Кирилл Лебедев
Принимал участие в создании игр Pulse Racer и Fighter Ace 3.x. Ранее
работал на VR1 и Jaleco (российская компания называлась Gem Soft).
Принимал участие в КРИ 2005 в качестве докладчика. Название доклада:
"Закономерности развития компьютерных и видеоигр. Механизмы создания
жанров".
Начнем с примеров...
Пример 1. Лет 10-15 назад были популярны курсы машинописи. Сейчас, когда компьютеры появились практически в каждом доме, и количество людей, владеющих клавиатурой, увеличилось в десятки (если не сотни) раз, курсов машинописи не осталось. Объяснение тут простое - основная масса людей обучается работе с клавиатурой в контексте какой-либо деятельности - например, набивая документы в Microsoft Word или работая с электронной почтой.
Пример 2. Если ребенку сказать: "Иди на улицу, подыши свежим воздухом, побегай и поделай упражнения, так как это полезно для твоего здоровья", он вряд ли загорится желанием исполнить это пожелание. Но если тому же ребенку предложить: "А не пойти ли тебе поиграть в футбол?", он и побегает, и свежим воздухом подышит, и здоровье укрепит - потому что полезная деятельность будет выполняться в контексте интересной игры.
Пример 3. Многие женщины понимают, что несложные гимнастические упражнения полезны для здоровья и фигуры. Но для занятий они, как правило, не находят времени: то надо бежать в магазин, то готовить обед, то проверить дневник сына и выяснить, почему в нем вместо пятерок и четверок водятся тройки да двойки. К тому же заниматься одной как-то не с руки, да и домашние засмеют... Проблема решается, когда женщина начинает ходить на занятия аэробикой. Музыка, хорошее помещение и красивые инструктора делают свое дело.
Что объединяет эти три, на первый взгляд, разных примера? Один общий принцип: полезная, но не всегда интересная деятельность помещается в привлекательный контекст, и человек начинает ею заниматься.
Этот принцип можно использовать для создания систем обучения, особенно таких, которые не требуют личного присутствия тренера. Такие системы можно делать в виде компьютерных игр и распространять среди клиентов за относительно небольшую плату.
Многие компьютерные игры уже снабжены небольшими обучающими системами. Несмотря на то, что задача таких "обучалок" достаточно скромна - ввести игрока в курс дела, эти системы можно проанализировать и выявить некоторые принципы их построения.
Собственно говоря, эта работа уже была проведена автором, и оставшаяся часть статьи посвящена изложению полученных результатов.
Задачи обучения в компьютерной игре
Задачи обучения можно разложить по следующим качественным уровням:
Уровень 1. Обучиться простейшему действию
Например, в "стрелялке" - научиться передвигаться вперед, назад, поворачиваться, бегать, подпрыгивать, приседать; в гонках - жать на газ, использовать ручной тормоз, как и в "стрелялке", передвигаться вперед, назад, делать развороты; в авиасимуляторе - включать и выключать двигатель, увеличивать и уменьшать тягу, поднимать и опускать подъемник, работать элеронами, управлять рулем, убирать и выпускать шасси.
Уровень 2. Обучиться выполнению простейших маневров
Как правило, такие маневры осуществляются нажатием группы клавиш, и их выполнение занимает некоторое время. Например, в авиасимуляторе - это тангаж, крен, рысканье, в "стрелялке" - прыжок по ходу движения, прыжок с разбега.
Уровень 3. Обучиться решению определенной задачи
Например, в гонках - это прыжок с разгона через препятствие, поворот на большой скорости, резкий поворот на 180 градусов с использованием ручного тормоза, лавирование среди препятствий, преследование машины, которая едет впереди, использование карты для поездки в определенную точку города. В авиасимуляторе - это взлет, посадка, атака наземных целей из пулемета, бомбометание, торпедная атака.
Уровень 4. Обучиться решению целого класса задач и/или разным способам решения одной и той же задачи
Пример 4. В игре "Ил-2 Штурмовик: Забытые сражения" задачу "поразить наземную цель" можно решить разными способами: выстрелить из пулемета или пушки, сбросить на нее бомбы.
