基于Unity3D移動教育游戲設計與開發

蔡健 謝蘇超

摘 要：為了讓中學生快速掌握萬有引力定律章節知識，文章在體驗式學習理論的基礎上，提出一個教育游戲設計框架。根據該框架開發一款以中學物理萬有引力定律知識點為主的教育游戲。將該教育游戲應用于翻轉課堂教學中，旨在提高中學生學習效率。

關鍵詞：移動學習；體驗式學習；萬有引力

中圖分類號：G434文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）06-0036-01

引言

隨著4G和智能移動終端的普及和數字化終身學習時代的到來，移動學習的必要性和重要性越來越明顯。本文以Unity3D為技術平臺，將中學物理萬有引力定律章節作為實例開發教育游戲軟件，提高學生對萬有引力定律的形象化認識，提高教學效果。技術的發展日新月異，一個能夠使學生在移動終端進行實驗模擬操作的平臺，既滿足了學生對移動設備的依賴，也滿足了學生對移動設備上使用新鮮技術學習的好奇心，學生能夠利用碎片化時間進行學習，移動端短小精悍的實驗演示形成了輕量化學習模式[1]，提高課堂教學效率，使學生更容易的理解和學習知識。

一、基于Unity3D移動教育游戲設計

教育游戲的設計是教育游戲開發的前提，良好的教育游戲設計對于整個開發過程是至關重要的[2]。教育游戲的設計本身就是一個完整的學習環境的設計，在文獻研究的基礎上，提出基于Unity3D移動教育游戲設計框架，如圖1所示。該框架有三部分構成，首先該游戲是基于體驗式學習理論設計的，體驗式學習是基于情境的、伴隨著體驗主體的經驗與情感參與 并經過對體驗過程的反思達到情感和認識的升華，其核心成分是學生自我意識的覺醒[3]。其次本游戲通過翻轉課堂的形式來學習，現階段來說將移動教育游戲應用于實際的課堂中并且占用正式學習的時間，還是需要教育改革的進一步深入，因此讓學生在家里玩游戲，讓學生思考問題，教師在課堂上解決問題，讓學生成為學習的主角。最后是教育游戲設計模塊，有教育游戲的界面設計、菜單設計、功能模塊設計、接口設計以及教育游戲的內容設計。

圖1 教育游戲設計框架

二、基于Unity3D移動教育游戲開發

游戲中學生滑動滑動條，當速度為7.9km/s時，物體緊貼地球表面作圓周運動，當速度大于7.9km/s而小于11.2km/s時，物體圍繞地球做橢圓運動，當速度大于11.2km/s而小于16.7km/s時，物體完全擺脫地球引力束縛，飛離地球而環繞太陽圓周運動，當速度大于16.7km/s時，物體擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系。點擊返回回到游戲主界面。

三、基于Unity3D移動教育游戲應用研究

提高學習成效是教育游戲的最終目的，中學物理萬有引力定律章節教育游戲是否能夠提高中學生學習知識的能力呢？文章選取了杭州市某中學某班30名學生作為研究對象，對此教育游戲的有效性進行了實驗驗證。

1.實驗設計

實驗所選取30名學生受教育程度相同，在實驗前先對學生進行一次測試。之后對學生使用教育游戲進行學習，實驗為期一周，每天10分鐘。

2.結果分析

本次實驗針對學習內容設計編制了中學物理萬有引力章節測試問卷，問卷共有20道選擇題，每題一分共20分。30名學生分別進行前測和后測，以測試問卷的分數來衡量學生的掌握情況。實驗前后測分別發放問卷30份，共回收有效問卷30份，根據收集的數據，對測試問卷成績進行了配對樣本 t 檢驗，主要分析結果如表1所示。

從表1可以看出使用教育游戲前的測試得分均值為10.3333，而使用教育游戲后的測試得分均值為13.2333，可以初步斷定此教育游戲是有一定的顯著效果的，即該教育游戲對學生掌握萬有引力知識的能力提升是有效果的。

四、總結

本文通過文獻研究，提出了一個移動教育游戲框架，然后依據框架實現中學物理萬有引力定律教育游戲，最后通過實驗驗證本教育游戲具有一定的實用性，對中學生的學習有促進作用。本研究尚存在不足，如何使游戲開發技術和教育屬性有效結合還需要繼續研究，二者的有效融合才能提高教育游戲的核心價值。

（作者單位：浙江工業大學教科學院）

參考文獻：

[1]門路，吳天剛.基于Unity3D移動教學探究——車輪進動演示儀[J].物理與工程，2014，S1：134-135.

[2]李彤彤，馬秀峰，馬翠平.教育游戲的情感化設計探究[J].現代教育技術，2010，（9）：32-34.

[3]王玉龍.基于體驗式學習的教育游戲軟件設計模式構建[J].中國教育信息化，2012，（12）：76-78.