作者 | benedikt morschheuser、karl werder、juho hamari、lobna hassan来源 | researchgate
摘要
环境
自2010年以来，游戏化已经成为最流行的技术和软件趋势之一。然而，游戏化也被认为是软件工程中最具挑战性的领域之一。除了传统的软件设计要求外，设计游戏化还需要精通诸如（动机/行为）心理学、游戏设计和叙事等学科，对传统软件开发人员来说，开发游戏化软件是一项挑战。游戏化软件是一个需要精细调整的软件工程领域，以寻求高功能性和参与度；除了技术上的完善之外，游戏化还必须激励和影响用户。因此，也有人预测大多数游戏化的软件注定要失败。
目的
本文试图增进对游戏化设计的理解，并为开发游戏化软件提供一种综合的方法。
方法
我们通过设计科学研究方法来解决研究问题；首先，通过综合现有文献的游戏化设计方法，访谈25名游戏化专家，为开发游戏化软件制作了一份完整的设计原则清单。其次，更重要的是，我们开发了一种基于收集的知识和设计原则的游戏化软件设计的详细方法。最后，通过对10名游戏化专家的访谈和在游戏化项目中实现该设计方法，对其进行评估。
结果
作为研究的结果，我们提出了设计游戏化软件的方法和关键设计原则。基于经验和专家的评价，开发的方法被认为是全面的、可实现的、完整的和有效的。我们对游戏化的指导方针进行了全面的概述，并对游戏化开发和设计讨论的本质提出了新的见解。
结论
本文首先对游戏化软件设计的综合方法进行了初步探讨。
关键词
游戏化、软件工程、设计科学研究、诱导技术、游戏性设计、游戏性、游戏设计。
1、介绍
近年来，通过借鉴电子游戏的设计特征来增强信息技术的发展，也被称之为“游戏化”[1]，已成为学术界和业界的一个显著发展[2,3]。游戏化的主要目的是增加用户对特定活动或技术使用的积极动机，从而提高给定活动输出的数量和质量[1,3,4]。自那时起，游戏化已经在教育[5-8]、健康管理[9-11]、企业系统[12-14]和政府服务[15,16]等多个领域被采用。虽然文献综述和实践者报告对游戏化和它能达到的目标表示乐观的态度（参见[2,17]），但是对于如何成功设计游戏化软件的理解还处于起步阶段[16,18]。
业务分析人士指出，到2015年，超过一半的组织会将其组织软件和内部实践的一部分进行游戏化。然而，也有人预测，由于对游戏化设计过程的理解不佳，大部分的游戏化实践注定会失败[18]。这种情况通常表现为一般的游戏化设计，那些只把简单的、表面的游戏机制（如积分、徽章和排行榜）添加到软件当中[2,3,17]。从事这些实践的设计师们可能对那些主要使游戏和游戏化与用户接触的潜在心理动机的关注太少，从而冒着开发成功软件的风险。
游戏化由于种种原因而难以设计，其中最突出的原因是：
游戏化设计灵感的源泉；游戏是复杂的、多样的，通常很难设计，更不用说转移到其他环境中了[1,21,22]；游戏化的目标是影响行为，而不仅仅是娱乐——因为这是游戏的主要意图[1,2]。因此，设计游戏化软件不应等同于开发游戏。否则，将游戏设计的特性转移到严肃软件的工程上，可能会导致软件的设计提供一定程度的娱乐性，但可能不会导致行为上的改变，因为这是游戏化的目的；游戏化的严肃环境应用提供了需求，与游戏[22,23]相比这可能会极大地限制设计空间，从而又增加了另一个层次的复杂性；要影响行为的改变，游戏化涉及动机信息系统工程[1,4]，它需要理解大量（动机）心理学，并要求开发团队具备相应的能力。这四项设计挑战与许多其他的设计挑战一起，在游戏化设计的范围内增加了软件设计的复杂性。
这些设计挑战与研究领域的相对新颖性以及对如何成功地将软件游戏化的缺乏了解，阻碍了组织设计和采用有效的游戏化软件。到目前为止，只有很少的来源能够提供方法上的洞见，例如如何游戏化（例如[22,24-26]）或设计游戏化的实际指导（例如[23,27-30]）。然而，大多数这些框架都是在封闭中开发出来的，而且很少有人会全面关注设计游戏化的挑战，在接下来的章节中会详细介绍。从这个意义上说，这些框架并不相互吸引，而是各自独立的。随着游戏化理论和实践领域的不断发展，需要不断发展游戏化设计方法，以全面解决游戏化的挑战。
