Представление об ограничениях мозга, о том, как он обрабатывает информацию и учится, может помочь в создании среды, наиболее способствующей обучению. Сегодня существует несколько подходов – бихевиоризм, когнитивизм и конструктивизм; у каждого свои принципы, достоинства и недостатки. Важно отметить, что ни один не был полностью отринут в пользу более новых, поскольку все они сосредоточиваются на разных аспектах процесса обучения.
8.1. Основы бихевиоризма
В первой половине XX века ведущими теоретиками обучения были бихевиористы, занимавшиеся оперантным научением и внешним подкреплением [напр., Thorndike, 1913; Pavlov, 1927; Skinner, 1974]. Однако тем, что происходит во время обучения внутри «черного ящика» (т. е. мыслительными процессами), они не занимались и не хотели заниматься. Вместо этого их интересовала среда и наблюдаемое поведение – причина и следствие. Бихевиористы изучали отношения между стимулом и реакцией, а также влияние среды на обучение. Приобретенная ассоциация между стимулом и реакцией называется обусловливанием и по большей части состоит из имплицитного научения и памяти (бессознательной и процедурной). Различают классическое обусловливание (происходящее пассивно) и оперантное (требующее от индивида активных действий).
8.1.1. Классическое обусловливание
Классическое, или респондентное, обусловливание подразумевает формирование ассоциации между двумя последовательными стимулами (ассоциативное научение). При регулярном повторении этих стимулов создается условный рефлекс на первый, поскольку мозг ожидает, что за ним последует второй. Самый известный пример классического обусловливания – собаки Павлова (поэтому этот тип обусловливания также называют павловским). Перед каждой кормежкой И. П. Павлов звонил в колокольчик. Со временем у собак развивался условный рефлекс, заставлявший их выделять слюну при звуке колокольчика. Выделение слюны при виде пищи – естественный процесс, но в данном случае колокольчик становился условным стимулом, вызывающим слюноотделение даже в отсутствие еды.
Подобно собакам и другим животным, люди осваивают многие виды поведения через классическое обусловливание. Подумайте, например, о лимоне (или лайме, что больше нравится). Наверняка от одной мысли у вас начинает выделяться слюна, потому что мозг приучился ассоциировать лимон с кислым вкусом (кроме того, цитрусовые, как известно, сами по себе стимулируют слюноотделение). Так что, если у вас пересохло во рту, подумайте о ломтике лимона.
Если обратиться к видеоиграм, то сигнал «тревоги» в Metal Gear Solid (Konami), звучащий каждый раз, когда противник вас замечает, – это тоже условный стимул, который вызывает у игроков повышенное внимание и готовность бить или бежать. Другой пример – звон колокольчиков в Assassin’s Creed 2 (Ubisoft), который указывает на сундуки, знаки и другие секреты. Игрок имплицитно научается ассоциировать этот звук с сокровищами и впоследствии, услышав его, начинает внимательно оглядываться в поисках вознаграждения.
8.1.2. Оперантное обусловливание
Оперантное обусловливание, или научение, – это процесс управления поведением посредством поощрений и наказаний. Первые исследования в этой области начал проводить Э. Торндайк [1913], но главным популяризатором стал Б. Ф. Скиннер [см. Skinner, 1974].
Если вкратце, то вы путем повторения приучаетесь связывать один стимул с вероятностью другого стимула, вызываемого неким конкретным действием. Для проведения экспериментов Скиннер разработал специальную камеру с окошком и рычагом, которую сейчас называют «ящиком Скиннера». Животное (как правило, крысу или голубя) в одиночестве помещали в данную камеру. Если после определенного стимула (например, вспышки или звукового сигнала) подопытное животное нажимало на рычаг, то окошко открывалось и в камеру попадал корм. Как и в классическом обусловливании, формируется связь между условным стимулом (звук) и положительным подкреплением (награда в виде еды), но в данном случае также подразумевается выполнение животным действия (нажать на рычаг), то есть изменение в поведении. В ряде экспериментов к полу камеры подводили электричество, и если животное вело себя неправильно или не реагировало на стимул, то получало наказание в виде удара током.
В ходе многочисленных экспериментов Скиннер вывел ряд основных поведенческих правил [см. Alessi, Trollip, 2001].
1. Положительное подкрепление (награда) приводит к повышению частотности поведения (получение еды после нажатия на рычаг побуждало крыс нажимать на рычаг чаще).
