人工智能的科普知識
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人工智能的科普知識范文第1篇
幾年來，我們看到了我們偉大的祖國的科技事業的迅猛發展，這讓我為我是個中國人而感到無比的自豪。記得很久以前，手機的用途幾乎只有一個，那就是打電話，可是前幾年，手機有了很大的改變，不僅外觀漂亮多了，而且用途也多了，可以用手機拍照、開會、上網、發短信息等等一系列的事情，這讓我們的生活更為方便，也讓我更加領會到了科技的力量，不過，我只是個初出茅廬的學生，對“科技”二字的內容還知之有限，我無法用一些很深奧的理論來闡述科技的玄奇，也無法對各位走上工作崗位的長輩們承諾我所能實現的科技藍圖。但我愿意用一個學生的角度來暢想科技與未來。
從基因工程“讓人活到一千歲”的夢想，到納米技術“包你穿衣不用洗”的諾言；從人工智能“送你一只可愛機器狗”的溫馨，到轉基因技術“讓老鼠長出人耳朵”的奇觀。不斷有新的科技在誕生，每一個新科技的發現都會讓人們欣喜若狂，因為，這些新科技正在逐步地改善我們的生活，讓我們更加了解自己。就近期而言，中國首先完成了非典病毒全基因組測序，非典現在是全球公認的危害性最大的疾病，可是為什么別的國家不能首先完成，而我們國家就偏偏完成了呢？很簡單，這說明了我們國家不比別人落后，不比別人差，回頭看看我們祖國的過去，從曾經一個剛剛起步的改革開放的國家到現在的擁有領先的科技水平的大國，我們的祖國經歷了多少的風風雨雨，多少的困難與坎坷，但是我們的祖國還是挺過來了，因為我們的祖國堅信——科技不僅改變命運，還可改變未來。
對于我們這一代人，對社會的普遍感覺是競爭意識強了，學習勁頭足了。科普知識是我們關注的焦點，愛因斯坦、霍金、比爾·蓋茨是我們心目中的明星，計算機科學、現代物理和化學動態更是無時不牽動著我們。我們已經明白科技的重要性，也知道了科技的普遍性。
雖然科技創造新生活的前景引人遐思，令人神往。但是歸根結底是要靠我們共同的努力實現的。作為祖國未來建設的中堅，我們這一代年輕人肩上的擔子的確不輕，新的機遇總是伴著風險與挑戰，但是，我們不會輕易地說放棄，我們用我們的青春向前輩們發誓：決不辜負前輩們對我們的希望。
回望文明的歷程，是科技之光掃蕩了人類歷史上蒙昧的黑暗，是科學之火點燃了人類心靈中的熊熊的希望；科技支撐了文明，科技創造著未來，而未來在我們手中。讓我們成為知識的探索者，讓我們在未知的道路上漫游，讓我用我們的創造力將我們居住的世界變得更美好。
人工智能的科普知識范文第2篇
農業專家系統也可叫農業智能系統,是一個具有大量農業專門知識與經驗的計算機系統。它應用人工智能技術,依據一個或多個農業專家系統提供的特殊領域知識、經驗進行推理和判斷,模擬農業專家就某一復雜農業問題進行決策。典型的專家系統主要由知識獲取工具、知識庫、數據庫、推理機、解釋機、人機交互接口幾部分組成。專家系統的主要特征是有一個巨大的知識庫存儲農業領域知識,而系統的控制級,通常表達成某種推理規則。整個系統的工作是從知識庫出發,通過控制機理,得到所需的結論。即利用計算機來模擬某領域專家或專家群體在解決某些任務時所具有的技能,對各種實際問題給出高水平的解答。對農業生產管理給出決策指導。
2農業專家系統的作用及發展現狀
2.1農業專家系統的作用
我國地域遼闊,氣候多樣,各地生產條件千差萬別,不同作物、不同品種均需要根據當地實際情況,因地制宜地進行管理。要求必須很好地協調處理好高產、優質、高效的關系,最大限度地利用好各種資源,保護生態環境,實現可持續發展。農業專家系統為各種單項農業技術提供先進的集成平臺,將各種農業技術有機結合起來,幫助農民因地制宜地正確使用各項農業技術,實現生產的科學管理。農業生產的復雜性和生態區域性決定了必須有一個健全而龐大的推廣體系。在現代農業經營體制下,建立高效的農業技術推廣體系、加速科技成果轉化,是當前農業科技工作中必須解決的一個重要問題。