Unity3D在教育中的應用研究

田沖　王興輝

【摘要】Unity3D游戲開發引擎作為制作游戲的主流應用軟件，近年在教育領域也得到較廣泛的應用。在教學過程中使用Unity3D游戲引擎制作的學習資源，不僅豐富了教學形式，教學方法也得到了更好的體現，同時也可以達到寓教于樂的效果。Unity3D在教育中的應用研究，可以從Unity3D在成人教育中的應用、Unity3D在教育模型展示中的應用以及Unity3D在教育游戲中的應用三個方面分析研究。

【關鍵詞】Unity3D 教育 應用 游戲 模型

一、緒論

在現代教育中，創新人才的培養模式不應局限于傳統課堂的講授模式，參與式學習、討論式學習以及探究式學習等學習模式被不斷提出，那么如何將學生帶入到此類學習情境中是一個值得深思的問題，提供給學生的學習資源就是其中的一個切入點。在傳統課程模式的推動下，運用多媒體教學資源可以激發學生的學習興趣和課堂的主動參與性，提高獨自思考與探索問題的個人能力。

同時，隨著IOS、Android等系統的移動終端的廣泛使用，各類移動終端的移動學習資源被大面積開發。基于Unity3D制作出來的教學游戲交互資源可以跨平臺發布到手機、IPAD等移動終端，使學生可以不受時空時間限制進行學習，成為Unity3D從同類軟件中脫穎而出的重要原因之一。

二、Unity3D技術

Unity3D簡介：Unity3D技術相對其他游戲制作軟件是一種相對較新的技術，它既是一款游戲引擎，也是游戲制作工具。Unity3D是由丹麥Unity公司開發的游戲開發工具，具體的特性包含整合的編輯器、跨平臺發布、地形編輯、著色器、腳本、網絡、物理、版本控制等特性。Unity3D在教學中應用具有以下優勢：

（1）MonoDevelop是Unity3D中主要的開發平臺，同時包含了多種編程語言，例如C，C++，Boo，JavaScript等，其中JavaScript語言最為入門。開發者可以根據自己的實際情況進行選擇。對于無開發游戲經驗的教育者也可以使用簡單的編程語言參與到教育游戲開發的過程中。

（2）Unity3D相對于其他的同類制作游戲軟件支持更大的場景制作，制作出的場景也較為逼真，虛擬與現實的完美結合可以提供給學生更強的代入感。

（3）Unity3D另外一種較為強大的功能是可以支持跨平臺設計，在當前的游戲引擎中是唯一可以提供所有平臺植入能力的游戲開發軟件；同時，可以將開發出的游戲發布到手機等移動終端，作為移動學習資源供學生利用閑散的時間學習，也可以為成人學習者提供終身學習的目的。移動學習將終身學習的理念從技術上進行了充分展現，使學習者得以在生活、工作甚至消遣之余，于開放的狀態中體驗移動計算技術帶來的隨時隨地學習的全新感受。

三、Unity3D在教育游戲中的應用

（一）教學設計

基于Unity3D游戲引擎制作的教育游戲，既然需要用在教育過程中，那么必須需要遵循教育的相關教學理論以及教學設計相關原則。教學設計的目的是設計教學過程，使教學過程更完善，學生在結合Unity3D教育游戲學習的過程中學習效率更高、學習效果更好，以達到預設的教學目標。教育游戲面對的對象可以是各個領域、各個行業，不同類型的教育游戲有不同的教學內容和教學目標，以針對小學英語教學設計的教育游戲為例。基于Unity3D游戲引擎設計的游戲也是一個小型的學習環境，所以在設計的過程中首先要進行學習者分析、教學目標的制定、設計教學過程，其次需要在一定的理論的指導下，根據一定的教育游戲的設計原則進行教育游戲的框架設計，最后階段是進行開發與調試。

1.學習者分析

小學生接受新鮮事物的能力有限，并且每個學生的英語基礎和學習習慣也有所不同，所以在呈現新的知識點時不宜直接進入深層次問題的探索，應該循序漸進、由簡到難，給學生一個適應的過程。學習者可以根據自身的情況自主控制學習進度、學習方法以及學習時間，這與建構主義學習理論所倡導的“以學生為中心的”思想不謀而合。

2.教學目標的制定

基于Unity3D游戲引擎設計的教育游戲，必須要確定教學目標。可選擇一些在傳統課堂中不易理解的知識點作為教學內容，同時將大的學習內容拆分成小的知識點，每一部分的設計內容不宜過多，知識點應短小精悍，可以適應各個年齡段學習者的學習要求。

