移动学习环境下儿童教育游戏设计与开发探究*

蔡 健

（浙江广播电视大学 职业学院，浙江 杭州 310012）

一、引言

开放大学是一所以现代信息技术为支撑，教育资源丰富多样，办学系统覆盖城乡，适应社会成员多样化学习需求，服务全民终身学习的新型高等学校。先进的技术给各行各业带来深刻的变革，在教育领域也不例外。优质的学习资源集文字、图片、音视频等各种媒体表现方式于一体，适合在移动设备上使用，能够提供更多的交互功能，方便用户体验与分享，实现了一定的教学目的，解决了教学的重难点。通过优质学习资源的建设将会满足学历或者非学历教育的需求以及人们对不同学习内容的获取。

二、儿童类教育游戏现状

当前基于移动环境的教育游戏很多，移动学习强调在生活环境和实践情景中进行学习，认为学习是在特定情景中发生的[1]，这与游戏开发过程中游戏情景创设相类似。传统的教学模式下教师满堂灌、学生死记硬背[2]，容易使儿童产生厌学心理，而游戏化的学习刚好适合儿童的天性，能够通过游戏的方式实现个体追求自由、愉悦的人格[3]。教育游戏对于培养学生的兴趣、热情和自学能力有着不可估量的作用。移动学习的广泛性、灵活性以及游戏的优点使得教育游戏有着巨大的发展前景[4]。

移动端教育游戏已被广泛应用于儿童的学习中。Malouf D B、Whitton N 和尚俊杰等的研究表明，教育游戏能够激发学习者的学习兴趣，儿童教育游戏用户量的不断增长也表明了这一点。教育游戏能让学习者从游戏中学到知识的同时，还能够学得更快、更有效率，其设计与应用引起了广大教师和学生的极大兴趣，大多数研究者认为一款好的教育游戏需要结合游戏理论和学习理论等方面的知识。

目前，已有许多将体验式学习理论、多元智能理论、社会学习理论与教育游戏设计相结合的相关研究，但这些研究大多重理论轻实践，本文将建构主义学习理论、沉浸理论与教育游戏设计相结合，提出了移动学习环境下儿童教育游戏设计与开发框架，在此基础上采用Unity3D游戏引擎实现“美味餐厅”儿童教育游戏，力求让儿童在游戏中学习到不同的知识，达到寓教于乐的目的。

三、移动学习环境下教育游戏设计与开发框架

教育游戏的设计对于游戏的开发至关重要，可以说教育游戏设计的质量决定着这款游戏的好坏。本文在文献研究基础上，采用比较研究法，提出了图1 所示的基于移动学习环境的儿童教育游戏设计与开发框架，该框架由理论基础、学习方式、移动教育游戏三个要素构成。

图1 基于移动学习环境的教育游戏设计与开发框架

1.理论基础

“美味餐厅”是基于建构主义学习理论和沉浸理论设计的教育游戏，玩家在虚拟环境中可自由操纵游戏对象，这与建构主义倡导的以学习者为中心相匹配。

建构主义认为学生是认知的主体，学习是学习者在原有知识、经验的基础上主动对新信息进行加工处理并建构的过程。在教育游戏的设计过程中，要合理运用建构主义思想，创设有利于学生建构、内化知识的情景[5]，促进有效学习的发生。建构主义理论强调学生是学习的中心，而游戏强调以玩家为中心，都把人作为共同关注点，这使得游戏设计与建构主义相结合成为了可能。

沉浸理论（Flow Theory）于1975 年由Csikszentmihalyi 首次提出，主要解释了为什么人们在做某件事情的时候，会不知不觉地沉浸其中，不受外界环境的干扰。例如，游戏玩家通过X-BOX 体感游戏机在玩游戏时，为什么会忽略时间的流逝而专心于游戏本身的价值，这些问题沉浸理论可以很好地解答。游戏玩家从进入游戏到达沉浸状态伴随着九大因素[6]，其中最重要的是挑战和技巧的平衡。很多人都玩过游戏，不管是娱乐游戏还是教育游戏，当你在玩一个游戏时因为太难而迟迟不能通过，可能会产生焦虑的情绪，不利于游戏继续进行；相反，如果拿到一款游戏很快就能通关，那么这款游戏的价值可能也不会太高。总之，对教育游戏设计者来说，把握挑战和技巧的平衡至关重要，当然激励策略也是必不可少的[7]。在“美味餐厅”教育游戏中，笔者充分利用沉浸理论特点进行了设计、开发。

2.学习方式

学习方式是指学习者通过什么样的形式去学习，一般来讲分为正式学习和非正式学习。前者指在固定的时间、地点来学习的方式，例如课堂教学活动或者培训课程；而后者是指在任意时间、地点、空间都能学习的方式[8]。本教育游戏的学习方式就是这种，学习者可以利用碎片化时间进行学习，作为课堂正式学习的补充，不会耽误正常的学习和生活。通过这种非正式的游戏化学习，一方面可以减轻课堂上紧迫的压力感，另一方面又能促进学习的发生，使之达到寓教于乐的效果。

3.需求分析

“美味餐厅”教育游戏的需求分析主要包括以下几点：

（1）游戏对象：学前班儿童。

（2）游戏内容：根据顾客所需的美食，在食材谱上辨别出美食所需的食材，配好食材并出售给顾客获得相应的金币。儿童在游戏过程中，可学习食材的读音并辨认食材，将食材读音与食材外观相结合，形象直观，让学生在游戏中既能体验游戏的乐趣又能学习新的知识，实现了玩中学，提高了学习效率，增强了学习技能。