Пример 5. В игре Tom Clancy's Splinter Cell: Pandora Tomorrow в версии для игровой приставки GameBoy Advance задача обхода препятствия решается разными способами:
- Обходом препятствия сверху или снизу
- Проползанием под препятствием на корточках
- Перепрыгиванием препятствия
- Перепрыгиванием препятствия с разбега
- Обходом препятствия сбоку по карнизу
- Обходом препятствия сбоку, прижавшись спиной к стене
В этом случае игрок постепенно учится решать однотипные задачи применяя, в зависимости от ситуации, разные приемы.
Типовые ошибки в обучающих системах
В XIX веке немецкий педагог Дистервег Фридрих Адольф Вильгельм ввел четырехэтапную модель урока. В нее включались следующие составляющие:
- Повторение пройденного материала
- Объяснение нового материала
- Закрепление
- Домашнее задание
Эта модель показала себя настолько успешной, что применяется в школах практически всех стран мира.
Как правило, ошибки в обучающих системах в компьютерных играх связаны с тем, что уроки не следуют этой четырехэтапной модели. Другая причина ошибок - это игнорирование особенностей человеческого мышления. Но не будем забегать вперед, перечислим ошибки по порядку.
Типовая ошибка 1. Обучение вне контекста
Пример 6. В игре Tom Clancy's Ghost Recon каждый урок посвящен изучению какого-либо оружия: пистолета, винтовки с оптическим прицелом, ракетницам, пулеметам, минам, гранатам. В ходе урока дается разнообразная информация по данному оружию. Однако эта информация быстро забывается, так как не задается контекст (ситуация) для использования оружия.
Типовая ошибка 2. Попытка рассказать обо всем сразу
Известна закономерность: емкость оперативной памяти среднестатистического человека составляет всего четыре плюс-минус два сложных объекта. Эта закономерность носит название "эффект Эльштейна" [2, с. 142]. Тем не менее, некоторые обучающие системы в компьютерных играх не учитывают этот эффект и пытаются в одном уроке рассказать сразу обо всем.
Пример 7. Первый "туториал" в игре Fighter Ace 3.0 посвящен знакомству с принципами и управления самолетом и его основными устройствами. А поскольку их много, занятие перегружено информацией. В нем рассказывается о том, как поднимать и опускать подъемник, как управлять рулем, как поднимать и опускать закрылки, как включать и отключать двигатель, как увеличивать и уменьшать тягу, а также о том, какие приборы присутствуют на приборной доске кабины самолета, что они показывают и как ими пользоваться. Неудивительно, что по окончании этого вводного курса у игрока в голове остается полная каша.
Пренебрегают эффектом Эльштейна и симуляторы управления поездом.
Пример 8. В одном из уроков управления электровозом в игре Microsoft Train Simulator делается попытка рассказать обо всем сразу: о том, как включать и выключать тягу; о том, где находится спидометр, каких видов он бывает в различных локомотивах; о том, что такое тормоз поезда и тормоз локомотива; о том, в каких случаях им следует пользоваться; о том, как поднимать и опускать пантограф; о том, как пользоваться датчиками тормозов; о том, как отображать на экране "Записную Книжку" и "Помощь Движения к Следующей Станции".
Данной ошибки можно избежать, если группировать поясняемые сущности в некоторые логически связанные контексты. Такой прием уже успешно применяется при обучении в школе. Например, семь цветов радуги в порядке следования можно запомнить при помощи анаграммы "Каждый охотник желает знать, где сидит фазан", а слова-исключения, в которых после буквы "ц" пишется буква "ы", запоминаются благодаря известной поговорке про цыгана.
Типовая ошибка 3. Отсутствие акцентов при повторении материала
Пример 9. В начале первого урока игры Fighter Ace 3.0 рассказывается о разных приборах, присутствующих в кабине самолета. Чуть позже, при полете, даются рекомендации обратить внимание на показания того или иного прибора. Однако прибор никак не выделяется. А игрок к тому времени уже забывает, где его искать на панели. Было бы полезно некоторые сложные вещи повторять в курсе обучения не один раз, а приборы, на которые надо обратить внимание, выделять цветным маркером.
