移動(dòng)兒童教育游戲的最終用戶編程技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)設(shè)備的普及，移動(dòng)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(zhǎng)的移動(dòng)游戲教育需求，能夠同時(shí)擁有游戲性和教育特點(diǎn)的游戲數(shù)量非常少。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文利用領(lǐng)域工程方法研究和設(shè)計(jì)了一種面向移動(dòng)平臺(tái)的兒童教育游戲領(lǐng)域的最終用戶編程語(yǔ)言 Kids，它能夠允許老師和家長(zhǎng)為學(xué)齡前的兒童編寫(xiě)移動(dòng)教育游戲。同時(shí)開(kāi)發(fā)了一個(gè)Kids的編程工具，支持用戶更加有效地使用Kids進(jìn)行可視化編程，并自動(dòng)生成Android代碼。
　　本文首先從兒

2、童發(fā)展和學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，識(shí)別出適合兒童教育的游戲類型――短期益智類游戲，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有此類移動(dòng)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(jì)出基本游戲元素，包括資源、場(chǎng)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(guò)對(duì)概念之間關(guān)系的分析，得到概念類圖?；诟拍铑悎D，設(shè)計(jì)了移動(dòng)兒童游戲教育的領(lǐng)域特定語(yǔ)言Kids，利用Xtext定義其語(yǔ)法。采用游戲抽樣分析方法，從邏輯、沖突檢測(cè)、游戲狀態(tài)、反饋和挑戰(zhàn)五個(gè)維度進(jìn)

3、行Kids的能力評(píng)估，表明Kids對(duì)移動(dòng)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(kāi)發(fā)了Kids語(yǔ)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(gè)核心模塊?？梢暬庉嬈髂軌蜃層脩敉ㄟ^(guò)拖拉、填空式以及智能輸入的方式，完成游戲的編寫(xiě)。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(duì)應(yīng)的Android移動(dòng)平臺(tái)的Java代碼，并利用元模板的方式對(duì)代碼生成進(jìn)行優(yōu)化，使得生成的代碼更

4、加簡(jiǎn)潔。
　　最后，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)Kids語(yǔ)言及其編程工具進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)選取三款典型的移動(dòng)兒童教育游戲作為實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，讓最終用戶進(jìn)行游戲軟件編寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分用戶能夠在短時(shí)間內(nèi)成功地采用Kids完成游戲編寫(xiě)，所生成的Java代碼量是Kids腳本的四倍以上，表明Kids語(yǔ)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(dòng)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