1.2　科普游戏的发展历程

先进的技术带来科学的新发现，新的知识又促进技术的革新和发明。互联网已经从Web1.0发展到Web3.0时代，移动互联网也从2G走向了5G时代，物联网、三网融合、云计算等逐步走入人们的视野。科普游戏通过多样化的技术和个性化的内容，能够迎合大众时间碎片化的需求，满足人们随时随地互动的需求，提高科学普及的便捷性和及时性，增强科学传播的趣味性和有效性。

1.2.1　科普游戏的起源与发展

《青少年玩世博》以世博会为题材，是国内早期的角色扮演类科普游戏。另一款早期的科普游戏《农场狂想曲》，让学生综合学习，应用地理、经济、生物和科技知识，培养学生解难、批判性思考及合作能力等高阶思维技巧，以及自主学习和终身学习的习惯。早期的科普游戏受众规模很小，尚未进行专业的、面向全国的运营。以标志事件和作品案例为阶段特征，可将科普游戏的发展分为四个主要阶段，如表1-1所示[11]。

1.2.2　科幻是科普游戏的重要题材

游戏玩家曾在无数个精彩纷呈的虚幻世界里扮演着与现实中截然不同的角色，这一刻在冰天雪地的天际大陆屠龙，下一刻就驾驶着“诺曼底号”驰骋宇宙。但无论游戏的幻境多么光怪陆离，有一类游戏却始终与现实科技脱不开关系，这便是科幻题材游戏。

2019年全年国产网络游戏共审核1380款，其中科幻题材游戏约占15%，全年产值破430亿元。科幻游戏发展势头良好。以“吃鸡”类科幻手机游戏《和平精英》为首的枪战题材科幻游戏备受玩家喜爱，上线仅7个月便成功登顶游戏下载排行榜榜首，平均日活用户数达5000万人。

将科幻融入游戏中，可以是激烈的射击游戏，可以是神秘未知的冒险RPG，或者是轻松休闲的街机游戏，科幻作为一种题材风格，无论是作为故事背景，还是单纯作为视觉的表现形式，都会受到不少科幻迷的追捧。例如，虚拟现实科幻游戏Ground Runner：Trails是一款科幻飞行摩托的单人（第一人称射击）游戏，游戏背景设置在与世隔绝的遗忘星球上，该游戏包含8个沉浸式关卡和可以直接进入游戏的自由漫游模式。在游戏中，玩家将利用可交互操控功能，提升自己的驾驶技巧和战斗技术，学会在游戏中驾驶飞行摩托并攻击敌人。玩家的游戏角色是一个拾荒者，工作是驾驶高科技飞行摩托搜寻采矿星球，寻找极具威力的飞盘和扭转的水晶，与此同时还要应对不断的追捕。

2020年受全球新冠肺炎疫情的影响，中国科幻游戏产业增速整体放缓，但表现并不明显。相较于其他科幻产业，游戏本身所具有的时间和空间维度上的高度灵活性和自由性，使被困在家中的玩家在疫情期间也可无限“畅玩”。据统计，在2020年和平精英职业联赛S1赛事期间，快手总观看人数突破3 000万人次，以腾讯旗下《王者荣耀》《和平精英》《堡垒之夜》为首的科幻游戏2020年上半年收入更是突破25亿美元，折合人民币166.3亿元。2020年上半年，科幻游戏产值突破220亿元，可见科幻游戏市场潜力巨大。

1.2.3　信息化时代与科普游戏

今天，人工智能在某些方面完胜人类的事实已经毋庸置疑，人工智能技术已由第一代、第二代向第三代迈进。相比关注人工智能与人类的“较量”，也许我们更应该做的是思考人工智能和计算机科学的未来应用。作为计算机科学的一个分支，人工智能的时代已经从概念输出进入了社会应用。当然，除了第三代人工智能，第五代移动通信技术、VR、增强现实（Augmented Reality，AR）、云计算、物联网等诸多新技术的出现，都在推动着教育向着更快捷、更多元、更开放的方向发展。

1. 非正式学习的兴起

据调查，人们在工作中习得的知识有80%来自非正式学习，而人在一生中习得的知识也有80%甚至更多来自非正式学习。关于非正式学习的更多相关内容将在第3章的3.1.2节详述。

