共同设计一款严肃游戏，以支持幼儿的礼仪教育和反欺凌教育

《IEEE Access》：Co-Designing a Serious Game to Support Manners and Anti-Bullying Education in Early Childhood

　　摘要：严肃游戏日益被用作支持社会情绪学习的工具；然而，关于早期儿童教育环境或整合多方利益相关者视角的结构化协同设计过程的研究仍然有限。本文提出了一种协同设计框架，旨在开发用于培养幼儿礼仪和早期反欺凌教育的严肃游戏。该框架包括三个相互关联的阶段：前期设计阶段，将设计决策基于看护者的需求、文化背景和发展限制；协同设计阶段，将早期儿童专家的意见与以儿童为中心的迭代原型设计相结合；后期设计阶段，应用适合年龄的评估方法来评估游戏的可用性和参与度。利用该框架，开发了一款基于阿拉伯文化背景的严肃游戏，并对3-5岁儿童进行了测试。采用混合方法评估了互动游戏玩法与基于故事讲述的两种教学方式在类似社交场景下的效果。研究结果表明，在评估幼儿的学习体验时，将儿童自评与结构化观察相结合非常重要。

第一部分 引言
早期儿童期是社交行为（如分享、诚实、助人和尊重他人）发展的关键时期。在这个阶段，儿童也开始遇到同龄人冲突和排斥行为，如果这些问题得不到及时解决，可能会发展成欺凌行为。传统的礼仪和亲社会行为教学方法（包括口头指导和故事讲述）往往依赖于被动学习，难以维持儿童的注意力或促进其主动决策。

基于数字游戏的学习（DGBL）作为一种通过互动性、反馈和重复来提高参与度和学习效果的手段已被广泛研究。先前的研究表明，只要游戏机制与学习目标和学习者的特点相匹配，基于数字游戏的学习在教育环境中通常具有积极效果[1]。特别是严肃游戏，已被探索为支持社会情绪学习的工具，允许学习者在安全、模拟的环境中练习行为并反思后果。

许多研究探讨了使用严肃游戏来提高对欺凌和网络欺凌的认识。研究表明，基于游戏的干预可以增强对欺凌动态的理解，促进同情心，并在教育环境中促进讨论[2]、[3]、[4]。这些研究主要针对学龄儿童和青少年，强调了互动媒体在促进行为意识方面的潜力，这超越了单纯的灌输式教学所能达到的效果。

为幼儿设计严肃游戏面临额外的挑战。幼儿的阅读能力有限，注意力持续时间短，且高度依赖视觉和听觉线索。因此，早期儿童系统需要简化交互方式、提供即时反馈以及适合其发展阶段的呈现形式。最近的研究强调了在开发严肃和教育游戏时需要为儿童制定明确的设计指南[5]。此外，以人为中心和协同设计的方法经常被推荐，以确保系统能够反映儿童的真实世界经验和动机。然而，与儿童进行实际协同设计的应用仍然有限且在方法上具有挑战性[6]、[7]。

在幼儿阶段教授礼仪和反欺凌行为不仅需要知识传递，还需要行为形成和情境判断的支持。传统的教学方法（如口头指导和故事讲述）仍然很常见，但往往将儿童置于被动学习的角色中，限制了他们的主动决策或反馈机会。交互式数字游戏通过将学习目标嵌入到基于场景的互动中提供了另一种选择，从而鼓励积极参与和反思，这对幼儿特别适用。然而，大多数针对亲社会行为和预防欺凌的严肃游戏针对的是年龄较大的群体，很少考虑说阿拉伯语的幼儿的文化和语言背景。受这些不足的启发，本研究探讨了一种基于文化的严肃游戏协同设计方法，并比较了互动游戏玩法与故事讲述在可用性、参与度和即时学习相关行为方面的差异。

为了指导所提出系统的设计和评估，本研究提出了以下研究问题：
RQ1：如何结合家长、早期儿童专家和儿童的视角，通过利益相关者驱动的协同设计过程来开发用于教授幼儿礼仪和反欺凌行为的严肃游戏？
RQ2：在呈现相似社交场景时，儿童在互动游戏和传统故事讲述中的参与度有何不同？

第二部分 相关工作
本部分回顾了有关早期儿童教育中的严肃游戏、亲社会学习和欺凌预防、故事讲述和互动游戏玩法作为学习模式，以及涉及儿童和其他利益相关者的协同设计方法的相关研究。
A. 适用于幼儿的严肃游戏
严肃游戏和基于数字游戏的学习（DGBL）已被研究为改善教育环境中的参与度、动机和学习成果的方法。当学习目标与游戏机制紧密结合时，严肃游戏可以支持认知和情感成果[8]、[9]。先前的研究发现，严肃游戏对学习和动机的积极影响取决于设计质量、学习者特征以及教学环境[10]、[11]。在小学和早期儿童教育中，有证据表明，基于游戏的方法可以在互动复杂性和反馈机制适合儿童发展阶段的情况下支持学习和参与度[12]、[13]。对早期儿童数字游戏的回顾进一步指出，儿童的学习受到反馈的即时性、视觉显著性、重复性和成人指导的影响，这强调了游戏机制与发展能力之间精确对齐的必要性[14]。游戏化研究同样报告了总体上的积极激励效果，同时警告不要进行表面化的实现，即不将游戏元素与学习目标有意义地联系起来[15]、[16]、[17]。

严肃游戏的评估实践通常结合了可用性、参与度和学习相关成果的测量，以及观察数据和基于任务的测量[10]、[11]。评估教育游戏的框架强调要将教学目标、游戏机制和评估策略相一致，以便对研究结果进行有意义的解释[18]、[19]。对于幼儿来说，由于语言表达能力有限和调查结果的可靠性问题，观察和基于表现的测量方法更受青睐[20]。

B. 亲社会学习和欺凌预防
欺凌通常被定义为反复出现的攻击性行为，其特征是权力失衡，并已被证明具有重大的负面社会、情感和教育后果[21]、[22]、[23]。系统性的学校反欺凌项目评估表明，此类干预可以减少欺凌行为的发生和受害者数量，尽管效果大小通常较小，并且容易受到实施质量和环境因素的影响[24]、[25]。专注于同伴群体动态和旁观者行为的学校干预措施已被证明在大规模应用中有效[26]、[27]。关于社会情绪学习（SEL）框架的研究强调了明确示范、练习和强化亲社会行为的重要性，同时也指出了在不同年龄组、文化和学习环境中持续定义和测量这些技能的挑战[28]、[29]。

