基于Android平台的数学游戏设计与开发研究——以小学数学一年级上册为例

1、基于Android平台的数学游戏设计与开发研究以小学数学一年级上册为例 四川师范大学学位论文独创性声明本人声明:所呈交学位论文籼龉坳瞳落妇翅谜懈功,盘燃舀蛰删是本人在导师孟邃指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。本人承诺:已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。签字日期:劭侈年月;日学位论文作者:士誊四川师范大学学位论文版权使用授权书本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学

2、校的管理规定:学校作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥有学位论文的部分使用权,即:已获学位的研究生必须按学校规定提交印刷版和电子版学位论文,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库供检索;为教学、科研和学术交流目的,学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在有关网络上供阅读、浏览。本人授权万方数据电子出版社将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库,并通过网络向社会公众提供信息服务。同意按相关规定享受相关权益。保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者妣抄前翮签名赤荔签字日期:沙屏月日签字日期:弓年舌月芗基于平台的数学游戏设计与开

3、发研究一以小学数学一年级上册为例剁 携术学四邻璃 ; 指得墩 煳涛摘要随着我国综合实力的提高,对教育的投入也不断增多,对教育的研究也从各个方面不断深入。国内的教育者希望通过各种方式,探索适合本国实情的教育发展之路。教育游戏就是教育研究的一个新的探索。教育者希望通过游戏的方式,把广大的游戏爱好者吸引到教育中来,培养他们学习能力,提高教育质量,真正做到寓教于乐。另外一方面,随着近几年移动设备的兴起,以及远程教育的发展,人们对移动教育、移动学习的关注度越来越高。人们希望通过这种新兴的设备,满足人们对泛在学习、终身学习的需要,能够不断提高他们自身的知识水平和能力。尤其是近几年移动智能设备的流行,移动教

4、育也随之流行起来。将教育游戏与移动教育结合起来,开发适合现在流行的移动智能设备的教育游戏,这样既发挥了教育游戏的优点,又满足了移动教育的需要。本课题是在研究国内外关于教育游戏与移动教育理论和实践的基础上,以教育游戏为研究重点,研究教育游戏的相关理论基础,总结目前教育游戏所面临的一些问题,针对这些问题,利用教育游戏相关基础理论,提出作者的一些建议。并以小学一年级上册数学中的计算相关知识为内容,设计一款基于现在流行的系统的教育游戏。通过本课题的研究,希望能够对处理教育游戏中面临的一些问题提供一些借鉴和帮助,对教育游戏的相关教育理论与教育游戏的结合提供一些参考。通过此款游戏的应用,完成义务教育数学课

5、程标准年版中对学生掌握该知识点的要求,激发学生学习数学的兴趣。同时为移动教育和电子书包提供相应的应用资源,丰富教育应用资源库。另一方面,本款游戏软件是基于操作系统的教育游戏,通过本款教育游戏的设计,可以对以后基于教育游戏设计提供一些参考和帮助。关键词:平台教育游戏多元智能教育理论:.: ., . , ., . ., , .曲. , , , ., . ,., , , , . ,.,., 四川师范大学硕士学位论文。. ,.,.: ; ; ;插图和附表清单图. 平台教育游戏设计开发流程图?。图. 系统架构?.表. 开发工具表.场景游戏脚本?。图.游戏流程图图.游戏的所体现的教学程序图.游戏框架图图.

6、星球小卫士男和星球小卫士女图.怪兽图和小精灵动作设计图.游戏背景介绍.图.游戏主界面图.游戏角色选择界面图.游戏设置界面.图.关于游戏界面。图.游戏帮助界面.图. 游戏选择界面.图.救精灵游戏界面?.图. 救精灵失败界面?.图.救精灵成功界面?.图.选择挑战次数游戏界面?一图.打怪兽游戏界面?。图.打怪兽成功界面?.图.打怪兽失败界面?。图.选择挑战次数界面?.图.摘苹果游戏界面?.图.摘苹果成功界面?。图.摘苹果失败界面?。图.交流会界面?。图.训练室界面?。图.游戏秘籍界面。图.游戏卷轴界面.图.英雄榜界面?.四川师范大学硕士学位论文目次摘要.插图和附表清单.目次绪论?.研究背景与意义.研

7、究背景.研究意义.国内外研究现状.移动教育现状?.教育游戏现状?.存在的问题.研究目标与研究内容?.课题研究目标?.研究内容.移动教育游戏与相关理论依据概述.?.教育游戏?.教育游戏概念?,.多元智能理论.沉浸理论.情景学习理论?一.移动教育.移动教育.移动教育设备.移动教育游戏.平台教育游戏设计开发原则.教育性原则?.游戏性原则?.平台原则.平台教育游戏设计开发流程相关技术.平台介绍?. 的特点?.巧”拍.。 系统架构.。. 开发环境搭建?.”嬲.开发过程中相关错误的处理?.勰.游戏中图片声音文件的处理?.”.?.”.“保卫精灵”数学游戏设计与实现?.如如.需求分析儿.教学设计儿.学习需求分