近年来，由于部分网络游戏内容过于单调重复，甚至存在低俗、负面内容，包含色情、暴力、赌博、愚昧迷信等不健康文化和有害信息的内容，影响缺乏自制力的未成年人的身心健康，诱发了青少年犯罪、自杀等社会问题，引起了全社会的关注。网络游戏一方面以其娱乐性和趣味性对公众特别是青少年具有强大的吸引力；另一方面又因其负面影响和消极作用而受到社会公众的抵触。当前对绿色游戏、教育游戏、严肃游戏等具有教育意义、内容健康的网络游戏的关注，反映了社会公众教育的需求，而寓教于乐的科普游戏也将以其内容的科学性和知识性成为既满足社会公众的娱乐需求又满足教育需求的重要选择。

2. 技术驱动科学教育创新

今天是一个技术飞速发展的时代，人工智能等新兴技术无时无刻不在改变着我们的生活，也在推动着教育向着更快捷、更多元、更开放的方向发展。公民的科普教育需求在不断增加，对教育的灵活性、趣味性、深度及广度也有了更新的期待。教育需求加速向全民学习、终身学习转化。国家应利用“互联网+”“人工智能+”，加快构建更加开放灵活的教育体系，增强教育资源的全面性、可得性和针对性，以全面推动学习型社会建设。

移动通信技术从2G到5G，不断迭代，不断升级。作为通信业和学术界探讨的热点，5G具有高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接的性能目标，将5G应用在游戏中，可有效提升游戏体验。例如，很多人都在科技馆、博物馆等尝试过VR游戏：只要带上大大的头盔，就能进入计算机带给我们的虚拟世界。在这个世界里，我们可以尝试与恐龙赛跑，沉入3000米深的深海，回到远古时期。不过早年的头盔不但身形巨大，头盔后面还拖着一根长长的线，玩家要想运动起来，很不方便。5G的发展及其与VR技术的结合，使得无限数据高速传输成为可能，头盔不但可以减重，还能去掉长长的拖线，使玩家在虚拟的世界里打怪兽也就不成问题了。在5G技术下，数字娱乐可能成为未来数据优化的重要方向，5G娱乐产业链正在形成。

对科普游戏的探索不仅有利于助推行业发展，也能够在技术基础之外，丰富国产游戏的文化内核，构建用户群体文化认同，培育国产游戏成为数字娱乐的传播载体。

例如，河图（Cyberverse）是华为公司2019年8月推出的一个底层技术平台，定位数据基础设施，其核心能力包括全场景空间计算能力、AR步行导航、场景编辑、渲染等核心技术。河图是中国古代流传下来的神秘图案，这个神秘图案源于天上的星宿，蕴含了深奥的宇宙星象密码，被誉为“宇宙魔方”。传说大禹通过河图掌握了河流山川复杂的地形地貌，顺利完成了治水大业，而华为公司的河图就是要让数据治理简单、使用简单，更方便地挖掘数据价值。通过河图技术，可以实现虚实结合，将虚拟的绘图、图片、景象叠加在真实的世界之上。2020年4月，华为公司联合敦煌研究院打造的敦煌超感知影像问世，使用华为P40系列手机借助华为河图技术，可以将敦煌莫高窟全景复活。这个形似展区导览又形似游戏的应用，打开了AR应用的新天地。通过手机终端，河图可以为我们呈现一个与真实世界1:1的数字孪生世界，在这个梦幻的游戏世界里，玩家可以和虚拟人物合影，可以看到比真实洞窟还完美的壁画，实现了科技与文化的完美结合。

未来华为公司意欲将河图平台建成一个混合现实（Mixed Reality，MR）生态平台。在这个过程中，建图能力、工具链、数字内容生产，包括定位能力等，都会开发出来。这一举措的最终目的是用华为公司的这套工具，让更多企业、开发者、用户加入华为生态中，开发出更好的MR应用。VR、AR、MR等技术为游戏的发展增添了飞行之翼。

随着现代传播技术的发展，网络成为重要的信息传播渠道，人们对新媒介的大量接触增加了科普形式创新的需求。网络科普的发展对科普形式的创新提出了更高的要求，“研究开发网络科普的新技术和新形式，开辟具有实时、动态、交互等特点的网络科普新途径，开发一批内容健康、形式活泼的科普教育、游戏软件”已经被纳入《全民科学素质行动计划纲要》。网络游戏以其良好的交互性、较高的趣味性和娱乐性成为当前科普形式创新的新方向。用户可以通过互联网实现游戏中的交流与合作，进行独立思考、探索和团队协作，有助于提高用户的能力和素质，培养用户的自信心和能力。与传统媒介相比，网络游戏的趣味性和娱乐性更强，也更符合当代青少年的媒介接触习惯，科普借助网络游戏这一形式也有利于提高公众的参与兴趣。