基于数字和游戏的干预措施越来越多地被探索为促进亲社会学习和预防欺凌的补充方法。先前的研究依赖于叙事场景、决策制定和反思性反馈来提高对欺凌和网络欺凌的认识和同情心[3]、[30]。然而，这些研究存在方法论上的局限性，包括干预时间较短、样本量小以及缺乏持续行为改变的证据。重要的是，大多数被评估的干预措施和基于游戏的欺凌预防工具主要针对小学年龄段或青少年，而对于学龄前和幼儿园阶段的儿童关注较少[3]、[31]、[32]。全球监测报告进一步强调了需要基于文化和情境的干预措施[33]。

C. 故事讲述和互动游戏玩法作为学习模式
故事讲述是早期儿童教育中传达社会规范、价值观和道德教训的一种成熟的教学方法。基于叙事的学习通过将概念嵌入熟悉的社会场景中来促进理解和意义构建[34]、[35]。然而，故事讲述往往将儿童置于被动听者的位置，限制了他们的主动决策和体验式学习机会[14]、[36]。交互式数字游戏通过允许儿童积极参与场景、做出选择并观察后果，扩展了叙事学习。理论表明，对于年幼的学习者来说，互动游戏玩法可以比非互动形式带来更高的参与度和更持久的注意力[37]、[38]。关于互动多媒体和基于游戏的学习的理论和证据强调，能动性和反馈在支持理解和动机方面起着关键作用[39]、[40]。这些发现促使我们将故事讲述作为理解互动游戏额外价值的基准条件，而不是作为一种竞争性的教学方法。

D. 与儿童的协同设计
参与式设计和协同设计方法提倡让利益相关者作为设计过程的积极贡献者，特别是当技术旨在反映用户的生活经验和价值观时[41]、[42]。在儿童与计算机的互动研究中，开创性工作区分了儿童在设计过程中可能扮演的多种角色，从用户和测试者到信息提供者和设计合作伙伴[43]。合作探究是一种设计方法，让儿童和成人共同参与适合其年龄的设计活动，同时明确考虑发展限制[43]、[44]。尽管“协同设计”一词在人机交互（HCI）领域被广泛使用，但儿童的参与通常仅限于咨询或可用性测试，而不是共同决策[7]。研究还强调了包括家长和领域专家的价值，以补充以儿童为中心的反馈，确保相关性和发展适宜性[45]。

本研究贡献了一个由利益相关者驱动的早期儿童严肃游戏协同设计框架，该框架通过开发一个基于文化的系统并通过混合方法的经验评估进行了验证。

第三部分 方法论
本研究分为两个主要阶段进行。第一阶段是一个由利益相关者驱动的协同设计过程，旨在为教授礼仪和引入反欺凌概念的严肃游戏的内容、场景、角色和交互元素提供信息。第二阶段比较了互动游戏玩法和传统故事讲述在儿童面对相似社交场景时的参与度和理解差异。

研究在沙特阿拉伯利雅得的某所幼儿园进行。所有涉及儿童的研究活动均由受过培训的研究助理按照针对未成年人的研究伦理准则执行。在数据收集之前，已获得正式的批准和学校的访问许可。在获取所有参与儿童的监护人同意后，也获得了学校的同意。研究助理被允许多次访问幼儿园，这些访问得到了学校管理部门的协调。参与研究的儿童来自幼儿园（KG2–KG3阶段）。参与是自愿的，儿童可以随时退出且不会受到任何后果。

A. 利益相关者驱动的协同设计过程
为了回答RQ1，协同设计过程整合了来自多个利益相关者群体的意见，包括家长、早期儿童专家和儿童，每个群体根据其能力和经验贡献相应的角色：
1) 家长和领域专家
初步的设计需求是基于通过调查收集的家长意见制定的。调查问卷包含四个部分。完整的调查工具见附录A。第一部分收集了人口统计和背景信息，包括儿童的年龄、日常智能设备使用情况、游戏偏好以及对教育应用程序的熟悉程度。第二部分关注礼仪相关主题，包括行为挑战、暴露于攻击或欺凌的情况、家长的管理策略以及期望的游戏功能。这些发现为系统设计提供了信息，并指导了场景和角色的开发。共收集到262份家长反馈。

为了进一步澄清和情境化调查结果，对5名早期儿童专家进行了半结构化访谈，以指导所提出游戏的教学和设计决策。完整的访谈协议见附录B。访谈重点关注早期儿童发展的关键方面，包括儿童的学习准备度、适合年龄的道德概念以及积极和消极社会行为之间的区别。访谈还探讨了奖励和积分等激励元素在促进儿童参与度和行为改变中的作用。此外，访谈还考察了吸引注意力的游戏元素、儿童解释道德情境的能力以及针对幼儿的教育游戏的理想特征。访谈结果用于验证设计假设，并指导互动风格、反馈机制和内容呈现策略的选择。

此外，两位来自教育部门并专注于早期儿童发展的教育研究助理提供了教学专业知识，并协助制定了适合年龄的、涉及礼仪和反欺凌概念的社交场景。这些场景由专家开发，以确保清晰度、真实性和适合3-5岁儿童的发展阶段，并作为故事叙述和游戏玩法的基石。家长调查有意覆盖了更广泛的幼儿年龄段。这种范围界定方法用于确定看护者认为最重要的道德概念和场景，以及应尽早考虑的实际设计限制（例如，设备使用、期望的功能、安全问题）。重要的是，这一过程也影响了目标年龄组的选定。

2) 儿童
儿童通过研究助理在学校访问期间进行的一系列结构化活动参与设计过程。该过程旨在收集关于课堂层面的偏好和反应。共有70名3-5岁的儿童参与了课堂层面的焦点小组讨论。在讨论中，向每个班级展示了拟议的角色或游戏元素（平均每个班级23名学生），并在小组环境中使用结构化的“展示并投票”提示收集反馈：研究助理展示了每个候选角色、奖励或视觉选项，然后问了一个简单的偏好问题（例如，“你更喜欢哪一个？”），儿童则通过举手来回答。研究助理使用计数表记录反馈，以确定每个选项的受欢迎程度，并通过描述性统计和百分比分析来筛选出最受欢迎的选项，以便后续进行迭代改进和原型实现。