8、析.学习者分析?.,、.教学目标分析.学习内容分析.教学策略设计弛弛玛.游戏元素设计.游戏概述.鸲.游戏角色设计鸲.游戏激励机制设计.¨.游戏脚本设计¨.总体结构设计?.?.¨.功能模块设计”.流程设计.游戏架构设计”.游戏框架设计. 知游戏角色和游戏场景的实现?.们.游戏角色的实现?.钉.游戏场景的实现?. 钙主要类的功能实现的类的关系图?.部分游戏代码总结与展望”.研究总结旺四川师范大学硕士学位论文.研究不足之处.未来展望参考文献致谢绪论绪论.研究背景与意义.研究背景移动设备普及,移动智能操作系统的出现随着电子技术和多媒体技术,以及网络技术的发展,各种携带方便

9、、功能强大的移动设备不断增多,拥有各种移动设备的用户也越来越多,甚至有的用户还拥有多种移动设备。作为沟通和交流的必备品, 无疑是拥有最多用户的移动设备。有数据显示,截止年初,中国的 用户由年的亿增长到亿, 用户翻了一番,中国的 普及率已经达到%,这其中 用户已超过亿【。据中国国情网调查显示,中国超过成的未成年人拥有至少一部 【。近几年随着移动智能操作系统的兴起,移动智能设备越来越多,移动智能设备的种类也不断增多。同时,大量移动设备制造厂家,以及各种与移动设备不相关的公司,也加入到了移动智能设备的研究开发中。这样,一方面,促进了移动智能设备的发展,市场上出现各种花样繁多的移动智能设备。另一方面,

10、由于市场竞争的关系,各种价格低、功能全的移动设备也不断增多,深受广大用户喜欢。目前,市场上价格最低的移动智能设备不到元。移动智能操作系统与电脑操作系统一样,具有强大的数据处理能力,可以支持第三方软件的安装,用户界面友好,它的出现,深受移动设备用户的喜欢。目前,市场上主流的移动智能操作系统主要有、移动操作系统、等。与此同时,移动应用的数量也随之增长。年月日,智能 以%的市场份额超过智能 ,成为智能 领域的新霸主。网 在各个国家都占有很大的比例,在的站上,应用数量已经突破万个,并且还在以每个月万个应用的速度增长。同时,在谷歌市场上登记的开发者已经到达万名。由应用可以预测未来移动应用数量会急剧增多。

11、伴随着这种增长势头,移动教育游戏应用的数量也会不断增多。移动教育理念的提出、未来教育发展的需求作为未来教育技术的一个研究方向,移动教育越来越受到人们的关注。移动教育是由远处教育发展而来,是满足人们对继续学习的需要,它基于现在流行的移动设备而流行起来。随着信息时代的来临,知识更新的速度、信息增长的速度都是难以想象的,四川师范大学硕士学位论文社会对人才的要求也越来越高,人们迫切需要抓住每一个空隙,进行知识的学习,获得更多的信息。由此,泛在学习的理念被人们提了出来,人们希望可以通过现在的各种移动设备,在每个地方,每个间隙,以任何一种方式进行各种知识的学习。而且,随着人们生活水平的提高,人们对文化艺术

12、的追求也不断提升,对精神世界的追求也不断提高,人们继续学习的希望也变的更加强烈,终身学习理念也就孕育而生了。无论是泛在学习还终身学习,移动教育都可以满足人们学习的需要。移动设备使这一切都成为可能,使这一切变的容易。教育游戏的发展游戏是人的天性。德国教育家福禄贝尔认为游戏对幼儿教育具有相当重要的地位,是幼儿教育中一个必不可少的因素【。游戏在日常生活中扮演的角色极其重要,是人们日常生活中不可或缺的生活元素。随着现代电子技术的发展,电子游戏进入了人们的生活,吸引了众多的在校学生和社会在职人员沉迷其中,不能自拔。电子游戏的影响,尤其是不良影响,引起了社会各界的重视,各地纷纷出台相关规定,限制商家开设电

13、子游戏厅和网吧,限制未成年人进入电子游戏厅和网吧。尤其随着现代网络技术和多媒体技术的发展,以及虚拟技术的发展,给游戏爱好者带来了前所未有的视觉、听觉体验,使大量游戏者沉迷其中,荒废学习,丢失工作。游戏如此的吸引力,这给教育家们带来了很多思考:如果将游戏应用于教育,开发出适合学习者应用的教育游戏,定可以取得惊人的效果,寓教于乐的教育理念被更多人所关注。于是,众多的教育家和学者将目光转向了教育游戏的理论研究和实践研究。他们寻找各种理论来支撑和指导教育游戏的设计和开发,并把研究结果应用于实践,取得一定的效果。基于移动设备的发展,移动教育也成为人们研究的热点,各种移动应用在智能操作系统中被广泛的实践,

