟世界中使用现存的测量（工具）进行评价 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
其他资源 /
第四部分 超越设计：虚拟世界的开发和应用
第十章 开发用于学习的虚拟世界 /
简介 /
开发过程 /
开发团队 /
基本开发过程 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
链接 /
其他资源 /
第十一章 多种情境下虚拟世界的部署与评估 /
简介 /
部署 /
评估 /
虚拟世界部署的形成性评价 /
虚拟世界部署的总结性评价 /
结论 /
测试你的理解 /
学习活动 /
参考文献 /
链接 /
其他资源 /

索引 /

大众媒体谈及虚拟世界，总是带有一种喘不过气的惊奇和新异语调。它们被描述为的新兴技术，并抓住了少年和老年玩家的心、脑以及金钱。你所听到的虚拟世界被谈论的方式，一定会让你认为它们在片刻前刚登上世界舞台……突然奇迹般地到来，并带着高清晰度、全色彩和超真实的光环。如果虚拟世界以谷物食品盒的形式出售，标签上一定强调着“新的”、“改善的”、“现在更好的”。
尽管，现实中这些盒子应该被解读为如“新包装，不变的美妙口味！”。虚拟世界已经以这种或那种形式在世界上存在几十年了。如果将机械的虚拟世界包含在内，你可以将它们的起源追溯至更早。在这章中，我们将按照时间演进的蜿蜒轨迹来了解虚拟世界。我们会格外关注将虚拟世界用于教育的这段历史。我们会关注一些近特别为教育设计的虚拟世界的例子。然而在那之前，我们需要定义一下当我们在说“虚拟世界”时我们意指什么。我们需要一个定义为本书的其他部分提供基础。
何为虚拟世界？
何为虚拟世界？乍一想，这似乎是一个很容易回答的问题。虚拟世界是一个基于计算机的三维世界，你可以独自一人或与其他人一起探索。4在一个虚拟世界中，你既可以自己探索（人称），也可以由一个通常称为化身（avatar）的基于计算机的角色代表（第三人称）进行探索。这个定义是个不错的起点，但是像大多数定义一样，你对这个主题思考得越多，这个定义就变得越复杂。
让我们来扩充一下定义，就从描述虚拟世界不是什么开始，至少是我们要在本书中谈论的。在本书中，虚拟世界与虚拟现实是不同的。那么何为虚拟现实？虚拟现实是由完全沉浸式的三维模拟构成的。完全沉浸式，是指用户在虚拟现实环境中的体验是一种接近现实的功能模拟，或是添加了“超能力”的模拟现实。为了做到这一点，基于虚拟现实的模拟依赖于一系列的软件以及相关的硬件。虚拟现实用户带上头戴式显示器，并通过它来观看模拟世界或环境（图1.1）。这些显示器通常包括运动追踪。有了运动追踪，当你将头部从这一边转向另一边或是从上到下时，模拟世界便会追踪你的头部运动。因此当你向左转或向右转头时，可以通过头戴式图1.1 虚拟现实硬件显示器看见虚拟世界中你的两侧是什么样子的。一些头戴式显示器包括耳机，它们同样包括连接到音频的动作追踪。你能听到虚拟现实环境中环绕着你的声音，只要你转动头部，声音也会适当地移动。例如，如果你听见一只狗在你的左侧狂吠，5你转向声音的方向，你会同时看见那只狗出现在头戴显示器上，并且听见吠声从你的左侧移动到了虚拟空间中你的正前方。
虚拟现实模拟也经常会使用数据手套。用户戴着一只手套（通常只有一只），手套上的传感器会追踪他们的手掌在真实空间中的运动。接下来，这些运动会被对应到虚拟世界的三维空间，用户手掌的卡通形象将会出现在虚拟空间。有了这种手套，用户可以捡起、携带，或是与虚拟真实世界中的物件交互。例如，他们可以捡起并扔出一个虚拟的球。数据手套还包括其他形式的力反馈，可以让用户通过数据手套去“触摸”与之交互的虚拟物件。一些极少而精致的虚拟现实设置甚至包括实质上是巨大的仓鼠球的物件，让用户在所有方向上行走或奔跑，通过精心开发的运动追踪软件将他们的运动对应到头戴式显示器。
虚拟现实，用一个字来总结就是，酷！但这并不是本书的主题。相反，我们关注的也是同样酷的东西：虚拟世界。区别何在？在本书中，我们将虚拟世界定义为不需要特别的硬件设备（除了鼠标或其他控制设备）便可以在其中进行探索的基于计算机的环境,人们通过移动虚拟世界中的化身或是以人称视角来探索虚拟世界。虚拟世界既可以是单玩家（singleplayer）也可以是多玩家（multiplayer）。它们可能是二维或三维的图形界面世界或是基于文本的世界。虚拟世界可以是模拟，但不一定非要如此。虚拟世界可能是游戏，但也不一定。
让我们一起来拆解这个长定义的每个组成部分吧。基于计算机的环境