2. Поведение, за которым следует устранение наказания (т. е. отрицательное подкрепление), тоже происходит чаще (крысы нажимали на рычаг, чтобы избежать ударов током).
3. Наказание за действие приводит к снижению частотности поведения (удар током после нажатия на рычаг побуждает крыс не нажимать на рычаг). Того же можно добиться отрицательным наказанием, когда, наоборот, отнимается что-то хорошее (например, при нажатии на кнопку из клетки убирается еда).
4. Если поведение, частотность которого была повышена посредством вознаграждения, более не подкрепляется (еда перестает поступать при нажатии на рычаг), происходит затухание.
5. Поведение, которое вознаграждается всегда, быстро повышает свою частотность, но так же быстро затухает, если вознаграждение убрать.
6. Награда, выдаваемая нерегулярно (после непредсказуемого числа откликов), наиболее эффективна в выработке поведения и является основой игровой зависимости у людей.
Оперантное научение имеет ряд явных преимуществ и в XX веке активно применялось в образовательной, военной и трудовой среде. Однако при этом его широко критиковали, поскольку данная парадигма игнорирует важные ненаблюдаемые аспекты обучения (такие как внимание и память), а также поскольку бихевиористы часто закрывали глаза на нежелательные побочные эффекты. Например, наказание может вызывать стресс и агрессию, что вредит обучению [см., напр., Galea и др., 2015 о влиянии наказания на запоминание при моторном научении и Vogel, Schwabe, 2016 о влиянии стресса на работу в классе], не говоря уже о том, что стресс и тревожность вредят здоровью (и крысы, и человека).
Об этом важно помнить при разработке введения в игру: да, игроки должны получать отрицательную обратную связь, если не делают то, что нужно (например, не перепрыгивают пропасть), но при этом следует избегать наказаний (т. е. убивать персонажа, вместо того чтобы позволить ему выкарабкаться и попробовать снова). Испытания и трудности, безусловно, важны для игр, и я не утверждаю, будто убивать персонажа игрока нельзя никогда. Следует, впрочем, проявлять осторожность, когда игрок только разучивает новую механику, – особенно в самом начале игры, пока он еще недостаточно вовлечен в процесс (и тем более если ваша игра бесплатная).
8.2. Основы когнитивизма
Во второй половине XX века популярность обрела когнитивная психология. Психологам очень хотелось наконец вскрыть «черный ящик» и разобраться, что же в нем происходит. Как, уверена, вам теперь известно, в когнитивной психологии на первом плане стоят мыслительные процессы, такие как восприятие, внимание, память и мотивация.
Первая часть этой книги целиком посвящена принципам когнитивизма, тому, как мозг обрабатывает информацию и учится, а также факторам, влияющим на эти процессы, так что повторяться я не стану. Главное, что нам дает когнитивизм, – это способы разработать более эффективную среду для обучения с учетом ограничений сознания.
Впрочем, я хотела бы обратить ваше внимание на вопрос переноса научения. Мы склонны полагать, что, научившись чему-то в одном контексте, мы можем с легкостью перенести полученные знания в другой. На этом основаны так называемые развивающие игры, которые наводнили рынок: якобы изученное в мультимедийном контексте можно затем воспроизвести в реальной жизни. Увы, на самом деле такое случается редко, что создает значительные трудности тем, кто занимается проблемами образования [см. Blumberg, 2014].
8.3. Основы конструктивизма
Один из наиболее известных теоретиков конструктивизма в когнитивном развитии – швейцарский психолог Жан Пиаже. Он изучал, как знания формируются в детях через взаимодействие с окружением [Piaget, 1937]. Хотя впоследствии исследователи, экспериментировавшие на младенцах, пришли к выводу, что дети знакомятся с миром в основном через восприятие, например физических или количественных свойств объектов [см., напр., Baillargeon и др., 1985 или Wynn, 1992], тем не менее манипуляции с окружением помогают детям думать и учиться [см., напр., Levine и др., 1992].
Согласно теоретикам конструктивизма, мы учимся на практике, формируя собственные представления о мире, а окружение помогает нам в этом или мешает. Таким образом, акцент делается на активности процесса обучения, что логично, если вспомнить, как устроена память: чем глубже обработка информации, тем надежнее она сохраняется [Craik, Lockhart, 1972]. Соответственно, ученик мотивирован к изучению и экспериментам, пока получает немедленную обратную связь о своих успехах и неудачах (либо от учителя, либо от специально созданной среды, какой являются игры). Этот подход также подчеркивает важность целенаправленного, или осмысленного, научения (в противовес навязанному).
