基于Unity3D移动教育游戏设计与开发

蔡健 谢苏超

摘 要：为了让中学生快速掌握万有引力定律章节知识，文章在体验式学习理论的基础上，提出一个教育游戏设计框架。根据该框架开发一款以中学物理万有引力定律知识点为主的教育游戏。将该教育游戏应用于翻转课堂教学中，旨在提高中学生学习效率。

关键词：移动学习；体验式学习；万有引力

中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）06-0036-01

引言

随着4G和智能移动终端的普及和数字化终身学习时代的到来，移动学习的必要性和重要性越来越明显。本文以Unity3D为技术平台，将中学物理万有引力定律章节作为实例开发教育游戏软件，提高学生对万有引力定律的形象化认识，提高教学效果。技术的发展日新月异，一个能够使学生在移动终端进行实验模拟操作的平台，既满足了学生对移动设备的依赖，也满足了学生对移动设备上使用新鲜技术学习的好奇心，学生能够利用碎片化时间进行学习，移动端短小精悍的实验演示形成了轻量化学习模式[1]，提高课堂教学效率，使学生更容易的理解和学习知识。

一、基于Unity3D移动教育游戏设计

教育游戏的设计是教育游戏开发的前提，良好的教育游戏设计对于整个开发过程是至关重要的[2]。教育游戏的设计本身就是一个完整的学习环境的设计，在文献研究的基础上，提出基于Unity3D移动教育游戏设计框架，如图1所示。该框架有三部分构成，首先该游戏是基于体验式学习理论设计的，体验式学习是基于情境的、伴随着体验主体的经验与情感参与 并经过对体验过程的反思达到情感和认识的升华，其核心成分是学生自我意识的觉醒[3]。其次本游戏通过翻转课堂的形式来学习，现阶段来说将移动教育游戏应用于实际的课堂中并且占用正式学习的时间，还是需要教育改革的进一步深入，因此让学生在家里玩游戏，让学生思考问题，教师在课堂上解决问题，让学生成为学习的主角。最后是教育游戏设计模块，有教育游戏的界面设计、菜单设计、功能模块设计、接口设计以及教育游戏的内容设计。

图1 教育游戏设计框架

二、基于Unity3D移动教育游戏开发

游戏中学生滑动滑动条，当速度为7.9km/s时，物体紧贴地球表面作圆周运动，当速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时，物体围绕地球做椭圆运动，当速度大于11.2km/s而小于16.7km/s时，物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球而环绕太阳圆周运动，当速度大于16.7km/s时，物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系。点击返回回到游戏主界面。

三、基于Unity3D移动教育游戏应用研究

提高学习成效是教育游戏的最终目的，中学物理万有引力定律章节教育游戏是否能够提高中学生学习知识的能力呢？文章选取了杭州市某中学某班30名学生作为研究对象，对此教育游戏的有效性进行了实验验证。

1.实验设计

实验所选取30名学生受教育程度相同，在实验前先对学生进行一次测试。之后对学生使用教育游戏进行学习，实验为期一周，每天10分钟。

2.结果分析

本次实验针对学习内容设计编制了中学物理万有引力章节测试问卷，问卷共有20道选择题，每题一分共20分。30名学生分别进行前测和后测，以测试问卷的分数来衡量学生的掌握情况。实验前后测分别发放问卷30份，共回收有效问卷30份，根据收集的数据，对测试问卷成绩进行了配对样本 t 检验，主要分析结果如表1所示。

从表1可以看出使用教育游戏前的测试得分均值为10.3333，而使用教育游戏后的测试得分均值为13.2333，可以初步断定此教育游戏是有一定的显著效果的，即该教育游戏对学生掌握万有引力知识的能力提升是有效果的。

四、总结

本文通过文献研究，提出了一个移动教育游戏框架，然后依据框架实现中学物理万有引力定律教育游戏，最后通过实验验证本教育游戏具有一定的实用性，对中学生的学习有促进作用。本研究尚存在不足，如何使游戏开发技术和教育属性有效结合还需要继续研究，二者的有效融合才能提高教育游戏的核心价值。

（作者单位：浙江工业大学教科学院）

参考文献：

[1]门路，吴天刚.基于Unity3D移动教学探究——车轮进动演示仪[J].物理与工程，2014，S1：134-135.

[2]李彤彤，马秀峰，马翠平.教育游戏的情感化设计探究[J].现代教育技术，2010，（9）：32-34.

[3]王玉龙.基于体验式学习的教育游戏软件设计模式构建[J].中国教育信息化，2012，（12）：76-78.