基于Construct 2游戲引擎的教育游戲設(shè)計(jì)—以初中化學(xué)為例

智飛飛，楊　瀾陜西師范大學(xué)教育學(xué)院，西安　710062

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基于Construct 2游戲引擎的教育游戲設(shè)計(jì)—以初中化學(xué)為例

智飛飛，楊瀾
陜西師范大學(xué)教育學(xué)院，西安710062

【摘要】：通過(guò)學(xué)習(xí)者特征分析，基于Construct 2游戲引擎結(jié)合初中化學(xué)設(shè)計(jì)教育游戲，以期達(dá)到教育游戲和初中化學(xué)的高度整合，提高教學(xué)效果。該游戲應(yīng)用教學(xué)后的結(jié)果顯示，此教育游戲可以幫助學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)并進(jìn)行針對(duì)性練習(xí)，一定程度上提高了學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。

【關(guān)鍵詞】：Construct 2游戲引擎；教育游戲；初中化學(xué)

【DOI】：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201602020

1　需求背景

Construct 2是一款制作游戲的游戲引擎，它能夠支持各類技術(shù)并且能夠提供更加方便、快捷的開(kāi)發(fā)環(huán)境，動(dòng)作簡(jiǎn)單易實(shí)施。Construct 2游戲引擎具有簡(jiǎn)單易用、事件邏輯系統(tǒng)強(qiáng)大、物理引擎和特效豐富、支持所有的平臺(tái)等優(yōu)點(diǎn)，因此，使用Construct 2游戲引擎制作教育游戲并付諸實(shí)施具有廣闊的應(yīng)用前景［1］。遺憾的是，在最近幾年的教育游戲設(shè)計(jì)中，很少有人使用Construct 2游戲引擎進(jìn)行游戲設(shè)計(jì)。

《初中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）》指出化學(xué)課程的教學(xué)應(yīng)倡導(dǎo)從學(xué)生自身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需要出發(fā)，發(fā)揮化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究作為課程改革的突破口，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，使之獲得化學(xué)知識(shí)和技能的過(guò)程成為理解化學(xué)、進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究并形成科學(xué)價(jià)值觀的過(guò)程［2］。通過(guò)查閱相關(guān)資料、走訪一線教師，我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)給學(xué)生們帶來(lái)了很多感官刺激，使得他們對(duì)于化學(xué)書(shū)本的知識(shí)沒(méi)有太多興趣，反而對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多媒體技術(shù)的化學(xué)教育游戲獲取知識(shí)有了極大的興趣和愛(ài)好。因此，教師通過(guò)使用教育游戲可以將傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中較難識(shí)記的內(nèi)容、概念，生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生并檢測(cè)其識(shí)記程度，以提高其學(xué)習(xí)效果與質(zhì)量。

2　學(xué)習(xí)者特征分析

2.1學(xué)習(xí)者的身心發(fā)展

該教育游戲使用對(duì)象為初中三年級(jí)學(xué)生。初中學(xué)生的身心發(fā)展主要包括心理和生理兩方面的發(fā)展。在這個(gè)階段，學(xué)生的心理發(fā)展不是特別成熟，對(duì)新奇事物充滿了好奇心，所以心理發(fā)展會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大的影響。此階段學(xué)生各種生理狀態(tài)也達(dá)到了一定的成熟度，對(duì)產(chǎn)生濃厚興趣的事物會(huì)記憶得特別深刻。

2.2已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平

初中三年級(jí)學(xué)生在認(rèn)知發(fā)展上還處于懵懂狀態(tài)，對(duì)于新知識(shí)的獲取比較快。對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)還處在開(kāi)始階段，能夠充分引起學(xué)生興趣的知識(shí)容易記憶。隨著學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的想象能力的增長(zhǎng)，其對(duì)于想象的創(chuàng)造性使得他們可以將看到的或是聽(tīng)到的具體事物，完整地寫(xiě)出來(lái)和說(shuō)出來(lái)，而他們對(duì)于現(xiàn)實(shí)性的想象也在不斷地提高和發(fā)展。因此，認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平中的記憶、思維、想象都達(dá)到了學(xué)習(xí)的最佳時(shí)期。