信息技術可以為推廣體系和廣大推廣人員提供最先進的工具和技術手段,利用其在傳播信息和知識方便、快捷、可大量復制的特點,將大量科技成果迅速傳播到農民手中,實現大范圍的應用,彌補和克服農業科技人員短缺的問題,改變傳統的農業科技推廣模式,從而大大促進農業技術成果轉化和生產的發展,促進當地生產組織方式科學化。隨著農業種植和養殖業結構的調整,優質高效的經濟作物日益受到重視,成為新的投資熱點。農業市場的對外開放(加入WTO),國外大量的新品種、新技術進入國內,同時國內的“名、特、優、新”農產品也不斷出現,迫切需要快速獲取和更新種養信息,適應復雜多變的市場變化,以提高效益。通過先進的信息硬件和軟件技術,對農業產前、產中、產后全過程中的知識、信息進行獲取、處理與應用,幫助農戶根據市場做出科學決策,實現農業生產、管理和經營的科學化,克服盲目性,實現農業增產增收和集約經營。
2.2農業專家系統發展現狀
20世紀70年代末期美國開始研究農業專家系統,最初用于農作物的病蟲害診斷,1978年伊利諾斯大學開發的大豆病蟲害診斷專家系統PLANT/ds是世界上應用最早的專家系統。到80年代中期,研究從單一的病蟲害診斷轉向生產管理、經營決策與分析、生態環境等。例如,日本東京大學建成的西紅柿栽培管理專家咨詢系統就面向生產管理。目前國際上有近百個農業專家系統,廣泛應用于作物生產管理、灌溉、施肥、品種選擇、病蟲害控制、溫室管理、畜禽飼料配方、水土保持、食品加工、財務分析、農業機械選擇等方面,有些系統(如哥倫比亞大學的梯田管理系統)已成為商品進入市場。我國農業專家系統的研究,始于20世紀80年代初期。中國科學院合肥智能機械研究所與安徽省農業科學院土壤肥料研究所合作研制的砂姜黑土小麥專家施肥咨詢系統于1985年10月建成,在安徽省淮北10多個縣得到較大規模的應用。隨后,許多科研院所開展了各種農業專家系統的研究、開發及推廣應用活動,這些專家系統,在基礎研究和應用兩方面推動了我國農業專家系統的發展。在基礎研究方面,也就是面向領域和面向任務的專家系統開發工具,主要是編輯型開發工具和智能型開發工具,如熊范綸等研制的雄風系列、吉林大學的MES、浙江大學的IDEST、中國科學院計算所的VESS、哈爾濱工業大學的專家系統平臺等,同時還開發出自動知識獲取工具。
在應用方面,砂姜黑土小麥施肥專家咨詢系統在我國農業專家系統的應用中是最早的,隨后,施肥專家系統、品種選育專家系統、粘蟲測報專家系統、蠶育種專家系統相繼問世。到目前為止,已廣泛應用的專家系統包括關于糧食作物和經濟作物的栽培技術專家系統、管理專家系統、施肥專家系統、病蟲害防治專家系統、專家咨詢系統、品種選育專家系統、畜牧獸醫專家系統、飼料配方專家系統、農業氣象專家系統以及農業工程、土壤侵蝕、鹽堿地改造等方面的專家系統[1]。如小麥高產技術專家系統,水果果形判別人工神經網絡專家系統,關于規則和圖形的蘋果、梨病蟲害診斷及防治專家系統,農業資源高效利用技術集成專家系統的設計,生態農業投資項目外部效益評估的專家系統,有關作物生長特征的作物栽培專家系統,有關生長模型的小麥管理專家系統[2]。863課題根據我國農業發展的實際需要,從1990年起把農業專家系統等智能化農業信息技術列為重點課題,給予重點支持。為了進一步探索信息技術支撐服務農業大面積推廣應用的經驗,1996-1998年度在北京、云南、安徽、吉林四省市開展了以農業專家系統為核心的“智能化農業信息技術的應用示范工程”,并在示范區內實施[3]。示范區經過2年多的建設,取得了顯著成效,同時探索出了信息技術服務農業的成功經驗和發展模式。總之,農業專家系統觸及農業領域的各個方面,為發展高產、優質、高效農業做出了貢獻。
2.3農業專家系統目前存在的問題
