王鈴木 馬坤

【摘 要】教育游戲不斷推陳出新，使得人們對其觀念已有了很大的改善，但仍然很難走進(jìn)傳統(tǒng)課堂。安全教育作為學(xué)校教育工作中的一項重點，卻受到應(yīng)試教育的擠壓，導(dǎo)致很多學(xué)生缺乏安全意識。本文闡述了安全教育的現(xiàn)狀、對研究現(xiàn)狀的分析以及安全教育游戲的設(shè)計與開發(fā)，期望通過教育游戲提高學(xué)生安全教育學(xué)習(xí)的積極性和安全意識，幫助教育游戲更好地融入課堂教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】教育游戲;安全教育;Unity3D

【中圖分類號】G434? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）012-076-03

游戲化教學(xué)是將教育與游戲相融合的一種新型教學(xué)方式。隨著技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)方式和交流方式正在發(fā)生改變，越來越多的教育研究者將目光投向了教育游戲，一些一線教師也嘗試將計算機(jī)游戲運用到教學(xué)中。一些研究報告表明，教育性計算機(jī)游戲能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)滿意度和學(xué)習(xí)成績。在一些沉浸式教育游戲中，學(xué)生可以從多角度思考問題，綜合利用不同的學(xué)科知識和技能解決問題，有效幫助學(xué)生明確科學(xué)的知識價值及應(yīng)用領(lǐng)域。安全教育是學(xué)校的一項重要工作。近幾年來，一些學(xué)校發(fā)生的火災(zāi)事件、踩踏事件、暑假學(xué)生溺水事件等都在警示我們要重視校園里的安全教育工作，同時也要反思我們的安全教育方式?；谟螒虻陌踩逃梢韵龑W(xué)習(xí)與游戲、正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的界限，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、沉浸感和自我效能感，為豐富教師教學(xué)手段提供思路，也可以為相關(guān)課程提供新的教學(xué)素材。

國內(nèi)外安全教育的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)小學(xué)安全教育主要是在道德與法治課上進(jìn)行，所以國內(nèi)許多關(guān)于安全教育的探索多集中在相關(guān)課程研究上。卞一杰認(rèn)為，目前我們的安全教育在生活中和相關(guān)課程中都有遇到，但是一些學(xué)生安全意識卻很缺失，因此他提出要充分運用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)、通過模擬安全教育場景進(jìn)行教學(xué)等建議[1]。石心、蘇國華等人認(rèn)為小學(xué)道德與法治課程的核心功能就是樹立學(xué)生的安全意識，保護(hù)學(xué)生身心健康，所以需要對教師進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，包括理論的學(xué)習(xí)與實踐培訓(xùn)，以及學(xué)校組織專題研討會等[2]。要以教材為載體，聯(lián)系學(xué)生實際，實行安全教育，優(yōu)化安全教育教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，采取體驗式教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。孫朝文在對農(nóng)村小學(xué)安全教育研究時發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村小學(xué)安全教育存在現(xiàn)實困境，學(xué)校對安全教育的認(rèn)識存在偏差，有些小學(xué)教師對安全教育的理解不夠全面[3]。陳鶴通過小學(xué)校園安全的App設(shè)計讓學(xué)生能夠通過App隨時隨地學(xué)習(xí)，自主分配時間，使學(xué)習(xí)變得有趣且便捷。通過以小學(xué)校園安全為例設(shè)計開發(fā)情境體驗視角下的安全教育App，為安全類教育App的設(shè)計開發(fā)提供了新思路[4]。