初中生對(duì)于外界環(huán)境的好奇心在不斷地加強(qiáng)，對(duì)外界新奇事物的接受能力很強(qiáng)，而且對(duì)具有強(qiáng)烈和刺激事物的感知更為強(qiáng)烈。在教育者有目的和特意指導(dǎo)下來(lái)完成一定的任務(wù)，能夠很好地理解和掌握所要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者身心發(fā)展、已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平和外部環(huán)境的分析，在設(shè)計(jì)教育游戲時(shí)要有特定的針對(duì)性和指向性，而且需要目的明確，能夠?qū)⒉僮髡叩淖⒁饬ξ浇逃螒蛏蟻?lái)，對(duì)于教育游戲中的各種效果更是要盡量做到和真實(shí)效果完全一樣，這樣才能吸引和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣［3-4］。

3　教育游戲設(shè)計(jì)

3.1整體設(shè)計(jì)流程圖

整個(gè)制作過(guò)程分為四個(gè)階段：第一階段為游戲構(gòu)思，主要為初中化學(xué)實(shí)例與個(gè)案的分析并找到相關(guān)的游戲進(jìn)行試玩，確定所要設(shè)計(jì)游戲的大致框架與藍(lán)圖；第二階段是素材收集與處理，主要為所要設(shè)計(jì)的游戲素材進(jìn)行收集及處理；第三階段為利用Construct 2進(jìn)行游戲制作，根據(jù)具體的實(shí)例、理論進(jìn)行游戲制作，完成游戲成品；第四階段為游戲的測(cè)試與完善，針對(duì)目標(biāo)人群進(jìn)行試玩，得到反饋，并及時(shí)對(duì)游戲進(jìn)行完善。設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1　設(shè)計(jì)流程

3.2游戲玩法說(shuō)明圖

在游戲開(kāi)始界面有開(kāi)始游戲、退出游戲、游戲說(shuō)明、選擇關(guān)卡等四個(gè)按鈕。在每一個(gè)關(guān)卡學(xué)生有兩個(gè)任務(wù)：收集鑰匙和闖迷宮。當(dāng)闖關(guān)成功時(shí)，可以選擇進(jìn)入下一關(guān)；當(dāng)闖關(guān)失敗時(shí)，可以選擇進(jìn)行重新玩關(guān)卡，等。

3.3游戲關(guān)卡說(shuō)明圖

電能替代技術(shù)選擇體系的建立主要遵循科學(xué)性、合理性、全面性和可操作性，從而使體系設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，保證指標(biāo)的健全性與相互獨(dú)立性[12-13]。然后，根據(jù)上文梳理的電能替代技術(shù)，按照本體系進(jìn)行評(píng)估，從而篩選出區(qū)域應(yīng)該發(fā)展的電能替代技術(shù)優(yōu)先級(jí)，進(jìn)而指導(dǎo)電能替代推廣方向。

在每一關(guān)卡都有不同的化學(xué)迷宮模型，學(xué)生要在每一關(guān)卡找到自己闖關(guān)的最佳路線。當(dāng)時(shí)間到達(dá)，計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)則闖關(guān)失敗，游戲結(jié)束。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，學(xué)生在闖迷宮的過(guò)程中進(jìn)行鑰匙的收集，即當(dāng)學(xué)生撞擊到在闖迷宮過(guò)程中的鑰匙時(shí)，則自動(dòng)彈出化學(xué)題目如：下列屬于有毒氣體的是：（）A、O2B、N2C、CO D、CO2（如圖2所示）。若學(xué)生答題正確，則其所攜帶的鑰匙數(shù)量+1；當(dāng)學(xué)生到達(dá)逃生門(mén)時(shí)，并且其所擁有的鑰匙總數(shù)達(dá)到4時(shí)，則順利逃出逃生門(mén)，闖關(guān)成功；當(dāng)學(xué)生的鑰匙數(shù)量不足4時(shí)，則學(xué)生無(wú)法順利通過(guò)逃生門(mén)，闖關(guān)失敗。圖3所示為關(guān)卡流程圖。