3) 人物角色
基于问卷调查结果、儿童特征和专家意见，开发了三个代表性的人物角色，以指导整个设计过程。这些人物角色涵盖了目标用户群体中常见的年龄、行为特征、兴趣和可访问性需求的差异。
- Lama（3岁）代表年幼的儿童，他们需要简单的语言、明确的情感提示以及帮助理解嫉妒等社会情感的指导。这一人物角色强调了简洁叙述、富有表现力的角色动画和直观交互选择的重要性。
- Fahad（5岁）代表年龄较大的儿童，他们需要吸引人的交互机制、基于奖励的反馈以及明确的后果来维持注意力并处理撒谎等行为。这一人物角色影响了游戏中互动决策和激励元素的设计。
- Saja（4岁）代表有学习困难的儿童，突出了对音频叙述、视觉提示和减少文本交互依赖性的需求。这一人物角色影响了与可访问性相关的设计决策，包括多模式反馈和简化的界面元素。
这些人物角色共同为设计约束提供了依据，包括语言的简洁性、奖励机制、场景选择和可访问性功能，确保游戏能够满足多样化的用户需求。先前的研究强调了人物角色在为儿童设计交互系统时的重要作用。

B. 比较评估
为了解决研究问题2，采用了被试内比较设计方法。共有24名儿童（平均年龄4.5岁，标准差0.4岁）参与了实验。每名儿童在两种条件下体验了相同的社交场景：故事叙述条件（非互动叙事格式）和交互式游戏条件（基于决策的互动）。为了减轻顺序效应，条件的顺序在参与者之间进行了平衡。

1) 结果操作化
定义了四个结果维度：
- 感知乐趣
- 感知易用性
- 行为参与度
- 即时场景理解

a: 基于微笑点的自我报告测量
使用简化的基于微笑点的李克特量表来评估儿童的主观体验，该方法与儿童与计算机互动评估实践一致。儿童被问到：“你有多喜欢这个游戏/活动？”以及“这个游戏/活动有多容易？”问题在展示图片量表时被大声朗读。儿童通过指向五个表情中的一个来表示回答（从非常负面到非常正面）。评分被标准化为五点量表。

b: 行为参与度观察
四名经过培训的研究助理在两种条件下使用了预定义的评估标准进行结构化观察，包括：
- 持续注意力
- 任务坚持性
- 自发的语言互动
- 可见的情感参与
每个指标都按照0-2的评分标准进行编码，并在每次会话后求和（范围0-8）。完整的观察标准见附录C。通过Cohen’s κ系数评估了评分者间的一致性，结果为κ=0.82，表明一致性较高。

c: 即时场景理解
在每个场景结束后，儿童被问到结构化的探究性问题：“Khalooq应该怎么做？”以及“你会有什么反应？”回答根据预定义的标准被编码为符合（1）或不符合（0）预期的亲社会行为。两名独立评分者对回答进行了编码（一致性为91%，κ=0.85）。

C. 早期儿童严肃游戏的共同设计框架
为了指导这项严肃游戏的设计，本研究提出了一个基于实证的共设计框架，将设计过程分为三个顺序且迭代的阶段：预设计、共同设计和后设计。该框架整合了实证证据、早期儿童专业知识和以儿童为中心的评估，以确保设计适合发展阶段、可用性和参与度。
1) 预设计：建立实证和发展基础
预设计阶段侧重于建立指导设计空间的实证和发展基础。这一阶段结合了家长调查和专家访谈的见解。家长调查捕捉了行为优先级、家长的担忧以及影响儿童日常经验的情境限制。专家访谈提供了关于早期儿童发展、教学和认知适宜性、交互复杂性和反馈策略的指导。这些输入共同帮助将设计问题定义为一系列与早期儿童情境相关的日常社会困境。

2) 共设计：基于实证输入的协作创作
共设计阶段基于预设计阶段的实证发现进行协作创作。这一阶段首先通过从实证数据和课堂观察中得出的角色角色来构建设计空间。早期儿童专家通过创建和验证适合年龄的社交场景来贡献领域知识，确保教学相关性、真实性和发展适宜性。在此基础上，生成性设计活动专注于场景、角色、交互机制和反馈策略的构思，这些构思参考了专家意见和儿童的表达偏好。然后通过迭代原型制作将这些概念转化为设计成果，涉及低保真度和高保真度原型的循环迭代。来自儿童和观察结果的反馈指导了交互清晰度、参与度和可访问性的逐步改进。

3) 后设计：评估和优化
后设计阶段侧重于评估开发出的原型并指导进一步优化。使用基于微笑点的李克特量表和结构化观察来评估儿童的感知易用性、乐趣和参与度。此外，还采用了比较评估方法，使用一致的场景和评估指标来检查不同交互模式之间的差异。这一阶段的结果支持设计的验证和优化，并可能反馈到框架的早期阶段。

如图3所示，该框架是明确迭代的，允许评估结果指导持续的共同设计和改进。这种结构确保了最终形成的严肃游戏在实证基础上建立，适合发展阶段，并能够响应幼儿的需求。

IV. 预设计实证输入
本节报告了为游戏设计提供依据的实证发现。数据通过与早期儿童专家的大规模家长调查和补充访谈收集。调查结果提供了关于儿童人口统计、技术使用、行为担忧和家长优先事项的定量信息，而专家访谈则提供了关于发展适宜性、教学策略和激励机制的定性指导。