2.3.1農業專家系統的綜合性和實用性問題目前,農業專家系統的研制及應用大多數局限于科研院所及示范基點,農業專家系統的潛在作用遠沒有充分發揮出來。要想充分發揮其作用,必須考慮應用領域特點,按照生態環境、氣象、地理等因素開發適應地區的、針對性和實用性強的農業專家系統。另外,影響農業生產的因素較多,但現在大多數農業專家系統是針對農作物生產的某一側面開發的,缺乏對農作物生產各個階段、各個方面的有機聯系和統籌考慮,因此,只有提高系統的綜合,才能真正地解決農民的實際問題。
2.3.2農業專家系統的對象范圍我國的一些農業專家系統只強調目前應用,缺乏第二次開發所需的專家系統開發工具,使用者無法根據當地實際情況創建知識庫和模型庫,限制了專家系統的進一步應用,有些專家系統雖提供了開發工具,但缺少通用的模板和模型,要求使用者具有一定的計算機基礎技術,縮小了專家系統的應用范圍;另外,一些農業專家系統追求所謂先進性,要求高檔次的硬軟件,也要求使用者具有一定的計算機基礎,很難在農業基層普及,一些農業專家系統與領域知識結合不夠,停留于科普知識介紹,從而表現其先進性和實用性較差。因此,開發與應用并進,增強系統的適用性是非常必要的。
2.3.3專家系統自動獲取及檢驗知識機制問題目前知識庫缺乏自動求成機制,推理方法缺乏誤差分析及預測功能急需解決和提高。
2.3.4專家系統在知識處理方法上過于簡單知識的深加工處理水平低,新方法新技術的融合與聚類等方法少。現代信息技術的發展,提供了很多成熟的信息技術,今后農業專家系統的開發需廣泛吸收這方面的技術,特別是當今的多媒體技術、計算機網絡技術、信息高速公路(互連網)技術等。
2.3.5網絡化、動態化服務問題由于農作物生育期間受氣象、病蟲害等不可控因素的影響,利用現代信息、技術進行信息交流處理,實現網絡化服務十分必要。農業專家系統要解決的是農業生產中的問題,這些問題大多具有四維特性(三維空間+時間),這就要求系統的知識庫、數據庫、模型庫必須是動態的。為此要求其能隨時間的推移不斷更新。而我國目前的農業專家系統多是靜態的,時效性差,實用性不高,因此在農業專家系統建設中必須注意其動態性。綜上所述,在分析我國農業專家系統應用及發展現狀的基礎上,探討其未來發展趨勢是非常必要的。
3綜合智能農業專家系統—精確農業的重要組成部分
3.1精確農業的概念
精確農業是一種戰略思想,是信息和人工智能高新技術在農業中的運用。它為當代農民和將來的農業經營者們提供了一種美好的前景。從技術角度上看,精確農業是將遙感(Remotesense,RS)、地理信息系統(Geographicalinformationsystem,GIS)、全球定位系統(Globalpositioningsystem,GPS)、計算機技術、自動化技術和網絡技術等高科技應用于農業,逐步實現精確化、集約化、信息化的現代控制農業[4],它可根據田間因素的變化,精細準確地調整各種農藝措施(包括土壤和作物管理措施),最大限度地優化各項投入,以獲取最高產量和最大經濟效益,實現最大回報,同時保護農業生態環境,保護土地等農業自然資源。具體而言,精確農業是為了挖掘并謀求種植業和畜牧業利潤最大化,所采取的是精確投入的農業生產管理手段。此概念從另一角度體現了精確農業是要在降低生產成本,最小程度地減少環境污染的情況下,仍然提高糧食、飼料及纖維生產力水平。因此,精確農業是信息技術和農學的集成。
3.2綜合農業技術智能專家系統
以“3S”為技術核心結合快速檢測技術,以數據庫及數據庫技術和數據挖掘技術,作物模擬模型、專家系統技術、多媒體和網絡技術為技術支持的一個綜合性智能專家系統。GPS,即全球定位系統。通過24顆衛星可以給出任意一個地面點的精確度為厘米級的坐標值,從而能精確地確定地物的空間位置。該系統可用于耕地面積的量算和形狀的測量,引導田間定位系統的采集,小區作物產量的計算,以及農業機械定位播種、配方施肥、噴藥、灌溉等。GIS,即地理信息系統。是在計算機硬、軟系統支持下對空間數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它的操作對象是空間數據,即點、線、面、體等地理實體,按統一的地理坐標對這些實體進行編碼后,可實現定位、定性和定量的描述。