（3）游戏方式：在规定时间完成相应任务。

（4）游戏目的：采用儿童喜欢的游戏方式达到学习知识的效果。

4.教育游戏设计

教育游戏设计包括游戏情景设计、玩法设计和原型设计。

（1）教育游戏情景设计

大多数单机、网络游戏都是模拟真实的场景、人物、故事情节来吸引游戏玩家的。教育游戏同样需要情景设计，主要包括游戏的环境设计、情节设计、人物设计和道具设计，通过创设相关的情景来载入相应教学内容[9]。环境设计主要体现游戏的主题，能够让儿童感到舒适且容易激发其兴趣。故事情节设计是指根据游戏的任务目标而设计的相关情节。人物设计和道具设计应与游戏整体风格相符，从而使情景设计能准确地营造出某种特定的情绪基调和气氛效果[10]。

“美味餐厅”教育游戏的开发目的是让儿童在玩乐中辨认食材、学习食材的读音，所以游戏场景为餐厅，人物主要有顾客与儿童，道具主要有食材、餐盘、垃圾桶、时钟等。

（2）教育游戏玩法设计

游戏玩法设计是教育游戏设计的关键，主要包括游戏的规则设计、难度设计、奖惩设计和玩家的成就设计。游戏规则是在规定时间内完成相应任务。“美味餐厅”教育游戏采用图2 所示的时钟控制游戏时间；游戏难度设计采用难度动态调整机制[11]，随着玩家技能的提升，游戏难度也相应增加，使玩家在游戏过程中不会因为游戏太简单或者太难而放弃游戏；教育游戏的奖惩设计为：当玩家根据顾客所需美食正确地匹配食材并且送到顾客手中时，玩家可获取金币，金币的多少与顾客的等待时间成反比，顾客等待时间较短则玩家获取相应较多的金币，如果玩家不能在规定时间内完成任务，则不能获取金币；玩家的成就设计是指玩家在游戏中完成某一特定任务可获得相应的“成就勋章”以及与该成就相关的一个分值——“成就分”。玩家通过翻阅其他玩家“成就勋章”等相关信息,就可以了解到该玩家在游戏中获得的所有成就和游戏水平。

图2 游戏场景设计

（3）教育游戏原型设计

游戏原型设计主要包括界面设计、视觉设计、音效设计和接口设计。良好的沉浸式游戏引导界面能让玩家耳目一新，较快融入到游戏中达到一个很好的效果。游戏界面设计主要包括游戏开始和结束的画面、菜单、面板、图标等设计。游戏视觉设计是指游戏的色彩、亮度等，良好的视觉设计能够让玩家更好地融入游戏中，提高游戏的可玩性。音效设计指在游戏的过程中给玩家传达的声音，例如背景音乐、触动按钮的声音以及完成任务时的声音等，这些声音让玩家产生愉悦感。游戏接口设计主要包括用户接口和外部接口。

“美味餐厅”教育游戏的主界面如图2 所示，主要由若干食材、一个餐盘、一个垃圾桶等组成，餐盘上方的文本框用于显示玩家所获取的金币数量。左上角的“暂停”和“退出”按钮分别控制游戏的暂停和退出。游戏开始与退出、游戏过程及金币奖励等都采用不同的声音提示。游戏界面简单易懂且色彩鲜艳，符合儿童的感官认知。

四、移动学习环境下教育游戏开发

“美味餐厅”教育游戏采用Unity3D 游戏引擎开发，使用JavaScript 脚本语言。Unity3D 开发的游戏到目前为止已经支持21 种平台，除了人们非常熟悉的Windows、Mac、i-Phone 和Android 平台，还支持Wii、PS4、X-BOX、VR 等平台，一次开发跨平台发布，减少了工作量，提高了开发效率。

1.创建游戏模型

采用PhotoShop 和3ds Max 创建图2 所示的场景、角色、道具等模型，整合后将模型与动画导出为.FBX 格式的文件，再导入Unity3D 进行贴图等操作。

2.实现游戏功能

图3 游戏过程

当玩家启动游戏后，单击“开始”按钮就进入图2 所示的游戏主界面。游戏过程如图3 所示，根据顾客需求，玩家按顺序将食材放置到右侧的餐盘上，再将餐盘递给顾客，若餐盘上的食材满足顾客所需，则可以获得相应金币并将餐盘清空后放回原位；若否，则不能获取金币；若出现匹配错误，玩家可以将食材扔进垃圾箱并将餐盘放回原位，重新匹配食材。

在游戏过程中，顾客会有一定的等待时间，所以玩家需要在这一时间段内给顾客食材，若超过等待时间，顾客将离开，无金币获取。本教育游戏总共的游戏时间为5 分钟，若获取的金币超过任务金币，则会提示胜利，若否，则提示失败。在玩家将食材拖动到餐盘的过程中，食物上方会显示食物名称的拼音并且会发出声音，因此玩家可以学习食材相应的拼音和读音，将读音与外观形象相结合，在游戏的过程中学习知识。另外，玩家也学会了某一种食物是由哪几种食材组成的，这样玩家在游戏中不知不觉地进行了学习。

五、结束语

本文在文献研究的基础上，提出了一个基于移动学习环境的教育游戏设计与开发框架，然后依据该框架开发了“美味餐厅”教育游戏，以期对儿童的学习有促进作用。在注重教育游戏开发技术的同时，也不要忽略其教育属性，两者的有效融合将会更好地实现教育游戏的核心价值[12]，另外，如何使儿童在学到知识的同时激发学习动机和提高高阶能力也需要不断完善。