A. 家长调查
家长调查用于确定游戏的初始设计要求和场景选择。调查共收到了262名3-8岁儿童看护者的回答。结果以总数和百分比的形式报告。对于多选问题，百分比表示选择每个选项的受访者比例，总和可能超过100%。
调查中的儿童主要属于7-8岁组（n=125，47.7%），其次是5-6岁组（n=84，32.1%）和3-4岁组（n=53，20.2%）。报告的每日设备使用时间最常见的为1-2小时（n=96，36.6%）或3-4小时（n=77，29.4%），较少有报告使用时间少于1小时（n=46，17.6%）或超过4小时（n=43，16.4%）。这些结果表明大多数儿童经常接触数字设备，支持基于平板电脑的学习干预的可行性。
当被问及孩子们最常玩的游戏类型时，看护者最常选择赛车和车辆类游戏（n=125，47.7%）以及动作/冒险类游戏（n=123，46.9%）。模拟类游戏（如烹饪和装扮）也很常见（n=81，30.9%），艺术和绘画游戏也很受欢迎（n=75，28.6%）。较少选择的类别包括动物和植物类游戏（n=29，11.1%）和拼图游戏（n=26，9.9%）。这种模式表明，视觉丰富且互动性强的活动更能吸引儿童，因此设计了通过简短互动选择和即时反馈来呈现场景的游戏。
看护者强烈支持教授核心亲社会价值观。如表1所示，最常选择的道德概念包括诚实（n=226，86.3%）、尊重（n=216，82.4%）、对父母的善良和尽职行为（n=204，77.9%）、可信度（n=187，71.4%）、帮助他人（n=186，71.0%）、征求意见（n=184，70.2%）和谦逊（n=146，55.7%）。这些优先事项直接影响了游戏中的道德教育和场景主题的选择。

表1 大多数看护者希望教授的道德概念（多选，n=262）
当被问及儿童主要从哪里学到行为和道德时，大多数受访者认为家庭是主要影响因素（n=172，65.6%），其次是学校（n=39，14.9%）。较少比例的人认为互联网（n=23，8.8%）和社交媒体（n=20，7.6%）有影响。这一结果促使设计游戏作为辅助工具，而不是替代家庭和学校的教育。

1) 行为担忧和可访问性考虑
大多数看护者表示对行为挑战有所担忧：14.1%的人报告了明显的挑战（n=37），52.7%的人报告了某些程度的挑战（n=138），而33.2%的人表示没有挑战（n=87）。在开放式描述中（n=168人），常见的问题包括易怒/愤怒（96次提及）、不服从父母（50次提及）、缺乏自信或害羞（41次提及）和撒谎（35次提及）。还提到了不尊重他人（27次）、攻击性或打人（17次）和欺凌相关行为（17次）。这些发现支持设计能够解决日常冲突并鼓励冷静的亲社会行为的场景，使用非惩罚性的反馈（例如，“再试一次”）。
大多数受访者表示他们的孩子没有残疾（n=235，89.7%）。然而，少数人报告了多动症（n=10）、视力障碍（n=8）、阅读困难（n=5）或一般性的特殊需求（n=4）。尽管这些类别不是研究的主要焦点，但它们支持了包含多模式呈现（视觉线索和音频叙述）和减少对文本依赖性的决策。

2) 暴力行为和欺凌经历
三分之一的看护者报告他们的孩子曾经历过他人的攻击性行为（n=87，33.2%）。在提供额外细节的受访者中（n=81），这些事件最多由同伴或朋友（n=34.6%）、家庭成员（n=29.6%）或同学（n=25.9%）引起，较少涉及陌生人（n=9.9%）。报告的地点主要是学校（n=82，56.1%）和家庭（n=31.7%），其次是公共场所（n=9.8%）。这些结果支持设计反映学校和家庭情境的场景，并强调适当的儿童反应，如寻求帮助、支持他人和避免嘲笑。

3) 奖励措施和期望的功能
看护者报告在孩子表现良好时使用了一系列强化策略。最常见的类别包括口头表扬和鼓励（71次）、礼物或玩具（67次）、小吃或甜食（34次）以及外出或活动（21次）。少数人明确提到屏幕时间作为奖励（10次）。这些反馈决定了实施类似常见强化策略的非竞争性奖励（掌声、彩纸屑、星星贴纸和徽章）。
在描述道德教育应用中期望功能的开放式回答中，看护者经常强调视觉吸引力和引人入胜的设计元素（41次提及）、易用性（24次）、真实的故事或日常场景（23次）、与家长安全相关的需求（如避免不适宜的内容或广告（23次）、基于文化的阿拉伯语内容（21次）以及音频叙述或口语指导（17次）。这些偏好共同影响了游戏的地图式进程、基于场景的机制、图标辅助的选项以及视听反馈。研究人员进行了一项探索性的子组分析，比较了3-4岁（n=53）和5-6岁（n=84）儿童的反馈。在两个子组中，相同的核心价值观始终被排在最前面（诚实、尊重、尊重父母并服从命令、征求意见、帮助他人、可靠性和谦逊）。他们偏好的游戏类别也大体相似，模拟/角色扮演在两个年龄段都是最常选择的类别之一。总体而言，这些模式支持针对这些年龄段的定位。然而，6岁的儿童被排除在外，因为研究专注于早期儿童教育（幼儿园第二阶段至第三阶段），而6岁通常标志着进入小学的过渡期，这个阶段有不同的发展和课程要求。

B. 专家访谈
从早期儿童教育专家的访谈中获得的见解被系统地转化为游戏的具体设计决策。访谈内容涉及发展适宜性、教学策略、参与机制以及对幼儿的激励设计等方面。为了确保专家意见与系统实现之间的可追溯性，将识别出的主题映射到相应的设计特征上。表2总结了专家建议如何影响交互设计、叙事结构、反馈和可访问性特征的设计。

第五部分：游戏设计
游戏设计目标直接源于家长意见、专家指导以及基于儿童反馈的活动。总体而言，游戏旨在：(i) 展示幼儿熟悉的日常社交情境；(ii) 通过简单的决策鼓励他们的积极参与；(iii) 提供即时且易于理解的反馈；(iv) 维护积极、非惩罚性的学习环境。