Viviana、Aguilar、Mu?oz等作者討論了巴西、哥倫比亞、古巴、多米尼加共和國、牙買加和波多黎各的學(xué)校安全和災(zāi)難教育，通過案例研究探索提高學(xué)生對自然災(zāi)害和備災(zāi)認(rèn)識的工作方法。波多黎各提供了小學(xué)生和大學(xué)生反思瑪麗亞颶風(fēng)記憶的創(chuàng)新范例;來自巴西的方案描述呈現(xiàn)了在高中階段發(fā)展課程技能和研究能力的學(xué)校工作，是鼓勵學(xué)校成為知識的生產(chǎn)者，而不是集中傳播信息的復(fù)制者;南美洲的另一個案例研究則側(cè)重于保護(hù)哥倫比亞大學(xué)建筑的努力。南美洲和加勒比地區(qū)豐富的政策、實踐和經(jīng)驗來源于綜合學(xué)校安全三大支柱的模式：安全學(xué)習(xí)設(shè)施、學(xué)校災(zāi)難管理以及減少風(fēng)險的復(fù)原力教育。

通過梳理國內(nèi)外研究者們有關(guān)安全教育的探索，筆者發(fā)現(xiàn)一個共識：大家都強調(diào)了通過教育技術(shù)創(chuàng)設(shè)真實情境以及具體的案例分析對于教學(xué)的促進(jìn)作用，通過情境教學(xué)能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

安全教育游戲設(shè)計

1.開發(fā)引擎

本游戲是在Unity3D的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計出的教育游戲，所以有必要對其進(jìn)行相應(yīng)的介紹。Unity3D是由Unity Technologies公司開發(fā)的一款專業(yè)跨平臺游戲設(shè)計和開發(fā)的數(shù)字引擎[5]，一直作為圖形化開發(fā)游戲的主要開發(fā)引擎軟件，入門門檻較低、容易上手的操作并且低廉的價格使其很快風(fēng)靡市場。特別是2009年發(fā)布的Unity2.5版本推出了Windows版本，支持ios和任天堂游戲機(jī)（XBOX One）;2010版本的Unity3.0版本支持Android平臺后其市場占有率更是名列前茅。綜合各方面對比來看，Unity3D是一款出色的游戲開發(fā)引擎，它的Shader、粒子系統(tǒng)（用于渲染效果）、Lightmapping等都能將場景中的建筑和其他物體渲染得更加真實、生動，使視覺效果更加出色。而且基于Unity3D開發(fā)出的游戲可以在多平臺發(fā)布，并且支持mac和Windows等多種常用系統(tǒng)運作。

2.游戲總體設(shè)計與規(guī)則制定

教育游戲的設(shè)計與規(guī)則的制定是游戲開發(fā)的基礎(chǔ)，良好的教育游戲設(shè)計對于整個游戲的開發(fā)至關(guān)重要。本游戲是基于Unity3D開發(fā)設(shè)計的安全教育游戲，以小學(xué)道德與法治課三年級課本中第三單元“安全護(hù)我成長”第八課“安全記心上”為基礎(chǔ)開發(fā)設(shè)計教育游戲，通過虛擬游戲環(huán)境設(shè)計與實現(xiàn)。本單元包含了防火、防電、防水等內(nèi)容，而本游戲除上述內(nèi)容外還包含了防拐騙和交通安全等內(nèi)容。通過布置開始的UI窗口，開始游戲、暫停和結(jié)束游戲等按鍵構(gòu)成初始界面。導(dǎo)入場景包，在設(shè)置好空氣墻的道路上行走，走到視頻板前會觸碰到隱形觸發(fā)器，播放視頻，播放完畢后才可繼續(xù)前進(jìn)，之后會觸碰到知識版面，總共包含5大板塊，全部學(xué)完方可結(jié)束游戲。

游戲開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

1.場景的搭建與UI的控制

游戲場景仿真程度決定著教育游戲?qū)W(xué)生吸引的程度，包括地理環(huán)境、天空盒、植被、地形以及河流等情況。為節(jié)省開發(fā)時間，本游戲的場景通過Assert商店尋找合適的3D場景，地形和河流場景都比較適合本款教育游戲，直接下載后導(dǎo)入到項目中即可。通過UI的設(shè)計對游戲窗口等進(jìn)行優(yōu)化，標(biāo)題有兩個選項，即開始游戲和結(jié)束游戲。初始界面如圖1所示。

