培养儿童空间认知能力的数字化游戏设计

摘要

世界上的动物和人类都是在空间中生存和发展,无论是日常生活还是科学活动,都应具备一定的空间知识,人类为了更好地生活和学习必须要去探索和掌握空间的基本结构,空间认知能力是人类生活中不可缺少的能力,它是帮助人类适应生存的一项基本能力。在大力推进素质教育的今天,培养大批具有空间认知能力的创造性人才,对适应知识经济时代的发展也是非常重要的。 随着信息技术的迅速发展,改变了创新教育的组织形式和实施方法,游戏化学习作为一种新的学习方式已经得到了广泛认可,并被教育学界所应用。因此,用游戏化的方法来开展空间认知能力培养方法的研究具有非常重要的理论意义和应用价值。 根据本研究的目的和内容,在文献分析、案例分析和游戏设计等方法的基础上,主要进行了以下几个方面的工作: (1)培养空间认知能力的数字化教育游戏的基础理论研究。在对空间认知相关理论研究的基础上,寻找空间认知理论与教育游戏相结合的基本途径,为数字化教育游戏设计框架的建构奠定基础。 (2)数字化教育游戏的教学设计框架建构。在分析国内外空间认知能力培养模式和教育游戏案例的基础上,提出了数字化教育游戏的设计要素和基本结构。 (3)培养儿童空间认知能力的数字化教育游戏软件设计模型。从促进儿童空间认知能力发展的数字化教育游戏的设计目的出发,经过一系列的需求分析以及软件分析,提出了数字化教育游戏的设计模型。并从教学设计和游戏设计的角度出发,详细设计了《迷宫寻宝》教育游戏实例。 (4)《迷宫寻宝》教育游戏实例的开发。在数字化教育游戏教学设计与软件设计的基础上,选取小学三年级数学教材中的《位置与方向》这一单元作为游戏的学习内容,选择使用3dsMax和Virtools软件进行设计开发,开发出了《迷宫寻宝》游戏实例。 本研究通过搜集大量与研究课题相关的文献资料,进行分类整理与整合,提取出相关研究的观点,借鉴这些观点并结合实际进行研究,经过一系列工作,本研究取得以下成果。 (1)本研究建构了数字化教育游戏的教学设计框架。整合游戏理论、学习理论、空间认知相关理论以及教学设计理论,从学习目标分析、学习者分析、游戏化学习情境设计、游戏任务设计、游戏规则设计等方面出发,构建了数字化教育游戏的教学设计框架。 (2)本研究提出了数字化教育游戏的软件设计模型。在分析数字化教育游戏教学设计及软件设计的基础上,对将要开发设计的《迷宫寻宝》游戏进行了详细的设计,为数字化教育游戏实例的开发奠定了基础。 (3)本研究开发了《迷宫寻宝》这款教育游戏,目的是培养儿童的空间认知能力。选取《位置与方向》这一单元作为学习内容,在教学设计与软件设计方案的指导下,根据迷宫游戏的特点,选用3dsMax与Virtools为开发工具,开发了《迷宫寻宝》游戏实例,初步验证了游戏的可行性。 由于研究者的时间及技术有限,数字化教育游戏的开发与设计还存在一些缺陷,未来的研究工作将围绕《迷宫寻宝》游戏功能的完成进一步展开。

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第一章 绪论

1.1 问题提出

1.2 研究目标与意义

1.3 研究内容与方法

第二章 教育游戏设计的理论基础

2.1 空间认知能力的内涵

2.2 培养空间认知能力的数字化游戏内涵

2.3 相关研究的综述

2.4 研究的基础理论

第三章 空间认知能力培养的数字化教育游戏教学设计

3.1 游戏化学习情境对空间认知能力培养的可行性分析

3.2 数字化游戏教学设计的要素分析

3.3 培养空间认知能力的教育游戏设计参考框架

第四章 培养空间认知能力的《迷宫寻宝》游戏设计

4.1 数字化教育游戏的软件设计方案

4.2 数字化教育游戏软件设计的需求分析

4.3《迷宫寻宝》游戏总体结构设计

4.4《迷宫寻宝》游戏的详细设计

第五章 《迷宫寻宝》游戏案例实现

5.1 开发平台的选择

5.2《迷宫寻宝》游戏的具体实现

5.3 培养儿童空间认知能力的数字化游戏主要模块的实现

第六章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

注释

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文

致谢