14、将教育游戏搬入现有的移动智能设备中,在移动教育理论和游戏相关理论的指导下,开发适合移动智能设备特点的教育游戏。这样既具备了教育游戏的优点,也满足了移动学习的需求,符合人们泛在学习和终身学习的理念。伴随着移动设备的发展,移动设备不仅从功能上得到了很大的提升,更重要的是这些移动设备的价格越来越低,移动设备的普及率越来越高。与此同时,针对各种移动设备的各种应用也迅猛增加,系统工具应用、社交应用、应用视频应用、浏览器输入法应用、交通地图等,各种各样的移动应用层出不穷,不只是种类在增多,数量方面的增长也是惊人的。以现在增长最快的应用为例,年月应用市场公布的的应用数量为万个,到年绪论月应用市场公布的的应用

15、数量增长到万个,而且应用的数量还在以每年万个的速度增长。其中,教育类的应用也不断增多。.研究意义本课题是在前人研究的基础上,继续对教育游戏进行思考,研究相关理论,分析相关实践成果,总结自己对移动教育游戏的认识,并选择目前最流行、应用最广泛、开源、免费的系统,设计实现一款以人教版小学数学一年级上册知识点为内容的教育游戏。本研究拟通过对教育游戏中面临的问题提供借鉴和帮助,对教育游戏的相关教育理论与教育游戏的结合提供一些参考。通过此款游戏的应用,能辅助一年级小学生完成义务教育数学课程标准年版中对知识点的学习要求,激发学生数学学习的兴趣。同时为移动教育和电子书包提供相应的应用资源,丰富教育应用资源库。

16、另一方面,本款游戏软件是基于操作系统的教育游戏,通过本款教育游戏的设计,对以后基于教育游戏设计提供一些参考和帮助。.国内外研究现状在开始研究之前,应该首先了解前人已经做了什么,只有这样才可以避免自己做无用功。借鉴前人的经验,分析研究的不足,才可以把研究向前继续推进。本文重点对国内外教育游戏、移动教育、.移动教育游戏目前的应用现状以及与此相关的理论进行总结。作者主要从以下几个方面对目前的研究现状进行分析。.移动教育现状关于移动教育出现的问题,我们可以查阅的文字材料表明,它最先在美国出现。美国加州的伯克利分校启动了一个名为“ 的教育研究项目,它是最早对移动教育理论及其实践进行研究的项目。国外对移动

17、教育进行研究,走在前列的主要集中在北美和欧洲的一部分地区,同时这些地区本身的教育也是出于世界先进水平【】。戴斯孟德?基根博士是一位研究远程教育的教育家,主要研究电子化学习与移动学习,在他的学习的未来:从到一书中,对目前多个国家对移动学习的研究项目进行了分析。这些项目按照研究的目的来划分,可以分为两种。一种是的提供商,他们想通过?获得收益,通过对员工的培训,提高培养效率,四川师范大学硕士学位论文节约成本嘲。而另一种研究项目,则主要由各地的教育机构开展,他们希望将教育延伸到学校的各个方面,各个地方。力求借助,提高学校教育的质量,便于学校对学生的教育和管理。目前,对移动教育的研究已经深入到学校、社会

18、的各个层面,已经涵盖了目前已有的多种教育形式,如中小学教育、高等教育、职业教育、远程教育等。在国外对移动教育进行相关研究的项目中,比较具有影响力且取得了不错效果的主要有伯克利分校的移动学习研究项目,欧洲的项目和项目,哈佛教育学院的项目等。加拿大名校移动教育中心专门进行移动教育的研究,现在主要研究移动教学和移动学习、移动应用和移动服务、移动应用和移动服务的商业模式、基于移动平台的“云”技术等。从目前的研究项目和研究现状分析,可以看出现在国外的移动研究主要趋势包括以下几个方面:融合网络技术、应用移动交互技术引入不同教育观与学习观、面向成人教育、侧重教与学得关系、学习方式、教学模式、课程资源开发与建

19、设方面的探索。国内移动教育概念由戴斯孟德?基根博士在上海电视大学的报告“?”介绍到中国,由此引起了中国学者们的高度关注【】。我国教育部高等教育司在年月做出了关于“移动教育的理论与实践研究项目立项的通知。北大、清华和北师大共同开展教育部的“移动教育”项目,建立“移动教育信息网,推动了我国移动学习研究的进步【。从总体上看,我国的移动学习研究正处于起步阶段,虽然取得了一些成绩,但离国际水平还有一定的差距,还有很多值得我们学习的国外研究经验。移动学习是远程教育的新的发展阶段,同时它也能实现电子学习。它符合人们随时随地学习的终身化学习理念,满足了人们对各种知识的自主化、个性化学习需求,实现了人们随时随地

20、互助协作学习的要求,它是现代教育技术未来的一个发展方向,也是未来教育发展的趋势。在移动教育应用方面,苹果公司无疑是做的最好的。屏幕大、功能强、用户体验较好,基于的教育应用质量较高,目前已有基于各个科目,可以用于教学的应用。国外已经有大量的学校将引入课堂,在中国也有很多硬件条件较好的学校将作为学习用具之一,对的教育性进行探索。目前,移动教育研究的热点很多,移动教育资源的建设就是其中很大的一块,也是移动教育研究的一个重点。其中,移动游戏的设计是目前移动教育和教育游戏研究的热点。绪论.教育游戏现状国外对教育游戏的研究起步较早,无论是理论研究还是实践研究都较为丰富,已经出现多年,并且得比较成熟。在世纪

