張麗娜　唐翠蘭　韓竺秦

摘 要：教育游戲是以教育為目的而開發(fā)的一種游戲，體現(xiàn)了寓教于樂的思想，符合素質(zhì)教育的精神，有利于強調(diào)學生的主體性，培養(yǎng)學習興趣。文章結(jié)合小學生數(shù)學計算學習的現(xiàn)狀，以多元智能理論為指導，利用平面動畫軟件Animate CC和ActionScript3.0腳本語言，設計開發(fā)了一款益智類游戲。通過創(chuàng)設故事情境和設置關卡，玩家需要不斷完成相應的任務，才能在神奇漁村欣賞風光和居住，捕魚時要對不同魚類身上的算術題做出快速合理的估算或口算。小學生在游戲體驗中可以鞏固和提高其綜合運算、邏輯思維、空間想象、音樂感知等多方面的能力。

關鍵詞：多元智能;教育游戲;小學生;計算;捕魚

中圖分類號：G434? ? ? ? ?文獻標志碼：B? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2019）14-0084-05

一、引言

教育游戲是將教學內(nèi)容和電子游戲相融合，通過為學生構建體驗性學習環(huán)境，利用電子游戲的內(nèi)在動機，如挑戰(zhàn)、幻想、控制、競爭和自尊等，使學生積極、主動、愉悅地學習。教育游戲以游戲的娛樂性、趣味性為主體，在游戲的過程中做到對知識能力、解決問題的過程與方法以及情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)[1]。

多元智能理論是由美國哈佛大學教育研究院的心理發(fā)展學家霍華德·加德納（Howard Gardner）在1983年提出。他指出每個人的智能不是單一而是多元化的，每個人擁有不同的智能趨勢組合。在日常學習生活中，各種智能之間相互作用、彼此補充、協(xié)同合作運轉(zhuǎn)[2]。

本游戲以多元智能理論為指導，結(jié)合數(shù)學加減乘除四則運算，利用平面動畫軟件Animate CC及ActionScript3.0腳本語言開發(fā)了一款益智類游戲“神算捕魚師”。

二、基于多元智能理論的游戲“神算捕魚師”的設計

1.游戲介紹

“神算捕魚師”屬于一款益智類游戲，主要針對喜歡邏輯思考、射擊運動以及數(shù)學計算能力有待提升的小學生。對于游戲規(guī)則和控制操作要求較低，但玩家可以選擇不同的難度，當獲得了一定的分值就會開放其他關卡。

游戲可以實時記錄玩家的攻擊力，玩家在漁船上需要通過發(fā)射魚叉捕抓河里游過的魚。河里有不同的魚類，其身上寫著不同的算術表達式，算術答案就是魚的防御力。當玩家的攻擊力大于魚的防御力時才能抓住魚，否則魚叉會斷開，玩家也會被扣除一定的分數(shù)。因此，學生在進行游戲時，需要不斷地進行快速運算來捕抓更多的魚，以奪取更高的分數(shù)。

2.游戲需求分析

小學數(shù)學教學的重要內(nèi)容之一是計算，占據(jù)了教材相當大的比重，主要包括筆算、口算和估算。學生數(shù)學計算能力的高低不僅對學習成績有直接的影響，也對其他學科產(chǎn)生了一定的影響。

相關研究發(fā)現(xiàn)，學生缺少對數(shù)學計算的學習積極性，興趣不濃厚;口算意識不強;對運算法則掌握得不好，估算的方式太過單一，欠靈活;不會認真審題;容易出現(xiàn)抄錯數(shù)字、計算錯誤等問題;較少去驗算，沒有好的計算習慣[3]。美國著名心理學家布魯納指出：“直覺思維、預感的訓練，是正式的學術學科和日常生活中創(chuàng)造性思維的很受忽視而又重要的特征”。小學生正處于由具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡時期，具有較強的直觀性[4]。