Вдохновленный конструктивистской теорией Пиаже, математик и педагог Сеймур Пейперт пришел к выводу, что обучение будет более эффективно, если ученик сможет экспериментировать в конкретной и осмысленной ситуации. И поскольку работал Пейперт в 1960-е годы, в его распоряжении уже были компьютеры.
Многие из моих ровесников наверняка помнят компьютерный язык под названием Logo, с помощью которого детей учили программировать. Главным образом он ассоциируется с виртуальным курсором-«черепашкой», который в игровой форме обучал азам компьютерной графики. Чтобы нарисовать желаемую картинку, дети должны были «объяснить» черепашке, что именно нужно изобразить, а для этого требовалось экспериментировать с геометрией.
Например, чтобы нарисовать дом, нужно было сперва заставить черепашку начертить квадрат. Так, путем проб и ошибок усваивались обязательные параметры квадрата: четыре стороны равной длины, расположенные под прямым углом друг к другу. Соответственно, программа для черчения выглядела так: «ПОВТОР 4 [ВПЕРЕД 50 НАПРАВО 90]» (рис. 8.1). Благодаря тому, что «знания были получены для понятной личной цели» и «ребенок применял их на практике» [Papert, 1980, с. 21], геометрия усваивалась значительно лучше.
Рис. 8.1. «Графическая черепаха» Logo © Logo Foundation. Публикуется с разрешения Logo Foundation, Нью-Йорк
Этот элементарный пример демонстрирует идеи и эксперименты Пейперта лишь поверхностно. Если обобщить, то вместо того, чтобы придумывать, как компьютер может научить человека (к сожалению, этот подход до сих пор используется большинством разработчиков в области «геймификации» и «серьезных игр»), нужно дать людям обучаться самим, добиваясь от компьютера выполнения осмысленных действий.
Такой игровой экспериментальный подход к обучению и развитию в чем-то схож с итеративным подходом к дизайну. Дэвид Келли, основатель дизайнерской фирмы IDEO Product Development, ответственной за дизайн первого манипулятора «мышь» компании Apple, говорит о важности «метода осознанных проб и ошибок» [Kelley 2001]: чтобы скорее добиться успеха, нужно как можно раньше терпеть неудачи.
8.4. Роль обучения в играх
Итак, прорезюмируем наиболее важные аспекты теории обучения:
• обусловливание – это способ обучения через ассоциацию стимула с реакцией путем многократного повторения;
• в оперантном обусловливании от субъекта требуются активные действия, а ключевую роль играет подкрепление, прежде всего, положительное;
• обусловливание весьма способствует усвоению информации, поскольку является имплицитным научением;
• нерегулярное положительное подкрепление (награды) наиболее эффективно в плане приобретения и закрепления нужного поведения;
• когнитивизм в обучении учитывает ограничения и способности мозга (восприятие, внимание, память, мотивация, эмоции) для создания наиболее эффективной среды обучения;
• с точки зрения конструктивизма мы учимся на практике, активно формируя собственные знания, и среда обучения нам в этом помогает либо мешает;
• чем глубже обработка информации при получении знаний, тем лучше они усваиваются;
• согласно конструктивистскому подходу, мы лучше учимся, когда делаем что-то осмысленное в контексте.
Ну и главное в обучении: наиболее эффективный способ преподать материал, особенно в интерактивной среде, – позволить человеку применить знания на практике (в контексте) и осмысленно (с целью). Иными словами, для усвоения игровой механики гораздо эффективнее поместить игрока в ситуацию, в которой у него есть необходимость и мотивация освоить новую модель поведения (чтобы продвинуться вперед или получить награду), нежели просто поставить игру на паузу и вывести на экран обучающий текст.
Например, в шутере от первого лица Far Cry 3: Blood Dragon (Ubisoft) весьма уморительно высмеиваются дурные штампы обучения в играх. Почти все механики и аспекты игры объясняются длинными текстами, прерывающими игровой процесс. Это сделано намеренно, чтобы хардкорные игроки посмеялись, вспомнив, какими нелепыми порой бывают туториалы. Тексты появляются один за другим, из-за чего их содержание невозможно запомнить. Как вам уже известно, лучше всего, когда обучение распределено во времени (тут может вспомниться эффект интервала из главы 4).