21、年代,电子游戏应用于教育【】。在教育到人们的喜欢。当时,研究如何将这种游戏的发展过程中伴随着成功的同时也有很多质疑,有学者专门为教育游戏的现,实意义、现实价值进行研究,其中比较有影响力的专家有美国的?他专门写了一本关于教育游戏的书 ,在书中他不仅从理论方面对教育游戏进行了阐述,还对如何进行教育游戏的设计做了研究。综合分析已有的对教育游戏相关研究的文献,可以总结出国外对教育游戏的研究主要集中在三个方面:教育游戏的教育意义研究,对支持教育游戏开发的相关理论的研究,对如何评价教育游戏的研究。在教育游戏实践方面,目前有很多比较有成效的成品。国外的教育游戏研究起步比较早,目前有很多比较有成效的实例。如由

22、美国教育者开发的探索亚特。美国麻省理工学院比兰蒂斯已在课堂实施,并且取得了较理想的教学效果【较媒体研究系和微软研究院学习科学与技术实验室合作开展的?项目,是目前教育游戏领域具有重要意义的研究项目。法国和公司合作开发的埃及:法老王之墓和凡尔赛:宫廷疑云【】。这两款游戏都是在基于游戏背景下的文化、政治、历史相关内容的教育游戏,可以让游戏者有身临其境的感觉,体验历史重现的感觉,在没有任何察觉的情况下,被这种游戏氛围所感染,从而对游戏相关时代的建筑、文化、政治有所了解。在英国, .和剑桥大学合作开发了一款较有影响力的教育游戏,这款游戏通过角色扮演,完成相应的任务,获得基于日常。生活的真实体验,包含了多

23、种学校知识,被广泛的应用于课堂【在韩国,首款线上功能性游戏劲舞团英语,以它寓教于乐、交互性强,激发了玩家的学习兴趣。同时,这款游戏还获得了韩国国家教育认证机关韩国教育学术信息院的在线英语普及认证,得到了韩国教育界的认同。国内第一款比较有名的教育游戏学雷锋,它是由盛大公司于年制作的,它的开发定位是公益性游戏,通过游戏影响学习者学习雷锋精神【】。学雷锋没有取得预期效果。年,该公司又推出人物模拟游戏中华英雄谱,它是由新闻出版总署实施的“红色网游”。游戏面世的时候吸引了一部分游戏者的眼球,但是最终都未取得预期的效果。年奥卓尔软件和华南师大未来教育研究中心强势合作,开发了一系列教四川师范大学硕士学位论文

24、育游戏软件,其中数学教育游戏软件占很大一部分,单机版数学教育游戏主要有失落的宝典、精灵湖奇遇、超时空之旅等,教育内容与新课标和教材同步,这一系列软件分别针对小学一年级到六年级的教学内容开发【。同时与之对应还开发了相应的快乐教学平台之数学游乐园网络,让学生进行网络学习和交流。年月日,宁波启点教育科技推出了“悟空识字”教育学习软件,其中就包括了游戏模块【。年月,悟空识字用户突破了,是目前国内比较成功的一款包含了教育游戏的教学软件。南京师范大学教育游戏中心与中国移动游戏基开展“移动教育游戏”项目合作,该项目的主要任务是在最大限度利用中国移动平台的基础上,最大限度的为学习者提供各种服务。多克多比是国内

25、专为岁儿童设计的一款互动性游戏,它是基于儿童教育理论。用丰富多彩的童话世界作为游戏背景,对儿童的心理和认知进行影响,培养学生的各种能力。乐萌学堂之家有小宠是中国首款具有真正意义的教育 游戏,它是基于系统设计的。在游戏中儿童要通过完成各种游戏任务,完成答题,才能让游戏中属于自己的小宠快速健康成长。游戏角色形象可爱,游戏画面清新。不管是国内还是国外,大型单机教育游戏,或者大型的在线教育游戏都很少,而且这些大型的教育游戏在人力物力投入方面都是很大的,所以大型的教育游戏基本都是需要付费才能使用。而制作较为简单,制作周期短的,基于网页的教育小游戏却数量众多,具有一定的研究价值。国外的网站上有教育游戏的网

26、站主要有三类:第一类,专门从事教育游戏开发的网站,这类网站做教育游戏比较专业,网站有清晰的分类导航,可以选择从学龄前到六年级各个年级的教育游戏,也可以选择科学、数学、单词、阅读、拼写、动物各个科目的教育游戏,还可以选择从、学步小孩到岁各个年龄阶段的教育游戏。这类网站有、等,这些网站上的分类导航都比较清晰,对网站上的教育游戏基本都从年级、科目和年龄三个方面进行了分类,用户可以很方便的找到自己需要的教育游戏,同时在网站的首页还给用户推送了一些用户可能需要的教育游戏和用户回馈较好的教育游戏。第二类,这类网站不做教育游戏,而是做了大量的国内外优秀的在线教育网站的游戏链接。这类网站有美国的,加拿大的等,

