基于Android的移动学习教育游戏设计与实现*——以“加法战机队”游戏为例

罗 宇，岳 淼，傅 饶

（西华师范大学计算机学院，四川南充 637009）

基于Android的移动学习教育游戏设计与实现*
——以“加法战机队”游戏为例

罗 宇，岳 淼，傅 饶

（西华师范大学计算机学院，四川南充 637009）

将电子游戏融入到教育中，是当前数字化学习领域的热门话题.手机、平板电脑等无线终端的普及，为数字化学习的新分支——移动学习的开展奠定了物质基础.该文详细地阐述了移动学习游戏——“加法战机队”的整个设计过程，包含游戏的创意、需求分析、总体设计、详细设计等，然后用相关开发工具完成了游戏的实现.

移动学习;教育游戏;手机游戏;安卓

随着信息时代的来临，教育教学方式也发生了变化，新的学习方式如雨后春笋般出现.将电子类游戏融入到教育中，是当前教育领域热门话题.现在市面上出现了一些教育类电子游戏，但是质量参差不齐、品种单一，并且缺乏专业性，所以，这些教育游戏已不能适应现代化的学习方式.手机、平板电脑等无线终端设备的普及，为数字化学习的新分支——移动学习的开展奠定了物质基础;如何将便携式终端变成一种教育的工具，如何将手机（包含平板电脑）游戏应用到移动学习当中［1］，是我们迫切需要研究的问题.

当前，移动学习成为数字化学习的一种非常重要方式［2］，原因有三:

①信息数字化为教育的发展提供了新的方法与手段.由于超大规模集成芯片的使用，使得各种数字终端成本更低廉，功能却更为先进，这些都为积极开展教育数字信息化提供了强大的物质准备.同时，随着各种无线技术的开发与使用，为信息的传播提供了坚实的基础，也为各种无线数字终端功能的充分发挥提供了保障.

②移动学习是现代教育中一种新型的、重要的形式.移动学习在数字化学习的基础上通过有效结合移动通信技术给学习者带来了随时随地学习的全新感受.它被认为是一种现代的新型学习模式，更具有学习的随时随地性、情境性、实时性和情感性.

③目前，智能手机（特别是Android平台手机）终端越来越普及，手机应用也不仅限于打电话、发短信，而是朝各方面渗透，教育领域也不例外.

可以想象，将一款好的手机教育游戏应用于学习当中，可以大大增加学习者的主动性，提高学习效果，这正是“快乐教育”所追求的.

教育游戏所具有的趣味娱乐性，与“寓教于乐”思想相符.当我们以传统方式进行教学时，学习确实缺少快乐感，但是新技术、新手段的出现，却为快乐化学习的实现创造了条件，为“寓教于乐”带来了希望.

教育游戏有助于创造新的学习方式［3］.基于移动学习的教育游戏，能充分发挥简单易用、界面友好和情节入胜等特点，让学习者最大可能地将注意力聚焦于有教育效果的游戏当中;另外，通过互联网的连接，它还可以提供方便快捷的交互性——人机交互和人际交互.通过游戏，学习者能更好地激发学习兴趣，并能与对手交流学习经验，分享成果，促使学生改变传统的被动学习方式，学生主动学，主动练，并形成良性竞争.

教育游戏有利于形成绿色游戏、健康游戏的观念.通过创建具有教育效果的手机游戏资源，有利于引导学习者进行绿色游戏，降低如今网络游戏带来的负面影响，改变学校、家长和社会对游戏的片面认识，改变游戏在人们心目中的地位［4］.

1 Android平台

Android是谷歌的操作系统.Android是基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，被称为是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件［5－6］.

目前，每天激活的安卓设备超过150万台，在各大操作系统的竞争中，安卓系统的增长是最快的，其应用程序也在快速的增长中.

正是基于以上原因，再加上基于Android的手机成本较低，使得应用在此平台上的程序（当然也包括教育游戏）易于推广和传播，有利于移动学习的开展.

2 “加法战机队”教育游戏的设计

根据游戏理论，游戏的主要本质特征有:趣味性、自由性、规则性、虚构性和社会性等等，这些特征和本质，对于我们指导教育教学活动有着非常重要的现实意义.而教育游戏是教育与游戏之结合，主要作用是用游戏方式来促进学习，教育性是其最主要的特征;除此之外，教育游戏还具有交互性、竞争合作性等特点.