在農業專家系統中應用GIS,能將各類圖紙(如地形圖、土壤圖、土地適宜性評價圖、作物分布圖,土地利用現狀圖、降水分布圖等)數字化并存儲于計算機,然后根據需要進行疊加在一起,就能知道哪些作物的分布是合適的,哪些是需要進一步調整的。利用GIS還可以生成數字地形模型DTM(Digitalterrainmode),有了DTM,就能清楚地知道地塊中某一點的海拔、坡度、坡向,甚至土層厚度及地下水深度,這些數據是農業專家系統所必需的基礎數據[5]。RS,即遙感技術。它是快速獲取大面積空間信息的主要技術手段,獲得的空間信息是動態的,更新很快,能對動態變化現象進行監測。對遙感圖像進行預處理和分類處理之后,就可以根據圖像的特征,依據地物光譜特性,采用統計概率法、模糊數學法等進行識別,提取有用的信息。
RS技術在農業專家系統中主要用于:
農業資源的調查與監測,如利用微波雷達的穿透能力,透過植被和土壤,獲取耕作層土壤質地和水分含量等信息;
自然災害及病蟲害監測,如借助于RS技術對旱澇災害、水土污染、病蟲害等農業災害進行有效的預測、預報,對災情變化進行動態監測,為制定防災、抗災、救災提供決策信息;
作物種植面積、產量與長勢監測,以及農業環境的檢測和管理。快捷方便的實時檢測技術的結合除結合GPS、GIS、RS技術外,還可以近距離采用快速檢測儀檢測土壤水份、養分含量以及數碼相機獲取近距離照片分析作物群體結構、長勢、病情診斷,達到生產小區內生產管理決策的準確、高效性。
人工智能的科普知識范文第3篇
游戲是自然界中最普遍的活動之一．自古以來，人們學會了在快樂的游戲體驗中不知不覺地掌握本領。因此。從某種意義上說，游戲也是學習活動的一種。在信息時代，數字游戲及相關產業得到了長足的發展。與此同時，嘗試借助數字游戲為載體，以達到開發智力、提高技能、傳授知識、培養正確價值觀等目的的教育游戲也應運而生，其學術研究氣氛也日益濃厚。
二、文獻概況
在維普、萬方及知網數據庫中檢索2Oo0年到2011年題名或關鍵字包含“教育游戲”的論文．可得到千余篇相關度很高的學術文章，涉及的學科涵蓋了計算機、互聯網、教育以及信息管理領域等。從研究目的及內容上看，這些文獻大體從以下幾個方面展開研究：發展綜述、理論探索、設計方法、技術工具、應用實踐以及調查分析等。發展綜述類文獻旨在研究并分析近年來國內教育游戲的總體發展概況，從各個角度綜合地、客觀地看待教育游戲，側面地論證了兩者結合的可行性和重要性：理論研究類文獻主要探討教育游戲的概念和本質，并基于認知主義、建構主義等學習理論和游戲理論，從宏觀上分析學習與游戲之間的關系，試圖找到教育性與游戲性兩者之間的平衡點，其研究涉及到心理學、教育學、社會學、信息學等領域：而設計方法類文獻則從微觀角度人手，對教育游戲具體的設計方法和過程進行研究并建模．研究內容包括如何設計游戲任務，如何調動學習動機，如何增加沉浸感、如何設計知識應用情景、體驗路線以及反饋獎勵機制等：技術工具類文獻主要研究教育游戲開發中的關鍵技術、創作工具或模板，為產品設計提供必要的技術支持：應用實踐類文獻往往以某一領域為例，針對某個學科，研究教育游戲應用方法和意義。或者針對具體的某類受眾，開發教育游戲應用系統，并對其進行評估。除此以外．還有一些文獻則是以調查為主要手段，以某一特殊領域或特殊人群為對象，考察其對教育游戲的需求，或者研究教育游戲在不同受眾群體中的應用效果以及產生的社會效益。從數量比例上看．上述六類不同側重點文獻的所占比例大致為：發展綜述類占12％、理論研究類占28％、設計方法類占27％、技術工具類占3％、應用實踐類占28％，、調查調研類占2％。理論、設計方法和應用實踐是本領域研究的重點。從發表時間來看，大部分文獻集中于2005年到2011年，體現出教育游戲研究在最近幾年呈加速發展趨勢。
三、發展綜述類