27、这类网站对所有的教育游戏链接按科目进行分类,再进行游戏名排列,绪论用户直接点击游戏,链接到其它优秀的在线教育游戏网站上,进行游戏。这类网站对收集的每个教育游戏还有详细的评价,如评级分数、得票数、点击率。第三类,教育网站,网站上有专门的教育游戏版块。第三类如,在诺贝尔奖的官方网站上,其中的教育模块中,公布了大使用最多的教育游戏名单。与国外的现状相比,国内的教育游戏网站在分类导航、教育游戏开发等方面比较欠缺。国内专门进行网页在线教育游戏的网站几乎没有,很多教育游戏都是和其它游戏一起,在一些儿童教育资源网站上,这些游戏大都被定义为益智游戏,很少有按学科进行分类的教育游戏。如、小游戏、小游戏等一大批小

28、游戏网站,这些网站上都有大量的儿童游戏,可以在其中搜索到很多数学游戏,其中关于数学加法的游戏也有很多,如阿数学考试这款游戏就被很多游戏网站收录,这款游戏中教育和游戏结合的很好,有一定的娱乐性,又起到了提高计算能力的目的。另外一些网站,如中国儿童资源网、巧虎乐、儿童网等网站是一些专门进行儿童资源开发的网站,有儿童歌曲、儿童故事、儿童游戏等内容,其中儿童游戏部分有很多数学游戏,这些游戏相对于其它小游戏网站的游戏,更为专业,也更具有教育意义。.存在的问题分析目前已有的一些教育游戏,结合对相关文献的梳理总结,目前教育游戏主要存在以下几个方面的问题,有待研究和改进。教育游戏教育性与游戏性平衡问题教育游戏

29、教育性与游戏性平衡问题是目前教育游戏所面临的最大问题之一。如果游戏的教育性不足,游戏性太强,这会导致学习者的沉迷,从而导致学习者家长的反对,不利于教育游戏的发展。如果游戏的教育性太强,而游戏性太弱,这会导致学习者很快失去兴趣,放弃继续游戏,也不利于教育游戏的发展。目前,还没有成熟的理论和方法来指导教育性与游戏性平衡问题。没有一个基于教育游戏设计的模型或流程目前对教育游戏的设计还没有一个成熟的模型可以依据,大部分的教育游戏开发者都是基于现有的游戏开发模型来设计,对于其中的教育元素处理模糊不清。或者借助现有的软件开发模型。没有合适的设计模型,很难设计出较好的教育游戏。开发团队结构不合理目前,对教育

30、游戏的开发,要么是游戏公司独立完成,要么是具备一定技术的教育者完成,教育者和游戏者共同合作开发的较少。对于游戏公司独立开发的教育游戏,游戏本身具备了很强的游戏性,但是却和教育内容结合生硬,起不到四川师范大学硕士学位论文应用的教育效果。如果是由一定技术的教育者开发,却因为技术的限制,不能做好游戏的代码编写和画面绘制,这样同样不能取得很好的教育效果。游戏指导提示不明显,完成游戏具有太高的难度在进入教育游戏之前,教育游戏一般会首先把游戏规则呈现出来,或者有一个帮助,提示游戏者怎样进行游戏。但是无论是国内还是国外,帮助文字得难度都太高,大部分游戏者在开始都难以明白,需要玩过多次过后,通过自己总结才知道

31、游戏规则,有的甚至最终都不知道怎么玩,这样就失去了帮助的意义,还可能导致游戏者的流失。教育游戏帮助设计的初衷可能是要求学习者在家长帮助的情况下游戏,但是没有考虑家长不在场的境况。人们对教育游戏的认识不够无论是现在的教育者还是学生家长,对游戏本身就带有一种心理上的抵触情绪,对出现的教育游戏都持一种怀疑的态度,这种大环境本身就不利于教育游戏的发展。教育游戏开发者缺少对这些群体的宣传,教育主管部门对教育游戏也没有统一的看法。.研究目标与研究内容.课题研究目标根据教育游戏目前的文献,分析一些教育理论,将它们用于教育游戏的设计。同时,在分析目前的教育游戏优点和问题的基础上,借鉴优秀教育游戏的特点,避免一

32、些教育游戏的问题,对一些没有统一认定的问题,采取实验探索的方式。以人教版小学数学一年级上册的内容为知识点,设计一款基于现在流行的操作系统的教育游戏。希望通过此款游戏实现以下几个目标:探索将教育理论与教育游戏设计结合的有效方法;尝试解决教育游戏的游戏性与教育性平衡的问题;探讨基于平台的教育游戏设计开发方法;结合小学数学课标要求,提高学生的学习效果;激发游戏者对数学学习的兴趣。.研究内容随着教育游戏在中国的发展,越来越多的人把目光投向了教育游戏。本文通过研究教育游戏的相关理论和实践,设计一款基于操作系统的小学数学教育游戏。本文研究的主要内容有:研究移动教育的现状和教育游戏的现状,结合未来教育发展趋