Высокобюджетные игры все реже заваливают игрока информацией и все чаще прибегают к распределенному обучению на практике. Однако оно зачастую лишено контекста и/или осмысленности, что подрывает мотивацию игроков к учению, негативно сказываясь на внимании, которое уделяется задаче, и качестве усвоения информации. Да, подсказать игроку кинуть только что полученную гранату, чтобы проверить ее в действии, полезно, но не очень ценно, если при этом нет никакой угрозы. Гораздо лучше поместить игрока в осмысленную или эмоциональную ситуацию – главное, не слишком стрессовую или сложную, – где у него возникает необходимость научиться чему-то.
Например, в Fortnite (Epic Games) игроки начинают в подземной пещере. Чтобы выбраться и изучать мир (плюс посмотреть, что́ лежит в сундуке на поверхности, который привлекает внимание и хотя бы немного возбуждает в игроках интерес), в какой-то момент им нужно научиться строить лестницу, как показано на рис. 8.2. Другой пример: стрелять игроки учатся в ситуации стрессовой, но относительно безопасной. Зомби штурмуют невысокую сцену и, кажется, вот-вот ее пробьют, что создает ощущение угрозы и заставляет уделить внимание их уничтожению. Стресс (по крайней мере, по нашей задумке) нивелируется тем, что на игроков зомби не нападают, хотя младших игроков, чей стрессовый порог ниже, чем у взрослых, ситуация все же способна напугать.
Рис. 8.2. Fortnite Beta © 2017, Epic Games, Inc. Публикуется с разрешения Epic Games, Inc., Cary, NC
Далее, в Mario Galaxy от Nintendo (и многих других играх о Марио) игрок в самом начале должен догнать кролика. Ситуация не подавалась как обучение, однако в процессе игрок все равно знакомился с управлением и ориентированием в тогда еще непривычном трехмерном пространстве. Стресса почти не было: кролик лишь дразнил игрока, но не угрожал ему. В зависимости от умения ориентироваться в пространстве кто-то мог догнать кролика раньше, кто-то позже, но никакого наказания (в виде смерти, например), если не успеть поймать его достаточно быстро, не происходило.
Uncharted 2 (Naughty Dog) начинается с того, что главный герой висит на вагоне поезда, болтающемся над пропастью. Цель освоить управление очевидна: выжить. Единственная проблема в том, что уже в этой вступительной сцене игрок может погибнуть, если будет не слишком расторопен, – чересчур серьезное наказание, на мой взгляд.
И последний пример: в World of Warcraft (Blizzard) игрока учат плавать только тогда, когда он получает квест, в рамках которого нужно спуститься под воду.
Безусловно, создание осмысленной среды для контекстного обучения требует гораздо бо́льших усилий, однако со своей стороны замечу, что обучение – это значимая часть опыта и поэтому должно учитываться в гейм-дизайне. Впрочем, было бы чересчур полагать, будто у нас хватит ресурсов на создание идеальных условий обучения – отдельных квестов или уровней для каждой механики. Это нереально. Мы и так постоянно выходим за сроки и бюджет, в поте лица стараясь успеть к релизу и при этом не сильно поступиться качеством итогового продукта. Именно поэтому необходимо выделить все, чему игрок должен научиться, а затем определить приоритеты и взвесить потенциальную сложность каждого аспекта (при прочих равных оригинальную механику усвоить труднее, чем распространенную).
Как будет показано далее в главе 13, такой список приоритетов поможет вам спланировать введение заранее и соответствующим образом распределить задачи между членами команды. Очень важно это в многопользовательских играх, поскольку там введение должно быть коротким, чтобы игроки не успели заскучать, прежде чем перейдут к основной сути игры, но при этом максимально эффективным. Неопытные игроки скорее испытают негативный опыт, если их убьют в первом же PvP-матче (и нет, «умный» матчмейкинг не панацея).
Конечно же, глубокий игровой опыт не сводится только к тому, чтобы аудитория научилась играть в вашу игру, но это первая и немаловажная его часть. Понимание когнитивных основ обучения также позволит вам улучшить юзабилити игры, что заключается в устранении ненужных трудностей и запутанностей, мешающих освоению механик, – иначе говоря, в том, чтобы сделать ее доступной и интуитивной.