Типовая ошибка 4. Отсутствие этапа закрепления материала
Пример 10. В игре "Ил-2 Штурмовик: Забытые Сражения" уроки состоят только из одного этапа - "объяснение материала". Иными словами, функции обучаемого сводятся к внимательному чтению инструкций, которые показываются на экране, и рассматриванию картинок.
Между тем, уже давно известно, что новый материал, поданный только на информационном уровне, усваивается довольно-таки тяжело. Для закрепления хорошо бы его "пропускать через мышцы", т.е. через физиологию [3]. Иными словами, если говорить более популярно, новый информационный кусок с объяснениями должен обязательно сопровождаться упражнениями на закрепление новых данных.
Задачи обучающих систем и пути их решения
При построении обучающей системы перед автором возникает ряд задач. Вот лишь некоторые из них:
- Подобрать фактуру для задач. Отобрать ситуации, которые должны присутствовать в обучающей системе
- "Объяснить" принцип решения
- Закрепить пройденный материал, сформировать навык
Рассмотрим каждую из этих задач в отдельности и, по возможности, приведем варианты решений.
Задача 1. Подобрать фактуру
Суть задачи - решить, чему надо и чему не надо обучать игрока, подобрать материал для уроков.
Решение 1.1. Собрать трудности, с которыми сталкивается начинающий игрок, и преобразовать их в задачи и уроки
Пример 11. Для того чтобы победить в гонке, игроку необходимо уметь:
- Плавно проходить повороты на максимально возможной скорости
- Аккуратно объезжать препятствия
- Избегать столкновения с автомобилями соперников
- Перепрыгивать препятствия на высокой скорости, при этом необходимо осуществлять как можно более точные прыжки
- В экстренных случаях - совершать резкий разворот на 180 градусов с использованием ручного тормоза
- И многое-многое другое
В игре Midtown Madness 2.0 каждое из этих умений положено в основу отдельного урока программы обучения.
Пример 12. Для того, чтобы управлять самолетом, игрок должен научиться:
- Cовершать элементарные маневры во время полета (увеличение и уменьшение тяги, тангаж, крен, рысканье, поворот)
- Взлетать
- Приземляться
- Атаковать наземные цели
- Проводить торпедную атаку по надводным целям
- Вести воздушный бой с самолетами противника
Каждый урок в системе обучения компьютерной игры "Ил-2 Штурмовик: Забытые Сражения" посвящен одной из этих задач.
Задача 2. "Объяснить" принцип решения
Решение 2.1. Сформулировать задание в виде функции
В задании формулируется только функция [4], которую необходимо выполнить. Игрок сам находит алгоритм ее достижения, попутно приобретая требуемые навыки.
Пример 13. В первой миссии игры GTA: Vice City игрок должен научиться:
- Забираться в транспортные средства и выходить из них
- Управлять автомобилями и мотоциклами
- Использовать радар для нахождения места, куда нужно добраться
- Получать новые задания
Задания формулируются соответствующим образом:
- "Следуйте за розовым маячком, чтобы найти отель"
- "Чтобы найти адвокатскую контору, следуй за L-значком на радаре"
- "Следуй за T-маячком на радаре, чтобы найти Рафаэля"
При выполнении этих заданий игрок должен садиться в машины, управлять ими, ехать, куда показывает радар. Таким образом, игрок получает все необходимые навыки.
Решение 2.2. Дать задачу, которая имеет несколько вариантов решения
Игрок учится выбирать наиболее оптимальное решение.
Пример 14. В первом уроке обучающей миссии игры Tom Clancy's Splinter Cell игрок может перепрыгнуть препятствие, предварительно разбежавшись, а может перепрыгнуть и без разбега. Первый вариант приводит к успешному выполнению задания почти всегда, а второй - очень редко, так как сложно рассчитать точку, с которой надо прыгнуть, и силу прыжка.