随着无线网络和无线终端设备的快速发展，随时随地接入Internet，将传统的教育游戏发展到手机教育游戏，将手机教育游戏植入到移动学习当中，已经成为现实.

首先，手机教育游戏更能让学习随时发生.只要游戏设计足够吸引人，学习者很容易利用离散时间来进行游戏，进而使学习发生，增长知识.其次，手机教育游戏更能体现自主性和个性化.它可用最佳的形式满足不同参与者的要求，最可能地把游戏者吸引到游戏中来，从而使学习的自主性得到加强，个性化学习得到体现.第三，开放式的学习游戏环境，更能让学习者体会学习乐趣.

可见，基于移动学习的手机教育游戏是具有现实意义和技术可行性的，并且具有很大的市场前景.下文以一个具体的游戏“加法战机队”为例来探讨手机教育游戏的设计.

2.1 游戏创意

手机教育游戏必须是以学习教育为目的，以“玩”为过程的，所以在游戏的设计上，必须讲究“教育性”和“娱乐性”，因此，它具有两个要素:“教”与“玩”.从玩家的角度来看，游戏必须具有可玩性，这样才能吸引玩者;而从“教”的角度来看，玩家在玩的过程中必须要能够学习到某方面的知识和技能.重要的一点是，玩家所获得的知识和技能，能够有效地使他们在游戏过程中表现得更好，能够让他们在活动中得到更多的满足.这样，“玩”与“教”在整个游戏过程中有机结合、相辅相成、相互促进，使玩家在游戏中得到更多知识和水平的提升.

“加法战机队”手机教育游戏的设计思路是:针对小学一、二年级的游戏玩家，设计儿童喜欢的飞机战斗游戏，通过富于激烈的画面和音效，让儿童在游戏过程中，能够在有限的时间内完成更多的100以内的加法练习，使儿童在享受游戏乐趣的同时，有效提高数学加法运算能力.本游戏最大的一个特点就是玩家的对手不是手机程序本身，而是和其他玩家进行在线实时对战，这样，对手实力的不可预知性，更加深了游戏的可玩性，而且玩家和高手过招，加大了游戏的竞争性，使玩家的数学能力能提高得更快.玩家在游戏中，可以选择与之能力匹配的对手，这样不至于因为对手水平过高而产生失败感，玩家可以持续保持对游戏的热度.

2.2 需求分析

①游戏对象.主要针对小学一、二年级的学生.

②游戏内容.考虑到本款游戏针对小学一、二年级的学生，在数学学科上，加、减法的运算是基础也最为关键，而加法又是基础的基础，所以学生对加法运算的掌握，将影响到以后的数学能力，所以本款游戏的主题和内容就是加法运算.考虑到不同水平和能力的学习者，游戏总的分成三种难度;而且，玩家的竞争对手也是同时在线的水平与之匹配的学习者.

③游戏方式.采用玩家双方同时对战方式.在规定的时间内，哪一方答对题目数目多，谁就取得胜利.

④游戏目的.通过儿童喜欢的游戏方式，让儿童的加法运算能力能够得到巩固和提升.

2.3 游戏总体设计

在完成需求分析之后，我们现在进行游戏的总体设计，主要有模块的划分和模块之间的流程设计.分别如图1和图2所示.

图1 游戏总体设计

图2 游戏流程图

2.4 游戏详细设计

①游戏难度设计.根据游戏者的能力水平，游戏难易程度分为三个层次:

低难度:加法运算最低层次的练习，进行个位数与个位数的加法.

中难度:进行50以内的加法运算.

高难度:进行100以内的两位数与两位数的加法运算.

②游戏内容及胜负规则设计.游戏者进行注册后，凭用户名和密码登录游戏，弹出难度选择界面，难度选择好之后，进入游戏房间，举手，等待对手进入房间举手后，方可进行对战.

双方进行游戏时，解答完全一样的题目，以示游戏公平性.对战时，屏幕上方显示题目，其余地方显示移动的四个游戏答案，其中只有一个正确，只要点击正确的答案，一方即可做下一题目.另外，游戏双方各有三个油箱，每答错（点击错误答案）一次，就会失掉一个油箱.如果一方油箱全部失掉，飞机坠毁，被判失败，对方胜利，游戏结束.

游戏时，在屏幕下方可以看见己方和对方答对题目的数目.如果在游戏过程中，有一方强行退出，则直接判定此方为负.另外，每次游戏设置为60秒.