具体的设计要求包括减少基于文本的交互，使用清晰的视觉和听觉提示，限制任何时候呈现的选择数量，并确保所有交互都能在儿童的独立操作下完成，只需最少的成人协助。

A. 基于场景的学习结构
学习内容围绕简短、独立的社交场景构建，这些场景反映了幼儿环境中常见的情况，例如分享玩具、等待轮流、应对嘲弄以及帮助同伴。关于礼仪的场景侧重于礼貌行为和尊重的沟通，而反欺凌场景则强调识别不友好的行为并选择适当的回应。每个场景都遵循一致的结构，包括：(i) 一个引入性的教育视频；(ii) 提出一个社交困境；(iii) 从三个选项中选择一个；(iv) 即时反馈：如果选择了正确的选项，场景将继续进行；否则，系统会提示孩子重新尝试。这种结构在所有场景中保持一致，以支持可预测性并减轻幼儿的认知负担。在游戏玩法和故事叙述条件下使用了相同的场景，以便能够对照比较不同的交互方式。

B. 角色和视觉设计
游戏角色是通过在学校访问期间进行的基于儿童反馈的设计活动开发的。研究助理组织了引导性的头脑风暴会话，在会上向孩子们展示了外观、表情和视觉风格各异的多个候选角色。孩子们被要求表达他们偏好的角色，他们的反馈直接影响了最终角色选择和视觉效果的完善。大多数孩子更喜欢一个名为Khalooq的铅笔形状角色（Khalooq是一个阿拉伯语名字，象征美德行为），该角色后来被选为游戏的主要角色（见图4）。孩子们对角色的描述强调了其积极的情感特质，认为Khalooq友好、美丽且讨人喜欢，表明他们认为这个角色在功能上很合适。

图4. Khalooq，作为友好铅笔吉祥物的游戏主角。这个角色的设计旨在传达亲和力、积极性和道德引导，在与礼仪和亲社会行为相关的游戏场景中起到叙述引导的作用。

面部表情和肢体语言经过儿童测试，以支持情感和非语言的社交线索传递，减少对文本或复杂叙述的依赖；只有那些在感知吸引力方面至少达到80%的设计才被保留下来。视觉元素，包括颜色、动画和过渡效果，被选为既引人入胜又不会分散注意力的设计。

C. 奖励和反馈机制
奖励机制被设计得简单而积极，侧重于鼓励而不是竞争。在共同设计会议中，孩子们看到了不同类型的奖励，包括视觉动画、声音和象征性的认可，并被问及他们更喜欢哪种。最受欢迎的奖励元素是星星（90%的认可度和100%的喜爱度）和徽章（80%的认可度和90%的喜爱度），这些元素因此被纳入游戏中以强化积极的参与感。反馈在每次决策后立即通过动画、音效和简短的口头提示给出。这种设计选择与早期儿童教育实践一致，后者更重视指导和反思而非评判。

D. 游戏玩法机制
游戏玩法被设计为一个引导性的、基于场景的体验，通过逐步互动引入社交和道德概念。游戏从对主角Khalooq的简短介绍开始，Khalooq在整个体验中持续作为引导。介绍之后，孩子们会看到一张地图（见图5），地图上显示了家、学校和游乐场等日常地点的序列。每个地点都是Khalooq必须经过的道德教育站点（见图6）。在每个站点之前，会播放一个简短的教育性动画视频来介绍相关的道德概念。

图5. 游戏基于地图的日常地点进展。每个站点对应一个关于礼仪或反欺凌的学习场景。

图6. 显示角色在场景交互前处于日常环境中的示例地点屏幕。

在每个道德教育站点，Khalooq会遇到需要回应的社交情境。孩子们被要求通过选择屏幕上显示的三个视觉上不同的选项之一来决定Khalooq应该采取的行动（见图7）。为了支持通过引导性探索来学习，每组选项中包含一个亲社会回应和两个错误回应。可用选项通过文字标签和图标清晰地呈现。一旦显示了某个场景，配套的音频叙述会自动播放，以确保即使对于非读写能力的儿童也能立即理解和参与，除非声音被关闭。每个回应选项都配有扬声器图标，允许孩子按需重新播放叙述。此外，长时间按下扬声器图标可以关闭声音，为有声音敏感问题或感官处理差异的儿童提供另一种选择方式。这种设计平衡了听觉引导和用户控制，支持包容性的互动和感官意识的玩法。

图7. 包含三个响应选项和支持非读写能力儿童的可选音频叙述提示的示例场景决策屏幕。

当孩子选择错误的选项时，系统会立即通过显示“再试一次”的消息来提供反馈，并将选中的选项禁用并用红色突出显示，以此鼓励反思而不进行惩罚。当选择正确的选项时，系统会用绿色突出显示选项，并伴随庆祝性的视觉效果，如彩带飘扬。成功完成一个场景后，孩子会获得一颗星星作为奖励，而在一个地点内完成所有场景后可以获得一个徽章（见图8）。这些奖励旨在强化进步感并保持参与度，同时不引入竞争元素。交互基于触摸操作，决策点有意限制为三个选项，以减少认知负担并帮助清晰理解结果。

图8. 正面反馈和奖励机制的示例。在完成一个地点内的所有场景后，玩家会获得一个徽章。

游戏不依赖复杂的机制，如计分系统或时间限制，而是强调探索、重复和即时反馈。这种设计通过让孩子们在一个安全和支持性的环境中体验不同选择的后果来支持因果学习，从而强化适当的社会行为，而不会将错误的回应视为失败。此外，在首次使用应用程序时会提供一个介绍性教程，帮助孩子们熟悉触摸交互（见图9）。

E. 系统实现
Khalooq应用程序是用跨平台的移动开发框架实现的平板电脑严肃游戏。选择平板电脑设备的原因在于它的大屏幕触控界面，适合幼儿的 motor 能力，支持直接和简单的互动。基于平板电脑的互动还通过视觉和听觉提示实现了多模态反馈[49]、[50]。系统使用Flutter框架和Dart编程语言开发，游戏特定的功能，如精灵渲染、动画排序和更新周期，则通过Flame游戏引擎实现，Flame扩展了Flutter的功能，提供了轻量级的二维游戏开发能力。图形资源使用Figma和GIMP设计，而音频叙述和音效则使用标准的语音录制工具录制。游戏数据，包括用户进度、获得的奖励和关卡完成状态，由Firebase实时数据库管理。性能测试使用Apptim进行，以监控游戏过程中的渲染性能和资源使用情况。

游戏架构遵循事件驱动模型，用户交互（如屏幕触摸）触发游戏循环内的状态转换。每个关卡由一系列对应于道德或社交场景的节点组成。通过预定义的规则控制这些节点的进展，这些规则决定了场景的完成、奖励分配和关卡提升。这种架构支持结构化的互动和可预测的进展，这对幼儿用户非常重要。