Пример 15. В восьмом уроке обучающей миссии игры Tom Clancy's Splinter Cell: Pandora Tomorrow игрок может обойти препятствие сверху, предварительно запрыгнув на него, а может - обойти его, прижавшись спиной к стене. В первом случае игрок теряет немного здоровья при прыжке на землю, так как высота, с которой ему приходится спрыгивать, велика. Второй вариант решения ни к каким потерям не приводит.
Решение 2.3. Давать объяснения на ходу
Объяснения о том, как пользоваться тем или иным инструментом, даются по ходу выполнения задачи. Обычно объяснения приводятся, когда игрок сталкивается с задачей в первый раз. Это позволяет не перегружать "оперативку" игрока почем зря. Все пояснения даются в контексте возникшей задачи. Одно дело - в течение целого "урока" перечислять все приборы управления, которые присутствуют в кабине машиниста локомотива. И совсем другое - пошагово пояснять, что нужно делать и какие кнопки нажать, чтобы поезд сдвинулся с места.
Пример 16. "Нажми кнопку RET или F, чтобы сесть в транспортное средство или выйти из него" (GTA: Vice City).
Пример 17. "Если ты не знаешь, где находится ручной тормоз, нажми кнопку F1 для вывода списка кнопок управления" (Midtown Madness 2.0).
Задача 3. Закрепить пройденный материал, сформировать навык
Решение 3.1. Привести серию однотипных задач с одинаковой моделью решения
Пример 18. Первая миссия игры GTA: Vice City состоит из заданий, которые можно обобщенно сформулировать так:
- Возьми "тачку"
- Езжай в место, помеченное специальным значком на радаре
- Получи там новое задание
Так игрок учится ездить на машине, пользоваться радаром и получать задания.
Пример 19. В первом уроке обучающей миссии игры Tom Clancy's Splinter Cell игроку нужно выполнить два однотипных задания:
- Пролезть сквозь небольшое отверстие в стене по трубе
- Пройти сквозь невысокий проход в стене
Для решения первой задачи игрок должен ухватиться руками за трубу, повиснуть на ней и подтянуть ноги. Для решения второй задачи игрок должен присесть на корточки.
Этими двумя примерами задается модель решения однотипных задач: чтобы пройти/пролезть сквозь невысокое отверстие, игроку нужно "ужаться" - либо подтянуть к себе ноги, либо присесть на корточки.
Пример 20. Тот же урок той же игры содержит еще такие задания:
- Перейти с лестницы на площадку
- Подпрыгнуть с площадки и забраться на горизонтальную перекладину
- Спрыгнуть с перекладины на площадку
- Перейти с площадки на вертикальную трубу
- Запрыгнуть на камень
- Запрыгнуть с камня на площадку
- Перепрыгнуть расстояние между площадками
- Перепрыгнуть большое расстояние между площадками
- Подпрыгнуть и ухватиться руками за перекладину
- Подпрыгнуть и ухватиться руками за площадку
- Спрыгнуть с перекладины на площадку
Для их выполнения игроку необходимо воспользоваться комбинациями из двух клавиш: движение вперед (в зависимости от направления движения - клавиши "Right" и "Left") и прыжок (клавиша "A"). Таким способом - повторением одинаковых действий - у игрока "набивается рука". Решение 3.2. Привести серию однотипных задач с усложнением.
Приводится серия однотипных задач, в которой каждая последующая задача сложнее предыдущей [1]. Иногда в последовательности присутствует только одна задача "с усложнением". Как правило, она размещается либо на последнем, либо на предпоследнем месте.
Пример 21. В первом уроке обучающей миссии игры Tom Clancy's Splinter Cell игроку нужно перепрыгнуть несколько препятствий. Самое последнее препятствие имеет большую длину. Чтобы его преодолеть, нужно прыгнуть с разбега.
Пример 22. В той же игре в другом уроке игроку нужно поразить 4 мишени. В начале у игрока имеется пистолет. Первая мишень расположена на уровне роста игрока. Чтобы ее поразить, достаточно достать пистолет и выстрелить. Вторая мишень расположена внизу. Для ее поражения необходимо присесть. Третья мишень расположена над головой, поэтому игроку придется сначала запрыгнуть на перекладину, а уж потом, вися на ней, достать пистолет и выстрелить. Последняя мишень расположена внизу в глубокой яме. Игрок не может попасть в нее, даже если присядет на корточки. Не поможет ему и спуск в яму, так как дно у нее слишком узкое и пистолет на вытянутой руке всегда будет находиться за мишенью. Чтобы поразить последнюю цель, нужно сменить пистолет на гранату (незадолго до четвертой мишени игрок подбирает гранаты, правда, невнимательный игрок может этого не заметить).