游戏结束时，以答对题目多者为胜利方.此时，胜利方显示胜利界面，失败方显示鼓励画面.

3 “加法战机队”手机教育游戏的实现

3.1 开发环境

由于本游戏在Android 平面上运行，故采用的开发环境为:

操作系统:Microsoft Windows XP.

程序语言:Android平台开发语言.

开发包:Android SDK 2.1.

IDE:Eclipsesdk 3.3.2 ，JDK1.6.

3.2 开发流程

Android应用平台的开发类似J2SE，都是面向对象的程序设计语言，类是其设计的核心.程序总体设计阶段首要任务就是设计好相应的类，只要类设计好了就可以让程序一目了然.“加法战机队”游戏的游戏模式是多人对战模式，游戏者在玩耍过程中要能实时知道对方的游戏记录，因此，游戏在设计时分为了服务器端和Android端程序，服务器端主要负责游戏者的资料信息，游戏中的房间信息，游戏中的玩家数据同步功能;Android端负责与服务器通信并展现服务器端的反馈信息.

服务器端程序在整体架构上采用当前流行的J2EE 开发框架组合 SpringMvc，Mybatis，Spring，服务器端接受HTTP协议数据，同时也采用HTTP协议向游戏终端发送消息.

服务器端程序开发中考虑到多用户的响应速度，在设计上采用了内存式的游戏存储和轻量级的HTTP通信方式，反馈给客户端很小的状态值，这样达到服务器能快速响应多个Android游戏终端.

Android手机客户端:手机客户端是客户直接参与使用的.

3.3 游戏的实现

在代码编程后，还要进行游戏测试、打包、安装与运行.经过测试，基本实现了游戏设计功能.

游戏运行的主要画面（截图）如图3和图4所示.

图3 登录界面 图4 游戏主界面

4 游戏效果与反馈分析

游戏开发出来之后，我们对其教育效果进行了测试，并根据测试结果进行了分析.

为了获得使用者相关数据，我们在重庆渝北区松树桥小学二年级一班进行了软件试用，并采用了问卷调查的形式以取得试用效果，其问卷和统计如表1如示.

表1 问卷调查

通过表1，我们认为本款手机教育游戏总体上达到了最初的设计目的，学生基本上认可本游戏的教育功能;通过游戏，让自己的加法计算能力得到了提高.但从第3、4项的结果来看，本游戏的画面和音效还有需要改进之处.从第7、8项的结果看，通过游戏方式，更能吸引学生进行课外练习，让学生在快乐、轻松的环境下进行学习，能够有效地提高学生的学习效果;而且从第7项结果来看，学生确实是利用课外的闲散时间来进行学习，这样，学生就充分把零散时间利用起来，提高了计算能力.

［1］任海峰，赵君.移动学习国内外研究现状分析［J］.成人教育，2010（1）:95 －96.

［2］网易科技.第29次互联网报告:手机网民结构及应用［EB/OL］.http://tech.163.com/12/0116/12/7NT13ETA00094MD5.html.

［3］王琴，崔春梅，张义兵.学习、游戏可兼得［J］.网络教育，2005（01）:40－42.

［4］尚俊杰，庄绍勇，李芳乐，李浩文.游戏化学习行为特征个案研究及其对教育游戏设计的启示［J］.中国电化教育，2008（2）:65－71.

［5］范去欢，崔金英.网络教育游戏评价量规的开发与应用研究［J］.中国教育信息化，2008（03）:10 －12.

［6］伯内特.Android基础教程［M］.北京:人民邮电出版社.

Design and Implementation of Educational Game of M－learning Based on Android

LUO Yu，YUE Miao，FU Rao
（College of Computer，China West Normal University，Nanchong，Sichuang 637009，China）

With the advent of the information age，education and teaching methods have changed.Involving electronic games into education is a hot topic in the digital learning field.The popularity of mobile phones，tablet PC and other wireless terminal equipment laid the foundation for the new branch of the digital learning－mobile learning.This paper described the entire design process of the game，including game ideas，analysis of requirements，overall design，detailed design，and took full advantage of related development tools for encoding and achieving the codes.

M－learning;educational game;mobile game;Android

TP319

A

1008－7974（2015）01－0045－04

2014－08－20

罗宇，重庆市人，讲师.

（责任编辑:王前）