Unity3D在教育中的应用研究

2018-03-23田冲王兴辉

中国校外教育(下旬) 2017年13期

田冲　王兴辉

【摘要】Unity3D游戏开发引擎作为制作游戏的主流应用软件，近年在教育领域也得到较广泛的应用。在教学过程中使用Unity3D游戏引擎制作的学习资源，不仅丰富了教学形式，教学方法也得到了更好的体现，同时也可以达到寓教于乐的效果。Unity3D在教育中的应用研究，可以从Unity3D在成人教育中的应用、Unity3D在教育模型展示中的应用以及Unity3D在教育游戏中的应用三个方面分析研究。

【关键词】Unity3D 教育应用游戏模型

一、绪论

在现代教育中，创新人才的培养模式不应局限于传统课堂的讲授模式，参与式学习、讨论式学习以及探究式学习等学习模式被不断提出，那么如何将学生带入到此类学习情境中是一个值得深思的问题，提供给学生的学习资源就是其中的一个切入点。在传统课程模式的推动下，运用多媒体教学资源可以激发学生的学习兴趣和课堂的主动参与性，提高独自思考与探索问题的个人能力。

同时，随着IOS、Android等系统的移动终端的广泛使用，各类移动终端的移动学习资源被大面积开发。基于Unity3D制作出来的教学游戏交互资源可以跨平台发布到手机、IPAD等移动终端，使学生可以不受时空时间限制进行学习，成为Unity3D从同类软件中脱颖而出的重要原因之一。

二、Unity3D技术

Unity3D简介：Unity3D技术相对其他游戏制作软件是一种相对较新的技术，它既是一款游戏引擎，也是游戏制作工具。Unity3D是由丹麦Unity公司开发的游戏开发工具，具体的特性包含整合的编辑器、跨平台发布、地形编辑、着色器、脚本、网络、物理、版本控制等特性。Unity3D在教学中应用具有以下优势：

（1）MonoDevelop是Unity3D中主要的开发平台，同时包含了多种编程语言，例如C，C++，Boo，JavaScript等，其中JavaScript语言最为入门。开发者可以根据自己的实际情况进行选择。对于无开发游戏经验的教育者也可以使用简单的编程语言参与到教育游戏开发的过程中。

（2）Unity3D相对于其他的同类制作游戏软件支持更大的场景制作，制作出的场景也较为逼真，虚拟与现实的完美结合可以提供给学生更强的代入感。

（3）Unity3D另外一种较为强大的功能是可以支持跨平台设计，在当前的游戏引擎中是唯一可以提供所有平台植入能力的游戏开发软件；同时，可以将开发出的游戏发布到手机等移动终端，作为移动学习资源供学生利用闲散的时间学习，也可以为成人学习者提供终身学习的目的。移动学习将终身学习的理念从技术上进行了充分展现，使学习者得以在生活、工作甚至消遣之余，于开放的状态中体验移动计算技术带来的随时随地学习的全新感受。

三、Unity3D在教育游戲中的应用

（一）教学设计

基于Unity3D游戏引擎制作的教育游戏，既然需要用在教育过程中，那么必须需要遵循教育的相关教学理论以及教学设计相关原则。教学设计的目的是设计教学过程，使教学过程更完善，学生在结合Unity3D教育游戏学习的过程中学习效率更高、学习效果更好，以达到预设的教学目标。教育游戏面对的对象可以是各个领域、各个行业，不同类型的教育游戏有不同的教学内容和教学目标，以针对小学英语教学设计的教育游戏为例。基于Unity3D游戏引擎设计的游戏也是一个小型的学习环境，所以在设计的过程中首先要进行学习者分析、教学目标的制定、设计教学过程，其次需要在一定的理论的指导下，根据一定的教育游戏的设计原则进行教育游戏的框架设计，最后阶段是进行开发与调试。

1.学习者分析

小学生接受新鲜事物的能力有限，并且每个学生的英语基础和学习习惯也有所不同，所以在呈现新的知识点时不宜直接进入深层次问题的探索，应该循序渐进、由简到难，给学生一个适应的过程。学习者可以根据自身的情况自主控制学习进度、学习方法以及学习时间，这与建构主义学习理论所倡导的“以学生为中心的”思想不谋而合。

2.教学目标的制定

基于Unity3D游戏引擎设计的教育游戏，必须要确定教学目标。可选择一些在传统课堂中不易理解的知识点作为教学内容，同时将大的学习内容拆分成小的知识点，每一部分的设计内容不宜过多，知识点应短小精悍，可以适应各个年龄段学习者的学习要求。