33、势,探讨绪论基于移动终端的教育游戏软件设计与开发方法;根据小学数学义务教育数学课程标准年版的要求,通过寓教于乐的形式培养学生的动手能力、主动学习能力,激发学生学习数学的兴趣,体验解决问题方式的多样性,初步形成评价与反思的意识。探索将多元智能理论、沉浸理论、情景学习理论用于教育游戏的设计中,探索这些理论指导教育游戏的背景、情节、规则设计的具体实施方法;学习掌握平台相关设计开发技术,并运用相关理论设计一款基于系统的小学数学教育游戏。本文将移动教育和游戏结合,开发一款基于操作平台的数学游戏,涉及的知识点是小学数学一年级上的内容。同时,在此款游戏中,针对目前一些游戏教育性与游戏性难以平衡的问题,提出自

34、己的解决方案。本游戏将根据义务教育数学课程标准 年版对本游戏知识点的要求结合卡通人物和声音,并通过游戏关卡的设计提高游戏的娱乐性。针对游戏中帮助文字难度高的问题,本游戏拟采用动画与声音结合的方式为游戏者提供游戏帮助。在本款游戏的设计过程中,探索将多元智能理论、沉浸理论、情景式学习理论与游戏结合的模式。希望通过此款游戏的应用,完成义务教育数学课程标准 年版中对学生掌握该知识点的要求,激发学生学习数学的兴趣。同时为移动教育和电子书包提供相应的应用资源,丰富教育应用资源库。另一方面,本款游戏软件是基于操作系统的教育游戏,希望通过本款教育游戏的设计,可以对以后基于教育游戏设计提供一些参考和帮助。四川师

35、范大学硕士学位论文移动教育游戏与相关理论依据概述本课题研究的是基于系统的教育游戏设计,它包括了移动教育与教育游戏的理论。要设计好的移动教育游戏,必须找到其设计实施的相关理论,用理论指导移动教育游戏的设计和实施,这样的教育游戏才具有实际意义。作者确定了教育游戏理论、多元智能理论、沉浸理论、情景学习理论和移动教育理论作为移动教育游戏设计实施的理论依据,通过对这些理论的研究证明教育游戏和移动教育的实际意义。同时在对相关理论进行研究的同时,分析了其指导教育游戏设计的具体方式。.教育游戏研究教育游戏首先应该认识什么是教育游戏,应该对教育游戏的相关概念进行了解。哪些理论能够支持教育游戏的研究哪些理论可以指

36、导教育游戏的设计本节对这些理论进行分析,以及这些理论对教育游戏将产生什么影响进行研究。.教育游戏概念在中国传统的教育观念中,教育与游戏几乎是矛盾的。传统教育观念认为教育中不会有游戏,游戏应该是教育过程中为学习者娱乐,改善学习者学习心情的,不会有任何教育意义。然而,随着国外教育的发展,教育与游戏联系到了一起,更多的学者开始研究教育游戏,游戏中的教育性,游戏如何为教育服务等。如此多的专家学者进行游戏的教育意义研究,研究的意义在哪里要认识教育游戏,认识教育游戏研究的意义,首先我们应该对游戏进行深层次的解剖认识,只有认识了游戏,我们才能从根本上认识到教育游戏研究的必要性和重要性。游戏,从我们开始懂事的

37、时候我们就认识这个词,我们的理解就是玩耍,娱乐等。但我们不能只停留在这种最基本的认识,应该更深层次的认识。游戏,在辞海中的定义是:以直接获得快感为主要目的,且必须有主体参与互动的活动【】。从这个定义中我们可以认识到游戏的两个方面的特性。第一,游戏的目的性很强,它是以直接获得快感为目的,从这个特性我们也可以对日常一些活动进行一些区分,区分出哪些是辞海定义中的游戏,哪些是一般意义上的活动。第二,严格意义上的主体参与,不是仅仅要求有主体,而且要求主体必须参与活动中的互动,是真正意义上的参与到活动中,参与的方式可以是多种多样的。荷兰学者胡伊青加对游戏定义是:“游戏是人们主动参与的活动,这种活动在移动教

38、百游戏与相关理论概述一定的时间和空间内发生;游戏者必须制定大家都承认的规则,并且要主动遵守;在这种活动中,游戏者由于全身心参与到活动中,所以精神高度集中,并能够享受到这种活动带来的兴奋的感觉【。”胡伊青加对游戏的这种定义得到了很多国内外学者的认同。从胡伊青加对游戏的认识中我们可以看到,游戏是主体自愿自由的活动,这一点正是现代教育极力倡导的【。国外学者对游戏理论的研究大多是从人的心理和生理去研究,认为游戏是人类最基本的活动,人的本能的活动就是游戏,人在游戏中,他的身心各方面都会得到发展。同时,游戏是一种社会性活动,人参与到游戏中,可以体会和锻炼人的各种社会性能力。国外学者通过研究游戏对儿童的作用