1) 角色移动和动画
游戏中角色的移动被限制在二维空间内，并采用基于目标的触摸移动模型实现。移动主要用于直观地展示不同场景之间的进展。孩子们通过触摸输入选择目的地来控制移动方向，而移动速度固定，以保持不同会话间的一致性。在概念表示上，角色在动画转换期间的位置可以用二维向量表示：
p(t) = [x(t), y(t)]

角色的位置随时间使用离散运动模型更新：
p(t+Δt) = p(t) + v?Δt

这里，v 表示移动向量，其方向来自触摸的目标位置，其大小对应于固定的移动速度，Δt 表示更新周期之间的时间间隔。触摸输入采用基于目标的交互模型实现，角色会朝屏幕上触摸的位置移动，在没有触摸输入时保持静止。这种设计选择减少了认知负担，并确保评估过程中观察到的行为主要反映了孩子们对社交场景和反馈的理解，而不是他们的导航技能。

2) 记分和奖励机制
实施了一个简单的计分机制来支持进步并强化参与感。当选择正确答案时，累计分数会更新：
S(t+1) = S(t) + S(correct)

关卡完成是通过将累计分数与预设阈值进行比较来确定的：
Unlock Level = {1, 0, if Stotal ≥ Srequired; otherwise}

在完成一个关卡内的所有场景后，玩家会获得一个徽章。分数不作为绩效指标呈现给孩子们，而是内部用于管理进展和解锁奖励。这种非竞争性的奖励结构强调积极的强化和持续的参与，而不会对错误尝试进行惩罚。

第六部分：结果
A. 可用性测试
Khalooq严肃游戏的可用性通过儿童使用简化的笑脸Likert量表（见图2）的自评和结构化观察相结合的方式进行评估。所有Likert评分都被标准化为五分制，以确保报告的一致性。评估重点包括感知的乐趣、使用的便捷性、行为参与度、交互清晰度以及重新游戏的意愿。

1) 感知的乐趣和使用的便捷性
参与者报告的乐趣很高（平均值M = 4.83，标准差SD = 0.39），表明互动体验始终是积极的。使用的便捷性也很高（平均值M = 4.50，标准差SD = 0.80），儿童之间的差异适中。总体而言，83%的参与者表示在完成会话后立即愿意重新玩游戏。一位参与者尽管对游戏的乐趣和角色吸引力给予了高评价，但表示没有立即重玩的意图，这表明重玩的意愿可能并不完全取决于情感反应。评分分布显示，在乐趣方面存在“天花板效应”，大多数评分集中在最高分。这种效应在幼儿期的自我报告工具中很常见。然而，使用便捷性的评分变化表明孩子们能够区分不同的评价维度。

2) 行为投入与互动质量
在游戏过程中，孩子们能够独立导航游戏，没有出现需要终止游戏的可用性问题。基于触敏操作的互动，包括选择响应选项和在场景间切换，都被孩子们很好地理解了。每个关卡的完成时间大约在两到十分钟之间。较低的时间段出现在年龄较小的参与者身上，他们游戏进程较快；而较高的时间段则反映了孩子们的主动探索，而不是困惑或任务失败。长时间的互动并没有伴随着任何明显的沮丧迹象。结构化观察表明，使用图标、少量文本和音频讲解呈现的响应选项在大多数情况下都被正确理解了。当选择了错误选项时，孩子们会对非惩罚性的反馈（如“再试一次”的提示）做出适当的反应，通常会选择另一个选项，没有表现出回避或失去兴趣的迹象。正面反馈（例如绿色高亮显示、彩色纸屑效果）始终能够激发孩子们的认可和热情。角色吸引力的评分也很高（平均值M=4.80，标准差SD=0.42）。重要的是，角色偏好的差异并没有妨碍任务完成或重新游戏的兴趣，这表明互动的清晰度和反馈设计不仅提升了游戏的美学吸引力，也更促进了孩子的参与度。

B. 对比评估
为了回答研究问题2，孩子们接触了两种不同的社交场景：故事讲述和互动游戏体验。评估指标包括感知的可用性（基于表情符号的评分）、行为投入的结构化观察，以及响应与预期亲社会行为的一致性。

1) 自我报告测量
在游戏体验（M=4.50，标准差SD=0.80）和故事讲述（M=4.30，标准差SD=0.85）之间，没有观察到统计上显著的差异，t(23)=0.79，p=0.44。游戏体验中的愉悦度评分（M=4.83，标准差SD=0.39）高于故事讲述（M=4.55，标准差SD=0.50）。这一差异接近统计显著性，但未达到 conventional 阈值，t(23)=2.00，p=0.058，效应量较小到中等（d=0.41）。

2) 行为投入比较
结构化观察揭示了两种模式之间的明显差异。在故事讲述过程中，孩子的参与度不稳定：有些孩子积极描述欺凌行为和适当的应对方式，而另一些孩子的注意力则随时间减弱；有些孩子还会插入无关的评论，有些则保持被动。相比之下，游戏体验始终能激发更高的持续注意力和热情。大多数孩子在游戏开始时表现出兴奋，并在游戏结束时不愿意退出。在游戏过程中，孩子们经常将游戏中的场景与个人经历联系起来，自发地提及现实世界中的类似事件。观察编码显示，游戏体验中的平均投入得分高于故事讲述（M=6.38，标准差SD=0.92 vs M=5.21，标准差SD=0.83）。配对样本t检验表明这种差异具有统计显著性，t(23)=4.90，p<0.001，表明两种互动模式在可观察到的投入度上存在显著差异。

3) 情景即时理解
对游戏后提问的回答进行了编码，以评估其与预期亲社会行为的一致性。在两种模式下，孩子们都表现出能够表达适当回应的能力；然而，在游戏互动中似乎更倾向于给出更详尽的解释和背景参考。这项评估旨在捕捉孩子们的即时理解能力，而非长期的行为变化。