教育游戲設計最主要的思想是寓教于樂，讓學生能夠快樂學習，更加感覺到學習的快樂。依據(jù)維果斯基的最近發(fā)展區(qū)理論和契克森米哈（Csikszentmihalyi）的沉浸理論[5]，游戲內(nèi)容的輸入要接近并適當超越學生的實際認知水平，使小學生處于低度焦慮的狀態(tài)，既能使其有成就感，又能使其有挑戰(zhàn)難關的動力[6]。因此，設計游戲時需要結(jié)合學習者特征以及學習接受范圍和能力，創(chuàng)設良好的、輕松愉悅的游戲情境和活動，在游戲和娛樂中實現(xiàn)教育目標，開發(fā)學生的多元智能[7]。

3.游戲目標定位

將教育目標融入游戲體驗中，有利于開發(fā)小學生的多元智能。

言語智能：游戲“神算捕魚師”以語音配文字的故事形式開始，導航等都有文字和語音提示，學生在游戲的過程中可以認識生字和知道正確讀音，以提高其聽讀和理解能力。

邏輯數(shù)理智能：學生在游戲中需要對不同魚類身上出現(xiàn)的算術題（1至3位數(shù)的四則運算）做出快速估算或口算，利于鞏固數(shù)學運算法則和提高速算能力。游戲難度可選擇，使學生在游戲的過程中，既能感受到成就感，又有挑戰(zhàn)難關的動力。

空間和運動智能：學生在游戲中需要有良好的視覺空間感知能力，要能夠預判目標，包括魚類出現(xiàn)的位置、方向和速度等，并做出及時反應，移動或按下相應的鍵發(fā)射魚叉。

音樂智能：依據(jù)奧爾夫“訴諸感性，回歸人本”的音樂教育理念，兒童需要動腦、動手、動腳，全身心地感受和表現(xiàn)音樂。本游戲設計有豐富的音樂，包括舒適的背景音樂、捕魚時歡快的音樂以及多樣有趣的音效等。隨著游戲進入不同場景或關卡，音樂和節(jié)奏會有變化，通過聆聽、模仿和跟唱，有利于培養(yǎng)小學生的節(jié)奏感和韻律感，提升對音樂的感知和審美能力。

人際交往、自然觀察等能力：要居住在美麗的漁村，就得和漁夫達成約定和睦共處。游戲一關結(jié)束后立即呈現(xiàn)結(jié)果，玩家進入下一關前需要根據(jù)任務難度、金幣數(shù)量以及漁夫的提示，思考是否購買道具或選擇哪種道具有助于任務的順利完成。同時，不同漁區(qū)對應有不同魚類，要求小學生在游戲時學會觀察魚的顏色、種類和特點，并作出快速反應。

內(nèi)省的能力：通過游戲的引導，玩家不斷挑戰(zhàn)嘗試贏得高分，獲取相應的級別，從“平民”到“神算捕魚師”共六個等級。即時結(jié)果反饋、等級劃分和多元化的評價，可以幫助小學生了解自己的計算能力，認識到自身的不足，提高估算和口算能力，從而提升自我效能感，強化學習的內(nèi)部動機。

4.游戲設計特征

Malone指出一款好的教育游戲或者能夠激發(fā)人內(nèi)在動機的活動一般具有以下三個特征：挑戰(zhàn)（Challenge）、幻想（Fantasy）和好奇（Curiosity）[8]。

（1）挑戰(zhàn)

為了使游戲更具挑戰(zhàn)性，可以采用目標（Goal）、不確定結(jié)果（Uncertain Outcome）和自尊（Self-Esteem）三種方法。目標和不確定結(jié)果之所以能讓游戲充滿挑戰(zhàn)性，其根本原因在于它們讓玩家感受到了自尊：在游戲中獲得成功，可以讓玩家自信起來[9]。

本游戲設計中，設定了不同的難度等級A、B、C、D、E、F;有豐富的等級目標，包括“平民”“漁民”“熟手漁民”“巧手漁民”“高級捕魚師”“神算捕魚師”等;隱藏部分游戲信息，比如“隱身魚”;隨機性，比如魚身上的算術、魚出現(xiàn)的位置、方向以及商店的道具都是隨機的。