圖2　關(guān)卡答題界面

圖3　關(guān)卡流程圖

闖關(guān)事件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)：在游戲主體答題事件編輯中，剛開(kāi)始系統(tǒng)設(shè)置了進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器，每過(guò)一秒鐘，游戲的系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)減一；并且系統(tǒng)設(shè)置為學(xué)生剛開(kāi)始所攜帶的鑰匙的數(shù)量，當(dāng)學(xué)生答對(duì)題目時(shí)，鑰匙數(shù)量+1；當(dāng)學(xué)生答錯(cuò)題目時(shí)，學(xué)生的鑰匙數(shù)量-1；在系統(tǒng)剛開(kāi)始時(shí)，設(shè)置題目及正誤判斷不可見(jiàn)，當(dāng)學(xué)生撞擊到鑰匙時(shí)，題目出現(xiàn)，學(xué)生答題；當(dāng)學(xué)生選擇完選項(xiàng)時(shí)，題目消失，正誤判斷出現(xiàn)。

3.4情景元件設(shè)置

教育游戲《化學(xué)迷宮》的情景實(shí)現(xiàn)即在作品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行情景搭建，在舞臺(tái)上添加迷宮、學(xué)生、鑰匙、逃生門(mén)等對(duì)象。

在添加完單個(gè)對(duì)象之后就開(kāi)始針對(duì)教育游戲設(shè)計(jì)，進(jìn)行場(chǎng)景構(gòu)建（如圖4所示）。

圖4　場(chǎng)景構(gòu)建

3.5學(xué)生元件設(shè)置

搭建好情景之后進(jìn)行場(chǎng)景學(xué)生（玩家）的設(shè)置，在這里主要是設(shè)置學(xué)生的行走動(dòng)畫(huà)及學(xué)生狀態(tài)屬性，添加學(xué)生對(duì)象→設(shè)置學(xué)生屬性8個(gè)方向→設(shè)置動(dòng)畫(huà)。

3.6功能模塊設(shè)置

教育游戲《化學(xué)迷宮》的模式是學(xué)生在迷宮之中找到最佳路線逃出并且沿途通過(guò)回答《初中化學(xué)》中的基礎(chǔ)知識(shí)以收集自己可以收集到的鑰匙，當(dāng)鑰匙數(shù)≥4時(shí)，學(xué)生可以逃出逃生門(mén)；當(dāng)學(xué)生收集到的鑰匙≤3時(shí)，則學(xué)生無(wú)法通過(guò)逃生門(mén)。在每一個(gè)關(guān)卡中設(shè)置游戲的鑰匙數(shù)為5把。而且在這個(gè)教育游戲中，設(shè)定題目全部為《初中化學(xué)》選擇題。功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

當(dāng)人物碰撞到鑰匙時(shí)鑰匙消失，人物開(kāi)始答題。

當(dāng)人物答對(duì)題目時(shí)，則繼續(xù)闖關(guān)答題，鑰匙數(shù)+1（如圖5所示）。

圖5　正確答題繼續(xù)闖關(guān)

當(dāng)最終到達(dá)逃生門(mén)時(shí)，如果鑰匙數(shù)足夠則順利通過(guò)逃生門(mén)，反之則無(wú)法通過(guò)逃生門(mén)。

逃生門(mén)語(yǔ)言事件判斷，核心代碼如圖6所示。

圖6　逃生門(mén)判斷事件核心語(yǔ)言代碼

4　游戲運(yùn)行環(huán)境及試用效果

4.1游戲運(yùn)行環(huán)境

如果要使此教育游戲正常運(yùn)行，必須安裝Internet-Explorer 8.0以上版本，以便使教育游戲可以在IE瀏覽器中顯示。如谷歌公司的Chrome，搜狐公司的搜狐高速瀏覽器，360公司的360安全瀏覽器，等（如表1所示）。

表1　系統(tǒng)配置

4.2使用效果

4.2.1使用對(duì)象與方法 江蘇省某中學(xué)初中三年級(jí)學(xué)生2個(gè)班，共90人進(jìn)行使用。試用結(jié)束后，對(duì)授課教師和學(xué)生進(jìn)行訪談，以了解教育游戲的使用效果。