因此，在本文中，我们试图进一步了解与游戏化软件设计相关的最佳实践。我们通过设计科学研究方法来解决研究问题[31,32]；首先，通过综合现有文献的游戏化设计方法，并对25名游戏化专家进行访谈，从而得出开发游戏化软件设计原则的完整列表。其次，更重要的是，我们根据收集到的知识和设计原则，开发了一种详细的游戏化软件设计方法。最后，通过对10名游戏化专家的访谈，以及对设计方法的实施来进行评估。
2、背景
2.1、游戏化
游戏化是指利用游戏中已知的设计特征丰富软件，以实现类似游戏的体验[1,2,33]。我们在生活中使用的软件有许多用途，其中最重要的要么是实用主义，要么是享乐主义[34]。然而最近，实用主义和享乐主义在现代软件中越来越多地交织在一起，因为越来越多的用户认为软件不仅有用，而且使用起来也很愉悦[2,4,33]。因此，设计师越来越多地在软件开发项目中应用游戏化；从游戏中寻找灵感，如何利用享乐元素丰富实用软件。
以企业系统为例，游戏设计元素包括排名、积分、徽章、排行榜、挑战和进度评估，这些内容被引入到各种形式的内部网系统和企业社会软件中，目的是增加知识共享，在组织中使用这些系统和生产力[12-14]。在教育环境和系统中引入了类似的游戏设计元素[5-8]，以增强学习者的学习动机和学习效果，或者在健身软件中，支持人们进行锻炼[9,11]。各种研究报告了使用游戏化的积极心理和行为结果，例如动机、社会互动和绩效[2,3,4,5-8,9,17]。
为了确定设计游戏软件时设计者可能使用的游戏特性，有几项研究列出了游戏化软件中最常用的游戏元素列表（参见[2,3,17]）。所有这些研究都显示了重复使用相同的游戏元素，比如积分、徽章和排行榜。然而，通过对这些典型元素的借鉴，许多游戏化项目还是不能激活游戏特有的享乐体验[16,22,35]，因为游戏中的游戏体验不仅来自于单一的游戏元素，还来自于游戏特性的更全面的组合产生的动力[1,36]。在设计过程中遇到的全面挑战，对于如何设计游戏化软件的方法的研究很少，以及如何确保游戏化设计的行为影响，可能是阻碍设计者充分发挥游戏潜力的原因，因而未能成功设计出游戏化软件[22]。因此，需要进一步的研究来解决设计游戏化软件的关键挑战，并为游戏化项目的实施提供指导。
2.2、设计游戏性软件的挑战
游戏设计是一个复杂的过程，涉及到跨心理学、设计、编程等多学科，从而使游戏化成为多方面的产物，不仅难以定义和理解[1,21,22]，而且很难成功地设计[37]。我们已经开始认识到人类对于激励的需求[1,21]，目标、规则系统和挑战的应用[14,22,38]是游戏的关键特征，可能是因为它们具有丰富的激励体验。然而，由于成功的游戏方法通常采用多种游戏设计[17,38]，通过利用其中的许多组件，很难明确地将心理结果与特定的游戏特征联系起来。这种设计特征和心理过程的相互作用是游戏的特征[1,21]，但也对它们的复杂性负责。游戏化的设计旨在通过将游戏的设计特性从游戏引入到其他环境(1,2,21,22)来激发用户对特定行为的兴趣，从而继承了游戏设计的复杂性。
增加这种复杂性，游戏化软件的目标是影响行为，而不仅仅是娱乐，这是游戏的主要目标[1,4]。例如，如果我们考虑游戏化的企业系统[12,13,39]，我们会发现这些系统已经使用了游戏化，使这种实用的软件使用起来更愉快。然而，这只是硬币的其中一面。通常，实现游戏化的设计人员希望实现更频繁地使用系统，从而确保更好地简化底层工作流程[2,17]。因此，一个游戏化的软件有双重的要求，即1)操作上良好的设计，以达到预期的功能，2)促进与软件的接触，以确保赞赏行为和行为改变的表现。
游戏通常通过提供与玩家技能水平相匹配的挑战来实现参与，以提供体验感受的机会，比如成就或精通来让玩家参与到游戏的纵向时间周期[1,21,40]。挑战的难度有时可能会随着更简单的挑战而变化，以确保持续的挑战和丰富的经验使玩家处于“心流”状态：个人完全沉浸在他们正在执行的任务，并变现出没有意识到其他的外部环境[40,41]。游戏化试图模仿这些体验，在设计和演示中采用与游戏挑战相匹配的挑战[1,40]。然而，应用游戏化的环境增加了设计的复杂性，因为环境提出了运营性需求，限制了游戏通常所具有的无限设计空间。因此，游戏化设计人员应该意识到，游戏化软件应该满足这些运营性需求，使软件具有业务价值，使和它们的接触成为必要，这是应用游戏化的目的。