一开始，我们需要先澄清一下。虚拟世界不一定非要是基于计算机的。根据你想定义它们的方式，你可以说虚拟世界和人类存在的时间一样长。人类很擅长根据他们听到的故事和读过的书在心中创造虚拟世界。想想你近读过的一本好书。在阅读过程中，无疑，你会根据书中的人物、场景和故事线索来创造出细节丰富的虚拟世界。当你极其全神贯注于阅读时，你可能已经不用有意识地阅读纸上的所有文字。你达到了一种游戏设计师所称的“心流状态”（flow state），这个时候媒介消失了，而你正是通过这一媒介与故事的虚拟世界相遇（Csikszentmihalyi， 1990）。你已经全身心投入到书中的世界：直接体验它。简单来说，你成为了设计师、建筑师以及虚拟世界的参与者。
但是本书的目的，是要讨论交互的电子世界而不是非电子虚拟世界，如桌面游戏、骰子游戏等。6更进一步，我们将会具体关注基于计算机的虚拟世界的设计。虚拟世界已经迁移到多种平台，包括游戏机（例如，Xbox 360， PlayStation 3， Wii等）、便携游戏系统（Nintendo DS， Nintendo 3DS，便携版PlayStation，电话等），以及迅猛增长的智能手机（iPhone， Android， Windows Phone等）。但大多数为教育目的设计的虚拟世界仍然是基于计算机的。近些年内，这种情况也许会有所改变，但现在我们将继续使用计算机。探索虚拟世界
在第二章和第三章，我们会深入讨论基于计算机的虚拟世界的机制，观察它们运转的各个方面，用户是如何与之交互的，以及如何将虚拟世界的机制作为优势帮助人们学习。不过现在我们要简明解释一下“探索”（exploring）是什么含义。通常有两种方式来探索虚拟世界：人称和第三人称（或基于化身）。与虚拟现实环境不同，除了电脑、移动设备、手机，或是游戏机，探索虚拟世界不需要特殊的装备。
在人称虚拟世界，你如同身体嵌入般地探究这个世界。你通过自己的眼睛或是通过你的虚拟化身的眼睛，观看虚拟世界。化身是你在虚拟世界扮演角色的表征，可以是可见的也可以是不可见的。在人称虚拟世界，你的化身也许是20尺高的巨人或是一条在地面上滑行的蛇，但是你无法真正地看见你自己：你只能看见你眼前的世界。在商业游戏中，这种形式的探究视角是标准的人称射击（FPS）游戏，之所以如此命名明显是因为你是从人称视角来观看虚拟世界，并且通常来说，你的主要任务是射击目标。在FPS游戏中，一般来说，你可以在虚拟空间中看见你的胳膊，通常是握有工具、枪、链锯，或是其他可以用之执行任务、追捕坏蛋的物件。通常你的腿在FPS虚拟世界中是看不见的，尽管你有可能听见你在虚拟世界中行走或奔跑的脚步声。
在第三人称视角的虚拟世界探索，你控制一个可见的化身，让其替代你在世界中穿行。几乎所有的大型多玩家在线角色扮演游戏（MMORPGs）都使用第三人称、基于化身的控制。你在第三人称虚拟世界中的大量时间都用于盯着在其中移动的你的化身的后背。你能看见自己角色面孔仅有的机会是游戏一开始的角色选择、你的角色死去，或是在“过场动画”（cutscenes）中（设计用来推进游戏故事情节的迷你电影）。单玩家和多玩家虚拟世界7
在我们写作本书的时候，多玩家虚拟世界在商业领域和教育虚拟世界产品中都占有统治地位。对于刚想使用虚拟世界进行教学或培训的你来说，现在是个好时机，因为你身处并/或体验着一个多玩家游戏世界。我们将会在第四章解释，在设计良好的多玩家虚拟世界中可以获得大量的学习收益。许多我们希望学生在进入职场时拥有的所谓“21世纪技能”，如协作、团队合作、辅导、竞争、分享等等，多玩家虚拟世界中的给养（affordance）和活动都对此有所帮助。再加上，在多玩家虚拟世界中仅是居住也很令人愉快，此类给养的直接结果使虚拟世界成为不错的学习空间。
鉴于所有的注意力都集中在多玩家虚拟世界，有时候很容易忘记单玩家虚拟世界提供了同样有潜力的学习收益，包括上面列出的每一条。例如，正如多玩家虚拟世界，单玩家世界能够支持建构协作技能、辅导和团队合作。它们只不过是采取不同的方式，同样我们会在第四章进行描述。另外，单玩家虚拟世界在科学、数学、文学和健康教育领域也已经被证明是有效平台。单玩家虚拟世界尤其适合所谓的认知（epistemic）游戏，玩家在其中扮演真实世界角色并在虚拟世界的安全范围内实践相关的技能（Shaffer， 2006）。玩家在认知游戏中能够从某些专业工种的“初级”（lowly）工作开始，接下来随着他们技能的增长，复杂度逐渐提升。在商业游戏世界中，单玩家在虚拟世界中的设定常常被设计为FPS，你的目标是杀死视线范围内的一切，或是角色扮演游戏（RPGs），这与教育认知游戏非常相似，除了你可能扮演的角色是精灵或骑警而不是科学家或城市规划者。