4.2.2 結(jié)果 授課教師認(rèn)為，此教育游戲所設(shè)計(jì)的化學(xué)內(nèi)容的確可以幫助學(xué)生反復(fù)復(fù)習(xí)自己的知識(shí)點(diǎn)，并且可以幫助學(xué)生進(jìn)行針對(duì)練習(xí)，但是題型的種類及題型的數(shù)量不多，全是選擇題目。后期此教育游戲的設(shè)計(jì)可以涉及到更多的化學(xué)題目與題型。通過(guò)課下隨機(jī)采訪H教師所帶初中三年級(jí)兩個(gè)班級(jí)各3位學(xué)生，學(xué)生表示相對(duì)平時(shí)比較難以識(shí)記的化學(xué)內(nèi)容，此教育游戲可以在一定程度上提高其學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性并方便知識(shí)記化學(xué)知識(shí)點(diǎn)；游戲設(shè)計(jì)興趣度一般，游戲的配色與功能相對(duì)單一，但是對(duì)其所學(xué)化學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)與復(fù)習(xí)上節(jié)省了不少的時(shí)間。

5　結(jié)論與展望

由于教育游戲設(shè)計(jì)引擎Construct 2是由HTML5開(kāi)發(fā)而來(lái)，在設(shè)計(jì)之初就規(guī)避了編程語(yǔ)言的復(fù)雜性問(wèn)題。在游戲作品《化學(xué)迷宮》中，整個(gè)游戲的游戲?qū)崿F(xiàn)程序部分都是通過(guò)Construct 2內(nèi)置的事件語(yǔ)言來(lái)添加的。游戲的語(yǔ)言設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的邏輯思路，不斷添加事件，再為每一個(gè)事件添加動(dòng)作，由一個(gè)個(gè)事件及動(dòng)作組成了教育游戲的所有核心實(shí)現(xiàn)技術(shù)。使用Construct 2游戲引擎進(jìn)行游戲設(shè)計(jì)的方便之處在于游戲設(shè)計(jì)者可以不懂任何編程的知識(shí)，只需要有游戲設(shè)計(jì)的邏輯想法及一定的美工就可以設(shè)計(jì)出比較不錯(cuò)的游戲。

在游戲的功能設(shè)置上，筆者認(rèn)為還不夠豐富，不夠精彩。希望能夠在未來(lái)的設(shè)計(jì)中汲取教訓(xùn)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，深入理解Construct 2游戲引擎相關(guān)知識(shí)，以設(shè)計(jì)出功能更強(qiáng)大、更細(xì)致的教育游戲。

參考文獻(xiàn)

［1］凌霄.基于HTML5的初中化學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)［D］.成都：四川師范大學(xué)，2014：16-18

［2］中華人民共和國(guó)教育部.初中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）［EB/OL］.http://wenku.baidu.com/link？url =9S7qE9A1kC GM_Yp_J5rugFj-HSPDRx6v97Yyf6kLoLmXoZYD54a_dXa0T 3FMTEXCa5lQ kQkLbkMoCFc5RXoPCfqBi4PXAxh9GsYvPuz YS6O，2012-09-13

［3］馬穎峰，隋志華.基于Flow理論的教育游戲沉浸性設(shè)計(jì)策略研究—教育游戲活動(dòng)難度動(dòng)態(tài)調(diào)控研究［J］.電化教育研究，2010（3）：54-57，62

［4］萬(wàn)力勇，趙鳴，趙呈領(lǐng).從體驗(yàn)性游戲?qū)W習(xí)模型的視角看教育數(shù)字游戲設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)電化教育，2006（10）：5-8

Design of educational games based on Construct 2 game engine：Taking junior middle school chemistry as an example

Zhi Feifei，Yang Lan
School of Education，Shaanxi Normal University，Xi'an 710062，China

【Abstract】：Based on the analysis of learners' characteristics，we designed educational games for junior middle school chemistry using Construct 2 game engine so as to achieve high-level integration of education games with junior middle school chemistry and improve teaching effects.Outcomes of the games used in teaching show that the educational games can help students review and practice what they learned，thus enhancing their initiative in learning chemistry to some extent.

【Key words】：Construct 2 game engine；educational game；junior middle school chemistry

通信作者：楊瀾（1994-），女，陜西銅川人，本科在讀，主要研究方向：教育技術(shù)學(xué)基本理論研究。電話：18829283962；E-mail：2766628396@qq.com

作者簡(jiǎn)介：智飛飛（1992-），男，石家莊人，碩士研究生在讀，主要研究方向：信息技術(shù)教育應(yīng)用。

收稿日期：2015-12-01

【中圖分類號(hào)】：G434

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：A

【文章編號(hào)】：1004-5287（2016）02-0184-03