面向未来的教育应该主动识变、求变、应变：面向未来的学习将更加多元、灵活、自主、多样；面向未来的课程将更加凸显自主性、交互性、创新性，体现激励和驱动学习者自主学习的机制设计；面向未来的教师将在传输知识的同时，带动学生全面成长，培养学生的创新精神；面向未来的校园不再是一个封闭的系统，而是成为知识和信息的引力中心，大学和企业的边界将进一步被打破，大学的终身学习和创新功能将进一步凸显[12]。

3. 科普游戏产业的构建

作为科技和文化融合发展的重点行业之一，游戏行业成为文化输出的排头兵。当今游戏产业已经拥有了足够的规模，急需在以核心玩家为主体的市场模式的基础上进一步拓展游戏业务领域，扩大媒介传播影响力。就拓展游戏市场而言，无论国内还是国外，科普游戏都是一个新兴的、积极健康的业务领域。就发展科普游戏产业而言，要以满足人民群众多方面、多层次、多样化的精神文化需求为根本目的。而在人民群众多方面、多层次、多样化的精神文化需求序列中，对科普游戏的需求是时代背景下一个不可或缺的方面，这是科普游戏发展的直接动力。

自2002年开始，网络游戏作为一个新的产业获得政府的认可，之后得到了飞速发展。尽管发展速度较快，但研究者指出，当前我国的游戏产业已经步入了瓶颈期，游戏的同质化现象严重，产品结构很不合理，行业的创新性逐渐匮乏，急需向多元化发展。科普游戏无论从内容上还是从教育意义上都具有一定的优势，也符合我国网络游戏未来主推绿色游戏的发展趋势。

科普事业的发展同样在呼唤科普手段的变革。之前科普更多的是依赖展览的形式，观众只能被动接受。如何变被动教育为主动教育，变国家强推为公众自愿，变居高临下的普及为平起平坐的互动交流，这些都是科普教育亟待解决的问题。而游戏正好能给科普带来全新的模式：第一，游戏领域具有数以亿计的用户，借助游戏平台使一部分游戏用户转化为科普用户群，能够促进科普的推广；第二，游戏具有丰富的叙事能力和故事情节，有助于对科普知识的理解；第三，游戏具备强大的虚拟世界构建能力，能够更为形象地将科普完整的科学过程和科学原理清晰地呈现给受众。

市场的需求是科普“联姻”游戏的最大推动力。数据显示，中国公民具备基本科学素质的比例远远低于其他发达国家，形势严峻。作为国家战略的科普工作比游戏产业更急需变革。网络游戏市场规模较大、增长较快，在庞大的用户群体的基础上，未来仍将保持稳定增速和市场活力，国民在游戏上的花费也随之增加，中国网络游戏市场前景可观，而市场规模的增长，也为科普游戏行业带来了巨大的需求。

4. 上海科技馆科普游戏的发展

上海科技馆作为体现国内大科普格局的“三馆合一”综合性科普场馆，由科技馆、自博馆、天文馆组成，2019年成为第三批“国家文化和科技融合示范基地”、全国首批单体类示范基地，作为“技术推动科普教育和文化体验的典范示范”成功入选单体类十强，成为首个晋级十强的科普场馆。

上海科技馆在科普游戏的推动上未雨绸缪，先人一步。2020年“5·18”国际博物馆日，上海科技馆与上海科学院签约，达成科普游戏平台建设的战略合作关系，加强馆院优势互补，实现优质资源共享，努力建设和完善上海科普游戏数据库、素材库、资源库，力争形成一批有影响力、有代表性的优质原创科普游戏产品，共同打造“科普+游戏”资源集聚的开放、共享、共管合作平台，吸引一批高水平、创新型游戏企业，与社会各界力量实现强强联合、合作共赢，开展“科”字当头的科普游戏领域的深度合作。

上海科技馆积极调动馆内外力量，持续开展科普游戏的探索和尝试。馆内通过项目建设、课题研究等多种形式支持科普游戏的实践探索；馆外联合高校、院所及企业，申报国家、上海市各类课题，与上海戏剧学院、完美时空软件有限公司、盛大游戏、果壳网、装备产业园区等联合申报国家科技部重大专项项目及上海市文化创意产业扶持重点课题，开发了近30款科普小游戏应用在展览及教育活动上，全方位、多维度地开启了科普场馆探索推动科普游戏工作的先河。