C. 研究结果的文化背景化
游戏基于文化背景的设计可能影响了孩子的参与度和场景的可理解性。游戏中的角色Khalooq、阿拉伯语的旁白以及熟悉的环境（如家庭、学校、游乐场）可能减少了认知负担，帮助孩子们更快地识别道德情境。在游戏过程中，孩子们经常提到具体的文化习俗，说明场景与现实生活经验的结合促进了情境的关联。

第七部分：讨论
本研究提供了以下成果：(i) 一款针对幼儿的阿拉伯语严肃游戏，用于礼仪和早期反欺凌教育；(ii) 一个基于实证的数据驱动的协同设计流程；(iii) 搭配证据，说明互动游戏与传统故事讲述在支持孩子参与同等社交场景方面的比较效果。设计这款游戏的一个关键动机是弥补针对幼儿礼仪和同伴互动的资源不足，尤其是那些基于阿拉伯文化规范的资源。这一缺口非常重要，因为社会情感学习过程和与欺凌相关的行为受到环境、规范和解释的影响[33], [34]。通过将场景、语言和互动规则植根于阿拉伯文化背景，游戏可以减少文化差异，提高照顾者和孩子的参与度。

A. 设计启示
根据提出的协同设计框架（图3），有效的幼儿严肃游戏受益于一个结合了实证基础、协作创造和以孩子为中心的评估的循环过程。这种方法与之前的人机交互和儿童-计算机交互研究一致，强调了孩子、照顾者和领域专家在设计过程中的互补作用。由于发展和实践的限制，孩子们通常通过适合其年龄的活动（如原型测试和简单反馈）参与进来，而成人利益相关者则指导教学和设计决策[7]。在本研究中，预设计阶段根据照顾者的优先事项和发展考虑定义了设计方向，确保学习目标、内容和互动机制的早期对齐[10], [11]；协同设计阶段通过专家输入和基于孩子观察到的互动的迭代改进，体现了将儿童反馈与成人指导相结合的价值[45]；后设计阶段则采用适合儿童年龄的评估方法来评估可用性和参与度，这与建议将儿童自我报告与观察数据进行三角验证的建议一致[47], [48]。研究发现提供了若干可直接应用于设计阶段的实用建议：
- 预设计阶段：场景选择应基于照顾者的优先事项和幼儿发展限制，以确保教育目标和游戏机制之间的连贯性，并减少后续重新设计的需求[10], [11]；
- 应明确考虑文化和语言的适宜性，以提高相关性和可接受性[33], [34]；
- 协同设计阶段：专家评审对于确保场景适合儿童发展至关重要，而基于孩子观察到的互动模式的快速迭代有助于提升可用性和参与度。这种方法与设计实践一致，即利益相关者提供不同的专业知识，当孩子的反馈与具体活动和原型相结合时最为有效[43], [44], [45]；
- 后设计阶段：对儿童的评估应结合儿童友好的自我报告工具（图2）和结构化观察，以捕捉感知体验和可观察到的参与度[47], [48]；
- 在比较不同互动模式（如故事讲述与游戏体验）时，应保持场景和评估指标的一致性，以分离互动效果的差异[39], [40]。

B. 可用性
在后设计评估循环中，可用性测试表明孩子们可以顺利完成基于场景的任务，没有出现使用问题，并一致报告积极的体验。游戏的愉悦度很高（M=4.83，标准差SD=0.39），使用便捷性的感知也较高（M=4.50，标准差SD=0.80），83%的儿童表示愿意立即重玩。这些发现支持了基于平板设备的、以场景为导向的互动对幼儿的可行性，并与先前研究结果一致，即早期教育系统需要简化的互动方式、多模态提示和即时反馈[5], [14]。使用基于表情符号的Likert量表（图2）也与儿童-计算机互动实践相符合，有助于幼儿直观地进行自我报告[47], [48]。观察记录还能够帮助理解孩子们是否能够顺利进行互动、理解反馈，并在做出错误选择后继续参与，这一点尤为重要，因为在这个年龄段孩子的口头表达能力可能有限[20]。从设计角度来看，结果表明游戏的互动简单性和反馈结构支持了孩子的独立使用，而非惩罚性的反馈和正面强化促进了持续的参与度。这与强调学习效果和动机取决于学习目标与互动机制和反馈结合紧密度的研究趋势一致[8], [10], [11]。这也与关于奖励应与预期体验有实质性关联而非表面附加物的游戏化研究建议一致[15]。

C. 对比评估
后设计阶段的比较评估提供了关于互动附加价值的详细证据。定量分析显示，游戏体验（M=4.50，标准差SD=0.80）和故事讲述（M=4.30，标准差SD=0.85）在感知可用性上没有显著差异，t(23)=0.79，p=0.44。游戏体验中的愉悦度（M=4.83，标准差SD=0.39）高于故事讲述（M=4.55，标准差SD=0.50），但这一差异未达到统计显著性，t(23)=2.00，p=0.058。然而，结构化观察显示，游戏体验中的孩子的注意力更持续，热情更高，也更不愿意停止游戏。总体而言，这些结果表明互动性主要影响了可观察到的参与度和积极性，而非孩子们对使用便捷性的感知。这与先前的研究结果一致，即互动环境和反馈是提高动机和持续注意力的关键机制[37], [38], [39], [40]。同时，由于两种条件下内容相似，且都进行了简化处理，没有出现显著的可用性差异也是可以理解的。此外，由于样本量N=24，可能导致统计功效较低，难以检测到主观评分中的微小差异，尤其是当愉悦度已经接近上限时。另外，非常年幼的孩子的自我报告可能会受到积极偏好的影响，因为他们可能不愿表达负面评价（例如出于害羞或不想显得粗鲁），这进一步强调了避免仅依赖儿童自我报告的必要性，并需要结合结构化观察和其他行为指标进行综合评估[47], [48]。

实际应用方面，设计者不应假设互动游戏会自动优于精心设计的故事讲述。相反，当目标是为了提高参与度、激发积极参与以及促进对选择及其后果的体验性反思时，互动机制可能最有价值[37], [38]。这也表明故事讲述作为一种有效的基线模式是恰当的，与早期教育学相一致[34], [35], [36]。