39、,认为游戏是儿童得到发展的最好方式【。由于国外对游戏理论研究较多,理论成果较为成熟,而国内对游戏的研究还处于发展阶段,所以以上几种对游戏理论的理解都以国外为例。通过以上几种对游戏的认识,我们可以得出游戏是一种在一定规则下,主体自愿参与并能使主体身心愉悦,且最终得到某些能力发展的活动。这样我们可以看到游戏在我们日常生活中所处的重要地位,对我们日常生活所起到的重要作用。我们把游戏应用于教育一定可以取得很好的效果。认识到了游戏的重要性,我们可以知道研究教育游戏的现实意义。教育游戏理论正处于发展阶段,国外对教育游戏的定义也有多种,国内对教育游戏的定义也没有一个最终的版本。赵海兰、祝智庭认为:“教育游戏

40、是一种社会性软件,这种软件包含了教育的元素,具有一定的教育意义。同时,它还具有游戏的特点,能够激发人们的兴趣。另一种观点则认为凡是具有广义教育意义的计算机游戏软件都是教育游戏,无论它的教育意义是否很强,无论它是专为教育还是专为游戏开发【】。从这两种观点我们可以看出,我们一般所指的教育游戏是一种计算机软件,本研究中所提到的教育游戏也是指计算机软件。这两种观点指出了教育游戏的本质问题:教育游戏的教育性与游戏性平衡问题,这一问题也是现在教育游戏所面临的最大的一个问题,如何处理这个问题是设计教育游戏成功与否的关键【。以上面两种对教育游戏的定义为指导,有学者把具有教育意义和游戏性的软件统称为教育游戏,而

41、将其中以实现直接的教学目标,为教学而设计的,具有一定游戏性的教育软件称为教学游戏。教学游戏的设计目的是实现既定的教学目标,是专为教学过程而使用,游戏设计过程更加注重教育游戏的教育性,设计过程以教学设计为指导,是一种具有一定游戏性的教育软件。总结前人的成果,结合自己的一些认识,作者认为要处理好教育游戏的教育性与游戏性平衡的问题可以从以下方法处理。我们在有需要制作一款教育游戏之前,应该首先明确这款游戏设计的功用,四川师范大学硕士学位论文是用于课堂的教学环节,还是学习者课余时间娱乐也就是教育游戏设计定位的问题。对于用于教学环节的教育游戏,在游戏设计的初期应该考虑如何达成本节课,或者本章节的教学目标,

42、可以较少考虑游戏的游戏性,当然我们也可以认为这类软件是教育软件,是专为教学过程而设计的。这类游戏在教育游戏的教育性和游戏性平衡中偏向教育性,这种教育游戏在教学过程中使用,由于有教师的监督和指导,有学生相互之间的竞争,有教室中学习的大氛围,最终可以达成很好的教学效果和游戏效果。在另一方面由于这些教育游戏是专为教学设计,主要注重教育性,可以得到比较多的教育者的同意,最终得到学习者家长的认同,更加利于教育游戏本身的改进和升级。目前,大量中小学生花费大量时间在各种游戏中,消耗学生的精力,导致学生上课不积极,萎靡不振,以致于学习成绩下降。学校和家长对这类游戏很排斥,然而这类游戏却得到了学习者的欢迎,如何

43、改变这种局面,这就是另外一种教育游戏要努力做到的。这类教育游戏是专为学习者课余娱乐设计,设计的过程注重整个教育游戏的游戏性,这样设计是为了把更多的学习者从不良的游戏中给吸引出来。同时,也不能忽略了此种教育游戏的教育性的达成,但是此种教育游戏设计时,不是专为某一节课程设计,也不是只为某一单科科目设计,而是综合各科目,各种知识点,将这些教育元素融合到游戏中,尽可能的使学生忽略这些教育元素的存在。这种教育游戏设计目的是通过游戏使学习者的情感、态度、价值观等得到影响,最终促使学习者进步。作者认为通过游戏设计初期对教育游戏的定位,根据不同的目的平衡教育游戏的教育性与游戏性,然后将设计好的教育游戏按不同的

44、目的进行应用,这样就解决了教育游戏教育性与游戏性平衡的问题。根据这种以应用目的的不同,可以把专为教学设计的教育游戏称为教学型教育游戏,把用于学生课余娱乐的称为娱乐性教学游戏。.多元智能理论目前国内教育游戏正处于发展阶段,无论是教育游戏相关理论还是整个国内教育游戏应用环境都不成熟,少数教育者和家长认可并使用教育游戏。教学型教育游戏被作为教育软件,容易得多教育者的认可,现在有很多已经用于课堂,家长基本也没有任何意见。而作为更加具有重要意义的娱乐型教育游戏很难得到认可,现在用于实践的也较少。作者认为出现这种局面的原因主要有两个方面:一方面,一些娱乐型教育游戏在设计时,加入太多不良元素,导致这类游戏的

45、教育性歪曲,很难得到人们的认同。另一方面,在国内这种应试教育的大环境下,不管是学校还是学生家长,移动教百游戏与相关理论概述更多的考虑是课堂教学目标的直接达成,从而忽略学生其它方面能力的培养。要解决这个问题,作者认为可以借助多远智能理论进行指导。随着国内教育的发展,多元智能理论逐渐被更多的人所认识,更多的教育者想通过多元智能理论对学校的教育方式有所影响,有所改变。多元智能理论于上世纪八十年代由世界著名心理学家霍华德?加德纳提出,他认为人的智能是由多种智能组合而成,每个人都有不同的组合方式,并且每种智能在每个人身上的高低也不一样,这种方式最终决定了各个个体智能的差异。同时加德纳认为这些独立的智能至