设计者还需要考虑到学生在运用基于Unity3D游戏引擎设计的学习资源后学习者可以达到哪些学习目标，可以从三维学习目标展开，语言技能、知识目标以及情感态度。在这一部分的设计过制定过程中教师可以参与其中，与游戏设计者共同完成目标的制定。

3.设计教学过程

在针对小学英语设计教育游戏时，可将教学内容的难易程度进行区分，学生可根据自身情况进行选择。作为学生学习的辅助课件，在使用Unity3D设计的教育游戏课件时，学生本身处于一种非正式的学习状态，教育游戏将学生完全带入到学习内容中显得尤为重要。这就需要在设计基于Unity3D游戏引擎的教育游戏时，环境的设计要符合学生的心理特征。

4.教育游戏框架设计

游戏框架设计是教育游戏最为关键的一个部分。框架的设计可以根据移动学习环境下教育游戏通用标准。分别包括以下几个方面，目标、规则、竞争、挑战、幻想以及娱乐。

设计者首先根据课堂大纲为学习者制定相应的目标，通过运用教育游戏资源玩家学习者可以达到哪些学习效果，例如，在进入游戏时学习者就应该被告知通关需要具备哪些技能、这样做的目的是什么等，使玩家对于游戏的最终目标有一个清晰的认识。同样，学习者玩家也应该了解相应的游戏规则，这部分内容在游戏开始前学习者就应该被告知。竞争可以有不同的表现形式，玩家与玩家之间的竞争、玩家与时间的竞争等，如果是联网游戏可以设置玩家与玩家的竞争，如果是单机游戏可以设置与时间形成竞争，增加玩家的紧迫感，促使玩家在学习过程中集中注意力。设计者可以适当增加障碍物或者设置关卡来增加玩家的挑战感，使学习者在学习的同时又可以增加趣味性。设计者在游戏中可以设置故事情节，以故事情节为主线，结合关卡使学习者完成任务，使玩家可以带有强烈的代入感。最后为了使游戏生动，通过设置音效、背景音乐等来增加游戏的娱乐性。

（二）环境预设

教育游戏情境可以分为两种形式，一是根据故事情节。在针对小学英语设计Unity3D教育游戏时，可以根据教学内容设计以故事为情节的课件，以学生喜欢的故事为主线，在叙述故事的同时加入教学内容，随着故事的深入发展，学习内容的难度逐渐加深，同时可以在故事的结尾加入测试环节来检验的学习者的学习成果。以这样的形式向学生展示学习内容可以使学习者有着很强的代入感，几乎远离枯燥的学习方式，学生更容易接受，真正达到寓教于乐的目的。

（三）开发实现

1.在Unity3D中新建一个工程文件

2.在3DsMax中进行建模

3Ds Max的特点主要由以下几个方面：（1）基于PC系统很低的配置要求；（2）安装插件，可提供3D Studio Max没有的功能同时增强原本的功能；（3）有很强大的角色动画制作能力；（4）可以堆叠的建模步骤，使制作出来的模型有很大的弹性。Rainer Hoffmann认为3D效果的真实性可以极大限度的吸引观看者，可以使观看者精神高度集中。

3.将在3DsMax中建立的模型导入到Unity3Dasset中

4.创建场景

利用Unity3D自带的资源包等自带功能创建需要的场景。包括天空、地形的创建，以及重力、碰撞、灯光、反射的创建。

5.编译发布

首先把所有的场景拖到Scenes In Build的菜单中，然后编译发布的过程可以发布成网页格式，也可以发布成独立的软件格式，并且可以发布成Flash格式，也可以根據不同的平台需要进行跨平台选择。

（四）运行评价

初步完成的教育游戏需要进行反复的测试与修改，找出运行过程中的不足。除了设计者自身反复操作游戏过程中找出游戏的漏洞以外，同时还可以将游戏给少量学习者进行使用，听取学习者宝贵的反馈意见和建议，在此基础上修改技术问题和设计之中的不足。

四、结语

基于Unity3D游戏引擎设计的教育游戏虽然有不足之处，但是在教育游戏上的运用上还是有很大的优势。

首先，是突破了传统课堂上枯燥的学习方式，学习者可以通过自己操作游戏软件来完成学习认为，打破了老师在讲台或者是教师机上单人操作的尴尬演示，学生的学习参与度更高，学习热情当然也就更浓烈。

其次，可以发布到网页、也可以发布成软件的教育游戏不受时空的限制，这种学习形式完全可以作为微型学习的形式，学习者可以利用零散的时间做课堂教学的辅助学习，也可以作为学习新知识的先导教材，学习形式更灵活。

参考文献：