（2）幻想

根據(jù)Malone的理論，對玩家更具吸引力和教育價值的游戲，不能只停留在“外在的幻想”而應構建“內(nèi)在的幻想”，即幻想依賴于技能使用的結(jié)果，而技能使用的過程也依賴于幻想[9]。本游戲針對魚類設計了一種“問號魚”，身上的算式顯示為問號，購買道具才可以看見。玩家根據(jù)目標，快速合理地估算或口算就可以捕捉到小魚，同時獲得相應的分數(shù)，而當判斷錯誤時，游戲也會呈現(xiàn)提示信息和音效。玩家在游戲的過程中可以逐步驗證自己的判斷是否跟預期一致，然后再考慮下一步?jīng)Q策。

（3）好奇

根據(jù)Malone的理論，好的游戲設計不僅要考慮感知上的好奇（Sensory Curiosity），還要考慮認知上的好奇（Cognitive Curiosity）。本游戲中豐富多彩的聲音和畫面能給玩家?guī)砀兄系暮闷?，而認知上的好奇主要體現(xiàn)在游戲的反饋設計中。一是反饋信息使用隨機原則，基于玩家的表現(xiàn)和情境生成反饋，出現(xiàn)不同的激勵性評價，使玩家感到驚奇;二是讓反饋信息具有教育性，不僅告訴玩家他們的計算能力存在問題，而且還提供額外的信息，幫助玩家解決知識結(jié)構上的問題，如乘、除法的運算規(guī)則與估算和口算的技巧等。

? 三、游戲“神算捕魚師”的開發(fā)

1.游戲流程

玩家進入游戲后首先選擇難度，然后選擇捕魚的入口，接著進入商店購買道具，之后開始游戲，一輪游戲結(jié)束后進行判斷，達到指標后繼續(xù)回到選擇入口的界面，選擇進入下一關游戲。達不到指標則失敗，可以重玩或者結(jié)束游戲。

2.游戲界面設計

游戲“神算捕魚師”的主要界面有五個，分別是開始界面、選擇入口的村落界面、購買道具的商店界面、進行游戲的捕魚界面和結(jié)束界面。均由Animate CC軟件的繪圖工具繪制。

（1）開始界面

開始界面背景顏色為天藍色漸變加深，底部有一些泡泡冒出，體現(xiàn)出大海的特色。整個界面以簡潔為主、美觀為宜，主要包括游戲名稱和三個按鈕，分別是“進入游戲”“游戲說明”和“關于游戲”按鈕?！坝螒蛘f明”中主要介紹游戲的玩法和技巧，“關于游戲”則是本游戲的作者聲明及聯(lián)系方式。

（2）村落界面

村落界面以清晰的版圖形式呈現(xiàn)，是開始捕魚前選擇捕魚區(qū)域的入口，每個入口的魚類各不相同，代表算術的難度也不同。界面上主要繪制一個村莊、老漁夫的房子和幾個捕魚區(qū)域，還有每個月的指標提示，即每次捕魚完成后要達到的分數(shù)，如圖1所示。

（3）商店界面

商店界面是游戲中用于購買商品的一個輔助界面，以網(wǎng)格的形式羅列商品，商品上面繪有形象的標志，選擇商品時有商品作用的文字和語音提示。玩家需要用打漁賺來的錢購買商品，購買正確的商品能幫助其賺到更多的錢，但是商品的價格是隨機的，其中背景顏色為紅色的商品是隨機出現(xiàn)的，且購買只會在當前關卡有效。界面底部有兩個按鈕，分別是“購買”和“下一關”，如圖2所示。

（4）捕魚界面

捕魚界面背景是淺藍到深藍的漸變色，加上波浪增添動感、繪制水草、田螺冒泡泡等修飾界面以增添趣味性，魚隨機從左邊出現(xiàn)。界面頂部有兩個進度條，一個限制每次發(fā)射魚叉的時間，另一個限制游戲的時間，右上角放置了攻擊力和得分兩個面板，以方便玩家獲取游戲的信息，界面如圖3所示。