46、少包含九种,分别是语言、数理逻辑、视觉空间、运动、音乐、人际交往、自我认识、观察和存在等智能【引。“智力是每个人处于困境中表现出来的一种解决实际问题或者创造出具有实际利用价值的社会产品的能力【。”从加德纳的多元智能理论中我们可以认识到通过对人的智能的分类,这从智能上承认了人在智力上的个体差异,每个个体所展现出来的智能特长也就不一样,每个个体从智能上就决定了本身可能擅长的领域,如果教育者根据个体的智能差异,因材施教,最终就可以取得很好的效果。加德纳的多元智能理论适合现代教育因材施教的理念,符合国内素质教育发展的方向,满足现代教育发展的要求。在国内应试教育这种大环境下,加德纳的多元智能理论无疑为国

47、内教育方式的转变提供了理论基础,为新的教育评价体系提供了理论依据。在家庭环境中,家长如果接受加德纳这种因材施教的观念,家长对孩子的培养将会有更多的选择,孩子也将有更多的出路。如果教育游戏设计者在设计时,以多元智能理论为依据,通过多种元素培养游戏者的多种智能,多游戏者的多种智能施加影响,游戏者可以通过这种游戏达到情感、态度、价值观的培养,也发展了自身的多种智能。同时,在新的大环境下,设计出的教育游戏可以被更多的教育者和家长所认同,教育游戏最终实现它的教育性。.沉浸理论沉浸理论的最初定义是:“沉浸状态是指个体完全处于一种与外界隔绝,精神高度集中的精神状态,在这种状态中个体全身心投入到当前所从事的活

48、动,并且能够很好的处理把握当前活动的发展。”挑战和技巧是控制沉浸发生的两个主要条件,要让沉浸发生,这两者必须达到一种平衡的状态【们。我们可以从以下几个方面来理解沉浸理论:首先,沉浸状态是活动参与者参与活动时所处的一种心理状态,活动者完全被当前的活动所吸引,全身心参与到活动中,身心与意识保持高度的一致,完全处于一种忘我的状态,仿佛进入另外一个与世隔绝的空间,几乎阻断与活动以外四川师范大学硕士学位论文的现实世界的联系,活动者只对活动中所进行的交互有回馈,并且活动者在活动中所做的任何反应都可以得到及时的回馈。活动者在沉浸状态中可以很好的控制所处的环境,自身处于一种很安逸的状态,在这种状态中活动者很高

49、效的完成活动任务。沉浸状态正是我们教育者在教育中期望学习者达到的一种状态,如果学习者处于这种状态中,学习者将对学习得心应手,最后取得令所有人都很满意的成果。其次,沉浸状态所发生的条件是挑战与技巧达到一定程度,并两者处于一种平衡状态。活动者在活动中如果对当前任务的难度难以把握,难以控制,不能找到合适恰当的方式方法解决,活动者就会很容易担心任务是否能够完成,产生焦虑心情,逐渐对活动环境失去控制的能力,活动者有可能放弃当前任务,最终导致活动任务失败,同时产生一种对自身否定的挫败感,影响以后任务的完成。如果活动者当前的任务难度较低,是目前活动者经验知识内很容易完成,甚至不需要任何努力,没有一点挑战,也

50、不需要任何技巧就可以很好的处理。活动者面对此种任务可能会没有任何兴趣,活动任务完成过程中会表现出一种无精打采、冷漠的状态。本来很容易完成的活动任务,有可能因为这种状态而影响结果和效率。由于活动者处于沉浸状态可以快速高效的完成活动任务,所以很多教育者都在研究如何把沉浸理论应用于教育。目前,越来越多中小学生被网络游戏所吸引,沉迷于网络游戏,不分昼夜,废寝忘食,他们对网络游戏如此乐此不疲。一方面,教育者很担心学生的这种行为会影响学习者的身心健康,影响学习。另一方面,教育者看到中小学生在游戏中所处于的那种状态正是沉浸状态,教育者思考如果将沉浸理论用于指导教育游戏的设计制作,把中小学生从不良网络游戏吸引

51、到教育游戏中,引导学生进入沉浸状态,完成教学任务,达成教学目标,培养学生的情感、态度、价值观,一定会取得令人满意的成果。影响沉浸理论发生的两个因素是挑战和技巧,要引导学生进入沉浸状态,就需要挑战好挑战与技巧的状态,并使它们达到一定程度。在前面的内容中,作者把教育游戏分为教学型和娱乐型,教学型教育游戏因为是基于课堂设计,与教学内容教学目标结合紧密,同时在教学中使用,有老师的引导帮助以及监督,加上有学生相互之间竞争的这种环境。在这种情景中,老师和学生可以根据情况把握和挑战教学型教育游戏的挑战和技巧。相对而言,这种教育游戏在设计中,可以较少考虑这两个因素。然而在娱乐型教育游戏中,这两个因素应该被认真考虑。作者认为可以关卡难度、操作技巧、分数等级