D. 局限性与未来工作
需要考虑几个限制因素。首先，儿童评估样本量N=24，只能用于形成性结论，无法有效检测自我报告指标中的微小差异，尤其是在评分接近上限时。其次，对比评估旨在探究即时参与度和场景理解，而非长期学习或行为变化，这是严肃游戏评估和反欺凌干预中的常见局限[3], [31]。最后，虽然游戏的文化背景是个优势，但可能会降低其普遍适用性。未来的工作应评估更长期的结果（如保留率和知识迁移），测试在家中的实际应用情况，并扩展共同的参与范围，包括来自教育者的迭代反馈。

第八部分：结论
本文提出了一个基于实证的协同设计框架，用于开发旨在支持幼儿礼仪和早期反欺凌教育的严肃游戏。该框架将设计过程分为三个相互关联的阶段：预设计、协同设计和后设计，每个阶段都结合了不同形式的利益相关者输入，并通过迭代反馈循环进行连接。通过明确整合照顾者的优先事项、专家指导、以儿童为中心的原型开发以及适合儿童年龄的评估，该框架为幼儿严肃游戏设计提供了一种可复制的方法。该框架通过开发一款基于文化背景的游戏并采用混合方法研究（包括幼儿参与）进行了验证。比较结果表明，虽然故事讲述和互动游戏都被认为可用，但在呈现同等社交场景时，互动游戏可能更能促进可观察到的参与度和积极行为。这些结果强调了互动性在激发参与度和持续注意力方面的作用，同时也指出了仅依赖儿童自我报告的局限性。这项工作进一步深化了我们对利益相关者驱动的协同设计如何支持开发适合儿童发展、具有吸引力和文化相关性的严肃游戏的理解和实践。她在2023年春季对以下软件工程专业的学士学位学生表示感谢，他们为游戏的开发做出了贡献：Hessah Aljohaimy、Razan Alanazi、Sarah Alomar、Sarah Aboumahmoud和Aisha Aboalatta。她还要感谢学校、教师、家长、早期教育专家以及参与游戏共同设计并提供宝贵反馈的孩子们。

**附录A：家长调查问卷**
该调查问卷发放给了3至8岁儿童的看护人。问卷包括人口统计问题、技术使用情况、道德观念、行为问题以及期望的游戏功能等内容。最初的访谈是用阿拉伯语进行的，以下是问卷的英文翻译。

**A部分：人口统计与技术使用**
- 您孩子的年龄是多少？
- 3-4岁
- 5-6岁
- 7-8岁
- 您的孩子每天使用数字设备的时间是多少？
- 不到1小时
- 1-2小时
- 3-4小时
- 超过4小时
- 您的孩子最常玩哪类游戏？（选择所有适用项）
- 竞速和车辆类
- 动作/冒险类
- 模拟游戏（如烹饪、装扮）
- 艺术/绘画类
- 动物和植物类
- 拼图游戏
- 您的孩子是否使用教育应用程序？
- 是
- 否
- 您孩子最喜欢的卡通角色是什么？（开放式问题）

**B部分：道德与行为考量**
- 您认为哪些道德价值观对教育孩子最重要？（选择所有适用项）
- 诚实
- 尊重
- 帮助他人
- 询问他人意见
- 对父母友善
- 诚信
- 谦逊
- 您认为孩子主要从哪里学习道德行为？
- 家庭
- 学校
- 互联网
- 社交媒体
- 其他
- 您的孩子是否有任何诊断出的残疾或特殊需求？
- 无
- 多动症
- 视力障碍
- 阅读困难
- 自闭症
- 您是否观察到孩子有与礼仪相关的行为问题？
- 是
- 有
- 是的话，请描述具体行为问题。（开放式问题）

**C部分：接触攻击性与欺凌**
- 您的孩子是否遇到过他人的攻击性行为？
- 是
- 否
- 如果是，涉及的人有哪些？
- 朋友
- 同学
- 家庭成员
- 陌生人
- 其他
- 事件发生在哪里？
- 学校
- 家里
- 公共场所
- 其他

**D部分：强化策略与期望的游戏功能**
- 您通常如何强化孩子的积极行为？（开放式问题）
- 您希望孩子在道德教育游戏中看到哪些功能？（开放式问题）

**附录B：专家访谈问题**
在与早期教育专家进行的半结构化访谈中使用了以下访谈大纲。最初的访谈是用阿拉伯语进行的，以下是访谈的英文翻译：

- 从发展角度来看，孩子从多大开始表现出对公平、诚实和同理心等道德概念的理解能力？哪些迹象表明他们已经具备这种能力？
- 您认为在3至5岁期间引入哪些基本的亲社会价值观最为合适，为什么？
- 哪些负面社会行为（如攻击性、排斥、不诚实）在这个年龄段适合进行教育，应该如何处理？
- 根据您的经验，年幼的孩子最可以通过哪些方式学习道德或社会行为（如模仿、讲故事、引导性讨论、角色扮演、互动活动）？
- 在什么条件下，互动式数字活动（如问答游戏或基于情境的决策）可以有效支持幼儿的道德学习？
- 这个年龄段的孩子如何理解视觉叙事和插图场景？
- 音频解说在帮助理解过程中起什么作用？
- 数字游戏中的哪些设计元素能够吸引并维持幼儿的注意力？
- 3至5岁的孩子能够在多大程度上区分社交上适当与不适当的行为？通常需要哪些类型的支持或引导？
- 您对教育游戏中使用激励机制有何看法？潜在的好处和风险是什么？
- 您是否接触或评估过专为幼儿设计用于教授社交或道德技能的数字游戏？如果有，您观察到了哪些优点和局限性？
- 您对设计一款符合文化背景、能够培养礼仪意识和早期反欺凌意识的严肃游戏有什么建议？

**附录C：行为参与观察量表**
行为参与程度通过四个可观察指标进行衡量：持续注意力、任务坚持性、语言参与度以及情感反应。每个指标在每次访谈中都被评分0到2分。选择三点序数量表（0-2）是为了实现快速可靠的编码。在早期教育观察研究中，通常使用较粗略的序数量表来提高评分者间的一致性，同时保留行为的实质差异。每个指标的编码定义总结在表3中。

**表3：行为参与观察量表**
总参与得分计算公式如下：
\[E_{total} = \sum _{i=1}^{4} I_{i} \tag {5}\]
其中 \(I_{i}\) 表示每个指标的得分。总得分范围为0到8分。