設計者還需要考慮到學生在運用基于Unity3D游戲引擎設計的學習資源后學習者可以達到哪些學習目標，可以從三維學習目標展開，語言技能、知識目標以及情感態度。在這一部分的設計過制定過程中教師可以參與其中，與游戲設計者共同完成目標的制定。

3.設計教學過程

在針對小學英語設計教育游戲時，可將教學內容的難易程度進行區分，學生可根據自身情況進行選擇。作為學生學習的輔助課件，在使用Unity3D設計的教育游戲課件時，學生本身處于一種非正式的學習狀態，教育游戲將學生完全帶入到學習內容中顯得尤為重要。這就需要在設計基于Unity3D游戲引擎的教育游戲時，環境的設計要符合學生的心理特征。

4.教育游戲框架設計

游戲框架設計是教育游戲最為關鍵的一個部分。框架的設計可以根據移動學習環境下教育游戲通用標準。分別包括以下幾個方面，目標、規則、競爭、挑戰、幻想以及娛樂。

設計者首先根據課堂大綱為學習者制定相應的目標，通過運用教育游戲資源玩家學習者可以達到哪些學習效果，例如，在進入游戲時學習者就應該被告知通關需要具備哪些技能、這樣做的目的是什么等，使玩家對于游戲的最終目標有一個清晰的認識。同樣，學習者玩家也應該了解相應的游戲規則，這部分內容在游戲開始前學習者就應該被告知。競爭可以有不同的表現形式，玩家與玩家之間的競爭、玩家與時間的競爭等，如果是聯網游戲可以設置玩家與玩家的競爭，如果是單機游戲可以設置與時間形成競爭，增加玩家的緊迫感，促使玩家在學習過程中集中注意力。設計者可以適當增加障礙物或者設置關卡來增加玩家的挑戰感，使學習者在學習的同時又可以增加趣味性。設計者在游戲中可以設置故事情節，以故事情節為主線，結合關卡使學習者完成任務，使玩家可以帶有強烈的代入感。最后為了使游戲生動，通過設置音效、背景音樂等來增加游戲的娛樂性。

（二）環境預設

教育游戲情境可以分為兩種形式，一是根據故事情節。在針對小學英語設計Unity3D教育游戲時，可以根據教學內容設計以故事為情節的課件，以學生喜歡的故事為主線，在敘述故事的同時加入教學內容，隨著故事的深入發展，學習內容的難度逐漸加深，同時可以在故事的結尾加入測試環節來檢驗的學習者的學習成果。以這樣的形式向學生展示學習內容可以使學習者有著很強的代入感，幾乎遠離枯燥的學習方式，學生更容易接受，真正達到寓教于樂的目的。

（三）開發實現

1.在Unity3D中新建一個工程文件

2.在3DsMax中進行建模

3Ds Max的特點主要由以下幾個方面：（1）基于PC系統很低的配置要求；（2）安裝插件，可提供3D Studio Max沒有的功能同時增強原本的功能；（3）有很強大的角色動畫制作能力；（4）可以堆疊的建模步驟，使制作出來的模型有很大的彈性。Rainer Hoffmann認為3D效果的真實性可以極大限度的吸引觀看者，可以使觀看者精神高度集中。

3.將在3DsMax中建立的模型導入到Unity3Dasset中

4.創建場景

利用Unity3D自帶的資源包等自帶功能創建需要的場景。包括天空、地形的創建，以及重力、碰撞、燈光、反射的創建。

5.編譯發布

首先把所有的場景拖到Scenes In Build的菜單中，然后編譯發布的過程可以發布成網頁格式，也可以發布成獨立的軟件格式，并且可以發布成Flash格式，也可以根據不同的平臺需要進行跨平臺選擇。

（四）運行評價

初步完成的教育游戲需要進行反復的測試與修改，找出運行過程中的不足。除了設計者自身反復操作游戲過程中找出游戲的漏洞以外，同時還可以將游戲給少量學習者進行使用，聽取學習者寶貴的反饋意見和建議，在此基礎上修改技術問題和設計之中的不足。

四、結語

基于Unity3D游戲引擎設計的教育游戲雖然有不足之處，但是在教育游戲上的運用上還是有很大的優勢。

首先，是突破了傳統課堂上枯燥的學習方式，學習者可以通過自己操作游戲軟件來完成學習認為，打破了老師在講臺或者是教師機上單人操作的尷尬演示，學生的學習參與度更高，學習熱情當然也就更濃烈。

其次，可以發布到網頁、也可以發布成軟件的教育游戲不受時空的限制，這種學習形式完全可以作為微型學習的形式，學習者可以利用零散的時間做課堂教學的輔助學習，也可以作為學習新知識的先導教材，學習形式更靈活。

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