科普游戏平台的建设以科学和艺术为应用重点，围绕科普游戏产业，集聚国内外优秀的科学家、教育家和艺术家，采用数字虚拟技术和交互媒体技术聚焦内容创作创新，探索综合利用计算机技术、交互设计技术进行高精尖游戏叙事创意创作，致力于培养一批具有审美能力、艺术修养，掌握现代数字媒体艺术理论，具备综合文化素养和创新精神，综合数字媒体艺术及技术的未来科普游戏创新型、复合型人才。

上海科技馆推出的线上科普游戏《江海鲟踪》是一款以我国一级保护水生动物中华鲟为游戏主角的解谜类小游戏（见图1-5）。鲟鱼类出现在距今约1.4亿年的上白垩纪，是鱼类中的活化石。中华鲟目前数量稀少，十分珍贵，被称为“水中大熊猫”。该物种在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》中被评估为极度濒危物种。中华鲟生活于大江和近海中，具有洄游性或半洄游性。该游戏模拟了中华鲟的洄游过程，通过关卡设置，呈现了目前中华鲟在洄游过程中遇到的困难，如人类破坏活动的加剧、长江水污染、船只螺旋桨的伤害等。找到这些洄游中的小难关并尝试解决它们，就能帮助中华鲟顺利洄游。

社会功能类游戏以实现某项社会功能为出发点，鼓励全民参与、全民科普。2019年，上海市新的垃圾分类标准开始实施，上海科技馆推出的《垃圾特攻队》线上科普游戏（见图1-6），以生活垃圾回收为核心内容，涉及垃圾分类、垃圾处理、垃圾回收再利用等方面的知识。通过代表不同垃圾桶的“毛球”吃掉不同的垃圾，玩家可以熟悉垃圾分类的知识。再通过工坊的制作，可以把不同的垃圾进行回收，实现变废为宝的目的。

◎案例1-5 《探索鲸奇世界》和《鲸豚消消乐》

《探索鲸奇世界》是一款基于上海科技馆原创展览《鲸奇世界》的展示内容开发的养成类H5科普游戏（见图1-7）。这款游戏不占手机内存，可以直接加载后打开。游戏以鲸豚为主题，选取了15种具有代表性的鲸豚，充分展示了它们的生活习性和生理特征。15种鲸豚形态各异，生活环境不同，在游戏过程中，玩家通过躲避障碍类游戏环节“巡航”和竞赛类游戏环节“答题”，来换取饲料和药品，实现喂养与救助鲸豚。每成功救助一种鲸豚，玩家就能收获一枚鲸豚图鉴。点击图鉴，可以获得关于这种鲸豚的简要介绍。巡航环节锻炼了玩家的手眼协调能力，答题环节考察了玩家的知识储备，而通过挣取饲料和药品实现喂养的过程则能够让玩家收获劳动带来的成就感。

《鲸豚消消乐》是一款海洋垃圾的消除类科普游戏（见图1-8），玩家通过清除海洋垃圾成为海洋守护者，在游戏过程中，既能让玩家放松身心，又能锻炼他们的观察和反应能力。通过收集卡牌，玩家能够了解各种鲸豚的生物学知识。通过消除垃圾，玩家能清楚地认识到，日常生活中有哪些随手丢弃的物品会成为危害鲸豚等海洋精灵健康的罪魁祸首，从而提升玩家的环保意识。

《鲸奇世界》临展还引入了游戏化的现场活动——“修炼大战”，包括“鲸豚消消乐”“你说我猜”“海洋‘鲸’灵”“步步‘鲸心’”“‘鲸’歌嘹亮”5个环节。

鲸豚消消乐：通过清除海洋垃圾成为海洋卫士，锻炼玩家的观察能力和反应能力。哪组先全员通关即获胜。

你说我猜：以团队协作的方式，一人比划一人猜，直到猜出题库中显示的海洋主题内容。哪组用时最少即获胜。

海洋“鲸”灵：一款九宫格拼图游戏，首先在题库中选取所要拼的鲸豚，然后团队进行合作，哪组先将所选鲸豚完整地拼出即获胜。

步步“鲸心”：一款以鲸豚为游戏内容的通关游戏。每组选派一名代表投掷骰子，根据数字走到相应的地点，选取题卡进行作答，答对后方可继续游戏，直到通关为止。哪组用时最少即获胜。

“鲸”歌嘹亮：根据所选的“鲸豚”叫声，前进至相应的展项寻找答案，哪组用时最少即获胜。