Пример 23. Чуть дальше игроку нужно поразить гранатой мишень, которая находится за препятствием (большим камнем). Игрок не может перепрыгнуть камень. Не может он и поразить мишень, просто перебросив гранату через камень - она не долетает и попадает в яму, которая расположена прямо за камнем. Чтобы добросить гранату до мишени, игрок должен рассчитать точку падения так, чтобы она попала на дальний край камня. Тогда граната отскочит от него, "перепрыгнет" яму и попадет в цель. В использовании доступного ресурса - камня - и состоит креативное решение.
Пример 24. Уже в другой игре - Tom Clancy's Splinter Cell: Pandora Tomorrow - повторяется задача с мишенями. Одна из них расположена слишком низко. Из оружия у игрока есть только пистолет, и он может стрелять из положений стоя или сидя. Но это никак не помогает в решении задачи, так как даже если игрок присядет, мишень не будет находиться на одном уровне с пистолетом - она располагает значительно ниже. Чтобы попасть, игроку нужно опустить дуло пистолета под углом. Но это невозможно сделать из положений стоя или сидя. Чтобы опустить пистолет, игроку нужно сначала повиснуть на горизонтальной перекладине, достать оружие и при помощи клавиши "Down" наклонить его вниз. Только таким образом можно попасть в мишень.
Проанализировав примеры, можно заметить, что для создания усложнения достаточно поставить на пути игрока какое-либо препятствие, увеличить его размеры или как-то необычно (экстремально) расположить предмет (например, повесить мишень слишком высоко или слишком низко).
Как правило, такие "экстремальные" задачи решаются нахождением дополнительных ресурсов (использовать гранату вместо пистолета, использовать камень для отскока гранаты) или сменой контекста (повиснуть на перекладине и, благодаря этому, направить пистолет под углом вниз).
Заключение
Сделаем некоторые выводы:
- Упражнения для обучающей системы должны быть основаны на реальных трудностях, с которыми сталкивается начинающий игрок. Эти трудности в концентрированном виде можно группировать в отдельные занятия
- Каждое задание лучше формулировать в виде функции, которая имеет несколько разных вариантов решения. Таким образом, игрок учится находить оптимальное решение, а в процессе приобретает необходимые навыки
- Для закрепления навыка каждый отдельный урок можно представить в виде серии однотипных задач либо в виде серии однотипных задач с усложнением. В качестве усложнения используется задача с экстремальными условиями. Для ее решения, как правило, нужно найти и применить неочевидные, на первый взгляд, ресурсы
При создании обучающей системы перед автором возникает ряд задач. Эти задачи и их решения можно свести в небольшую таблицу:
Задачи Решения Примеры
Подобрать фактуру 1.1 11, 12
Объяснить принцип решения 2.1 1, 2, 3, 13, 14, 15, 16, 17
2.2
2.3
Закрепить пройденный материал 3.1 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24
3.2
При возникновении задачи, связанной с построением обучающей системы, нужно поискать аналогичную задачу в таблице и найти соответствующие ей решения и примеры.
Литература
- Викентьев И.Л., Последовательность этапов при обучении ТРИЗ и отдельные педагогические приемы
- Викентьев И.Л. Приемы рекламы и Public Relations. Программы-консультанты: 400 примеров, 200 учебных задач, 20 практических приложений. - СПб: консалтинговая фирма "ТРИЗ-ШАНС", Изд. дом "Бизнес-Пресса", 2002 г.
- Викентьев И.Л., Психофизиологические основы обучения ТРИЗ
- Викентьев И.Л., Функциональный подход при решении творческих и бизнес-задач
Автор благодарит И.Л. Викентьева и С.Ю. Модестова за помощь при подготовке статьи.