（5）結(jié)束界面

游戲結(jié)束界面同樣是漸變藍色背景，界面上顯示個人得分以及玩家等級，同時設置了重玩游戲的按鈕。這樣的分級機制能激起玩家不斷挑戰(zhàn)的興趣。

3.游戲情節(jié)設計

游戲講述的是玩家漂流到一個叫“神奇漁村”的荒島，這個地方是屬于老漁夫的，玩家可以欣賞優(yōu)美的風光，但必須完成老漁夫所規(guī)定的指標，否則就會被趕出漁村。老漁夫提出的指標會越來越高，并且隨著玩家的財產(chǎn)提高，漁夫?qū)ν婕业膽B(tài)度會不同，會給玩家開放不同的漁區(qū)，從而捕捉到更多的魚。

4.游戲任務設計

玩家需要和老漁夫達成約定，完成相應任務。每次捕魚回來的資產(chǎn)要大于每個月的指標，達到越高的指標，玩家等級會越高，就可以進入更多的漁區(qū)。玩家有“平民”“漁民”“熟手漁民”“巧手漁民”“高級捕魚師”“神算捕魚師”六個等級。漁區(qū)也有六個，里面的魚類也不同，依次為A、B、C、D、E、F區(qū)，A區(qū)僅有“加法魚”，B區(qū)有“加法魚”和“減法魚”，C區(qū)比B區(qū)多了“乘法魚”，D區(qū)比C區(qū)多了“除法魚”，E區(qū)比D區(qū)多了“隱身魚”，F(xiàn)區(qū)比E區(qū)多了“問號魚”。其中，“隱身魚”完全透明，“問號魚”則是身上的算式顯示為問號，購買道具才可以看見。玩家必須達到規(guī)定等級以上才能進入相應的漁區(qū)。

5.游戲資源設計

游戲中主要有玩家和老漁夫兩個角色，玩家角色表現(xiàn)在漁船中為卡通型的漁船。老漁夫是“神奇漁村”的主人，也是商店店主，形象憨厚。另外，還有魚叉、各種魚、記分牌、進度條等輔助元素。為了提升游戲的氣氛，游戲中用到了大量的音樂和音效，如進入漁區(qū)配有歡快的音樂《小金魚》、購買商品時取錢的聲音、發(fā)射魚叉的聲音、成功捕魚的聲音、失敗的聲音等。

四、游戲“神算捕魚師”的關鍵技術及其功能實現(xiàn)

游戲交互由動畫軟件的腳本語言ActionScript3.0實現(xiàn)，主要包括魚群設計、計時器、碰撞檢測和鍵控四部分。其中，魚群設計用到Fish類，為了產(chǎn)生更多種類的魚，以Fish類為基類派生出了Fish_A類、Fish_B類、Fish_C類等。派生出來的類是通過重寫Fish類的參數(shù)以及內(nèi)部函數(shù)產(chǎn)生的，因此不同的類會有不同的特性。計時器主要是用來限定每輪游戲的時間和每次發(fā)射魚叉的間隔時間。它由Ctdown類實現(xiàn)，在Ctdown類里面套用Timer類。碰撞檢測是由Collision類實現(xiàn)，即檢測兩個元素是否有接觸[10]。鍵控用到Keyctrl類，主要用來控制發(fā)射鍵的移動、按下和釋放。

下面將重點介紹碰撞檢測和鍵控兩個關鍵技術及功能實現(xiàn)。

1.碰撞檢測設計

游戲的判斷主要是靠檢測魚叉與魚之間是否發(fā)生碰撞。如果碰撞發(fā)生了，將執(zhí)行判斷魚的防御力與玩家的攻擊力的比較代碼。如果玩家的攻擊力大于魚的防御力，就會增加相應的分數(shù)，否則會扣去相應的分數(shù)。

通過影片剪輯的hitTest函數(shù)可以對兩個元素進行碰撞檢測，但是影片剪輯的hitTest碰撞檢測僅針對元素默認的矩形邊框，并不能檢測不規(guī)則圖形的邊緣是否有接觸。應用位圖對象BitmapData的hitTest函數(shù)就能真正地檢測出兩個元素的邊緣是否有接觸。位圖的hitTest函數(shù)運算量比較大，考慮到計算機的運算速度，設計中可以首先用影片剪輯的hitTest函數(shù)檢測是否有碰撞出現(xiàn)，若有碰撞，則用位圖的hitTest函數(shù)進一步檢測圖形的像素是否有接觸。程序流程如圖4所示。

