移動兒童教育游戲的最終用戶編程技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動設(shè)備的普及，移動游戲教育成為一種有效的兒童教育方式，但是相比較快速增長的移動游戲教育需求，能夠同時擁有游戲性和教育特點的游戲數(shù)量非常少。針對這個問題，本文利用領(lǐng)域工程方法研究和設(shè)計了一種面向移動平臺的兒童教育游戲領(lǐng)域的最終用戶編程語言 Kids，它能夠允許老師和家長為學齡前的兒童編寫移動教育游戲。同時開發(fā)了一個Kids的編程工具，支持用戶更加有效地使用Kids進行可視化編程，并自動生成Android代碼。
　　本文首先從兒

2、童發(fā)展和學習目標出發(fā)，識別出適合兒童教育的游戲類型――短期益智類游戲，通過對現(xiàn)有此類移動兒童教育游戲的特征分析，提取領(lǐng)域的共性和可變性，設(shè)計出基本游戲元素，包括資源、場景、規(guī)則和終止條件等。接著，在此基礎(chǔ)上采用領(lǐng)域工程技術(shù)構(gòu)建領(lǐng)域的特征模型，并通過對概念之間關(guān)系的分析，得到概念類圖?；诟拍铑悎D，設(shè)計了移動兒童游戲教育的領(lǐng)域特定語言Kids，利用Xtext定義其語法。采用游戲抽樣分析方法，從邏輯、沖突檢測、游戲狀態(tài)、反饋和挑戰(zhàn)五個維度進

3、行Kids的能力評估，表明Kids對移動兒童教育游戲領(lǐng)域具有較好的覆蓋度。
　　然后，本文研究與開發(fā)了Kids語言編程工具的原型。工具采用瀏覽器/服務(wù)器的架構(gòu)，包括可視化編輯器和代碼生成引擎兩個核心模塊?？梢暬庉嬈髂軌蜃層脩敉ㄟ^拖拉、填空式以及智能輸入的方式，完成游戲的編寫。代碼生成引擎基于模板和模型相結(jié)合的方式，將Kids腳本生成對應(yīng)的Android移動平臺的Java代碼，并利用元模板的方式對代碼生成進行優(yōu)化，使得生成的代碼更

4、加簡潔。
　　最后，本文通過實驗對Kids語言及其編程工具進行評估。實驗選取三款典型的移動兒童教育游戲作為實驗的任務(wù)，讓最終用戶進行游戲軟件編寫。實驗結(jié)果顯示，大部分用戶能夠在短時間內(nèi)成功地采用Kids完成游戲編寫，所生成的Java代碼量是Kids腳本的四倍以上，表明Kids語言及其編程工具具有較好的可操作性、易用性和高效性。
　　Kids是移動兒童教育游戲領(lǐng)域的DSL，目前尚未發(fā)現(xiàn)與本領(lǐng)域相關(guān)的其他DSL。和Web領(lǐng)域著名