圖1? 初始界面

2.角色控制

游戲只設(shè)計一個男孩虛擬角色，并且采用第三人稱視角，通過上、下、左、右鍵或者w、s、a、d鍵控制人物的行走方向，鼠標(biāo)左右移動控制相機(jī)視角的左右幅度，上下通過設(shè)置控制在一定的角度范圍內(nèi)。建立一個控制人物移動的腳本，在inspector界面設(shè)置一個移動速度speed。利用函數(shù)GetKey（）確認(rèn)鍵盤輸入，若按下鍵盤的方向鍵或w、a、s、d鍵就會觸發(fā)語句，利用transform方法（三維方向向量*系統(tǒng)增量時間*移動速度）能夠使得人物遵循按鍵的方向進(jìn)行移動，從而完成角色的移動控制。

視覺轉(zhuǎn)換是游戲過程中需要解決的一個問題，通過控制Camera從而控制角色的視角，與人物移動的道理是一樣的，或者可以通過父子物體進(jìn)行。所謂的父子物體就是在Hieratchy面板中將一個物體拖拽到另一個物體上形成父子物體，子物體會繼承父物體的移動、旋轉(zhuǎn)和縮放屬性，而且子物體不會影響父物體。但是這一類對于視角的控制是通過人物的移動控制的，只能一直保持一個角度，因此還是有必要通過一個新的腳本對相機(jī)進(jìn)行跟隨控制。

相機(jī)控制的方法如下：在Awake方法中拿到場景中的角色控制器并賦值給player;將游戲一開始攝像機(jī)和玩家的位移差值賦值給offset;把玩家位置加上offset偏移量所得的值賦值給攝像機(jī)的位置;把鼠標(biāo)縱軸和橫軸的移動速度所得的旋轉(zhuǎn)值賦值給攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)。通過這些變量控制相機(jī)跟隨人物，包括相機(jī)移動的速度以及左右移動的速度等，通過旋轉(zhuǎn)值控制視角的X、Y軸移動速度。

3.視頻播放與文本控制

播放視頻有兩種方式。一種是Gui形式，這種方式會轉(zhuǎn)到新的2D界面中播放;另一種是通過插入panel直接在原有的3D環(huán)境中播放，這里選擇第二種。因為本文涉及5塊內(nèi)容，因此插入5個panel分布在場景中的道路上，并且保持一定的距離，并將導(dǎo)入到項目中的視頻分別插入到相應(yīng)的面板中。文本的插入也可以有兩種形式。一種是通過text文本附加到Gameobject組件上，通過角色觸碰到開關(guān)出現(xiàn);另一種是插入到panel上，隨著人物觸碰到觸發(fā)器播放視頻而出現(xiàn)。通過視頻腳本，創(chuàng)建視頻播放，初始化的視頻暫停在第二幀（防止進(jìn)入時有卡頓現(xiàn)象），當(dāng)玩家進(jìn)入?yún)^(qū)域開始播放，離開區(qū)域后停止播放，并使視頻始終對著玩家攝像機(jī)。通過文本腳本控制對話框，創(chuàng)建文本集并對其命名，創(chuàng)建text以及Animation、bool等變量，并通過bool量的真假控制文本的播放以及結(jié)束。

本文是關(guān)于安全教育游戲的設(shè)計，結(jié)合實際課程教學(xué)內(nèi)容，通過開發(fā)引擎設(shè)計教育游戲，將安全教育與教育游戲結(jié)合在一起，提高相關(guān)課程教學(xué)的課堂效率。本研究是教育游戲與中小學(xué)安全教育結(jié)合的一次嘗試，也是通過游戲開發(fā)引擎將信息技術(shù)與安全教育有機(jī)結(jié)合的一次有益探索。當(dāng)然，目前開發(fā)的游戲還存在許多不足，在后續(xù)過程中也將不斷地進(jìn)行完善。

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