流行的观点是，游戏会激发动机和影响行为，因为它们满足了用户的内在需求，比如对关系的需求、掌控力或自主权[1,16,21,33]。许多研究表明，满足人类基本需求是衡量心理和行为结果的重要依据[1,14,16,21,42]。然而，设计满足特定人类需求的软件是复杂的。设计师需要意识到动机心理学和动机设计。这增加了另一层设计游戏化软件的复杂性。
3、模型的开发
正如前面几节所讨论的，游戏化软件的设计具有挑战性，需要多学科的知识，并且广泛采用不互相关联的方法进行，而更确切地说，是由单个游戏化专家在封闭环境中开发的。因此，本研究的目的是综合目前有关游戏化设计方法的文献，并结合设计原则来回答以下研究问题：
如何设计游戏化软件？
考虑到研究的重点，我们选择了设计科学研究（dsr）方法[31,32]。dsr 强调系统地开发和评估，旨在解决实际问题的模型。因此，研究过程包括两种主要的调查方式及其相互作用：1）开发/建立牢固的理论模型。2）对该模型进行评估。更具体地说，我们开发并评估了两个构建在一起的模型。第一个模型是设计游戏化软件的设计原则列表。根据 gregor 和 jones [43]的设计原则，提供高水平的设计指导。同样的，zhang 建议设计原则“提醒设计师什么问题可能存在以及为什么”[44]。然而，由于设计原则仍然不能解决如何设计某些东西的问题[44]，我们开发了第二个（包含了第一个）模型；一种设计游戏化软件的方法，它为游戏化软件的设计过程提供了全面的指导。
为了将这种方法应用到游戏化软件的设计中，我们采用了 dsr 方法中的方法工程。在信息系统(is)的研究中，方法工程论被定义为“设计、构建和适应信息系统开发的方法、技术和工具的工程学科”[45]，已经在软件工程中建立了方法[46-48,49]。在方法工程中，一种常见的实践方法是，根据现有的方法知识，以碎片为基础，对特定工程项目的情景方法进行装配[45,46,50,51]。游戏化提供了一种具体的软件工程场景，它需要针对每个软件项目所特有的标准方法进行情景调整。正如上面所讨论的，游戏化软件并不局限于操作需求，而是需要对人类心理进行深入的理解。游戏化依赖于游戏和游戏设计，以影响用户的行为。因此，对游戏化过程的一般理解，作为已确立的工程方法的延伸，对于功能化和成功的游戏化软件的开发是必不可少的。这种基于游戏化的软件设计过程，需要根据项目特点和操作环境来决定情景方面。因此，我们的目标是开发一种针对游戏化项目的情景方法[45]，该方法为设计游戏化软件提供常规指导，并可作为方法基础，用于在迭代方法设计过程中，进一步开发特定游戏化项目的情景方法[52]。
图1概述了我们的方法工程过程。根据 brinkkemper[45]，方法工程的基本方面是：1)开发一个综合的方法基础，包括开发新方法所需的所有资源；2)从方法基础上装配所谓的“方法碎片”，以构建新的情境方法[45,48,52,53]；3)对特定项目中的方法进行评估，从而为情景方法的进一步发展提供知识[52]。最初的知识和方法基础可能来自于对这一现象的专家采访，或者是通过文献综述，或者两者都是最好的（图1）。
图1、面向模型开发的情景方法工程方法
3.1、知识库
为了从整体的角度对主题进行研究，本研究的方法基础主要有两个方面：一关于游戏化的文献的学术经验，二是通过专家访谈的专业经验。接下来的部分描述了两者的数据来源，推导设计游戏化软件的原理，并开发了一种综合的游戏化方法。
3.1.1、文献综述
为了研究目前可用的游戏化设计方法，我们进行了一项以解释性为导向的迭代回顾[54]，这是一个采用了两个周期的文献回顾过程；第一个阶段涉及到相关的来源、关键字和原始文献的识别，第二个周期包括对获得的结果的解释和评价，以确定它们的相关性和对新来源的识别。对该主题的熟悉对方法工程的正确运作和执行是必要的。因此，我们的目标是审查所有相关的文献资料，包括灰色文献和实际的途径。
审查过程于2015年11月进行，包括以下数据库：proquest、acm 数字图书馆、ais 电子图书馆、ieee xplore 数字图书�...