Collision類的代碼中主要包含3個檢測碰撞的函數(shù)，分別是對象外框間的碰撞檢測函數(shù)coll_rect、對象與點的碰撞檢測函數(shù)coll_point、像素級的碰撞檢測函數(shù)coll_pix。下面是3個函數(shù)的代碼：

對象外框與對象外框的碰撞檢測

static public function coll_rect（a：DisplayObject，b：DisplayObject）：Boolean

{

return a.hitTestObject（b）;

}

對象與點的碰撞檢測

static public function coll_point（a：DisplayObject，objX：int，objY：int）：Boolean

{

return a.hitTestPoint（objX，objY，true）

}

像素級的碰撞檢測，顯示對象的注冊點在左上角

static public function coll_pix（a：DisplayObject，b：DisplayObject）：Boolean

{

var bmpd1：BitmapData;

var bmpd2：BitmapData;

var bmp1：Bitmap;

var bmp2：Bitmap;

bmpd1=new BitmapData（a.width， a.height， true， 0）;

bmpd1.draw（a， new Matrix（））;

bmp1 = new Bitmap（bmpd1）;

bmp1.x = a.x;

bmp1.y = a.y;

bmpd2=new BitmapData（b.width， b.height， true， 0）;

bmpd2.draw（b， new Matrix（））;

bmp2 = new Bitmap（bmpd2）;

bmp2.x = b.x;

bmp2.y = b.y;

return bmpd2.hitTest（new Point（b.x，b.y），255，bmpd1，new Point（a.x，a.y），255）;

}

2.鍵控設計

鍵控設計主要是控制漁船的移動以及魚叉的發(fā)射。為防止玩家隨機連續(xù)發(fā)射魚叉，游戲中設置了發(fā)射魚叉的緩沖時間，增加了發(fā)射魚叉的計時器交互代碼。當檢測到攻擊鍵被按下，Keyctrl類發(fā)送按鍵事件并且通過_stop函數(shù)關閉攻擊鍵的偵聽，按鍵事件的響應函數(shù)調(diào)用加載魚叉函數(shù)addweapon，addweapon函數(shù)會開啟Player類里面的計時器。當計時器開啟后，會等待一定的時間，時間的長短跟速度值有關。時間到了，計時器會觸發(fā)TimerEvent.COMPLETE事件，TimerEvent.COMPLETE事件的響應函數(shù)會發(fā)送信息給Keyctrl類，Keyctrl類接收到信息后，通過run函數(shù)重新開啟攻擊鍵的偵聽，主要執(zhí)行流程如圖5所示。

五、評價與總結(jié)

本游戲界面設計美觀協(xié)調(diào)、情境逼真、音樂和諧、控制要求較低，具有豐富道具和多級關卡，整體功能完備，調(diào)試運行正常。通過隨機選取多名身邊適齡的小學生來體驗，發(fā)現(xiàn)對于個位數(shù)的運算是他們掌握得最好的，也是最愿意挑戰(zhàn)的任務。兩位數(shù)以上且包含乘法或除法運算時，小學生計算出現(xiàn)錯誤的機率明顯上升。囿于家長的限制等，平時較少有機會玩游戲的小學生對此游戲興趣較高。后期還可增加更加多樣的角色和情景，以達到更好的游戲體驗。

在當下網(wǎng)絡游戲盛行的時代，如果不積極占領這一陣地，催生出更多、更優(yōu)質(zhì)的教育游戲，那么這一領域勢必會被純娛樂游戲產(chǎn)品長期占領，公眾對于教育游戲的期待和信心也會消磨殆盡[11]。教育游戲的研究仍是一個發(fā)展中課題，如何讓教育游戲更有趣、更具有吸引力，讓學習者在游戲中產(chǎn)生高度的沉浸感，仍然需要深入探索與實踐。

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（編輯：李曉萍）