綜述類文獻是了解并把握整體研究動態的有力工具。魏婷、李藝等人以國際化的視野梳理了不同學習理論對教育游戲設計思想的影響，并以教育與游戲平衡為主線，介紹了國際主流的平衡化設計思想和結構設計方法。IlJ陽嶸莎等人選取了國內CNKI上1999年到2009年之間218篇教育游戲相關文章。從時間分布、研究內容、研究重點、作者所屬單位和區域上進行了詳細分析，指出了國內相關研究在用戶分析、效果評估方面的不足，并給出了關注國際、立足本土、拓展主題、校企合作等方面的建議。[21綜述類文獻基本都認為2005年左右是教育游戲研究加速的重要時間點，研究重心也逐步從探討教育游戲的價值逐步轉移到設計理論和方法創新上．但截至目前國內依然缺乏廣泛認同和普遍應用的教育游戲設計模型及工具。
四、理論研究類
理論研究類文獻主要從教育游戲的概念和本質出發，歸納其特點，對其進行分類，分析各種學習理論對教育游戲設計的影響，并基于學習理論展開教育與游戲之間辯證關系的探討。對于教育游戲的概念，趙海蘭、祝智庭從狹義和廣義兩個維度給出了定義：“狹義上的教育游戲是指教育性和游戲性整合在一起．在玩游戲的過程中所產生的自然教育效果”；“從廣義上來講教育游戲是指具有教育素材和游戲性因素的所有的教育軟件”。而《中國遠程教育》市場研究室提供的《教育游戲產業研究報告》中，則將其定義為能夠培養游戲使用者的知識、技能、智力、情感、態度、價值觀，并具有一定教育意義的計算機游戲類軟件。[41前者強調了“教育軟件”，后者則落腳在了“計算機游戲類軟件”上。這便引出了關于教育游戲的本質討論，即教育游戲是“游戲化的教育軟件”還是“具有一定教育意義的計算機游戲”?教育性和游戲性哪個更重要?其中，有些研究通過分析教育游戲與普通游戲、教育游戲與教育軟件之間的共同點和不同點．得出了教育游戲的本質并非單純強調教育性重要還是游戲性更重要，而是兩者從形式到內容上的結合。例如．張文蘭等人通過比較游戲與教育各自的不同本質，提出了教育游戲的本質是吸取了教育的外在不獨立性和游戲的內在自由性，即外在的游戲形式和內在的教育內容的結合。[51更有研究者從學習理論和游戲理論人手。探討教育性和游戲性在形式和內容上的高度整合。認為早期的行為主義影響下的教育游戲，主要強調建立基于“刺激一反應”的學習行為，但游戲任務太過簡單．“游戲性”不夠；而基于認知主義和建構主義學習理論的教育游戲，更注重了學習動機的設計．強調了學習者具有主導地位，是知識轉化為能力的主動建構者。這種學習理論下的學習行為與游戲中的體驗行為有著相通之處。雖然不同學者出發點不同，但幾乎所有的研究都強調了教育游戲的基本特征：(1)教育性，即以發展個體為目的，不同于一般游戲的“休閑娛樂”目的；(2)以游戲作為表現形式．區別于普通教育軟件或平臺中知識的直白、單一的表示；(3)軟件系統，即限定了概念的本質為軟件系統．而非其他日常游戲活動。此外，趙海蘭等人還分別從內容、受眾等方面，對教育游戲進行分類。就內容而言，有以“課程學習”為內容的教育游戲。也有為“專門知識或技能培訓”而開發的游戲；從游戲對象角度來看，教育游戲又可分為兒童、青少年、一般人和特殊群體類。[3]這些分類的研究對教育游戲的設計提出了不同的要求。
五、設計及建構方法類
近年來教育游戲的系統設計及構建方法方面的文章大量涌現，關注的是微觀上各個設計環節中的細節問題，而“游戲性”和“教育性”的平衡點問題最終也體現在這些細節的設計上，包括：游戲主題設計、游戲場景設計、游戲任務設計、游戲規則設計、關卡設計、參與者角色設計和情感設計等等。這些常見于一般游戲的元素，如何植入知識，并且不失原來的游戲味道是大家研究的重點。魏婷從Amory等人的游戲對象模型GOM(GameObjectMode1)tn出發，探討了教育游戲設計過程中如何解決游戲性和教育性平衡問題。GOM模型包含九大對象，并分屬于游戲空間、視覺空間、要素空間、人物空問、問題空間五個空間。每個對象都有相應的抽象屬性和具體屬性．可以借此來理解和處理教育游戲中的娛樂性和教育性的平衡關系。設計過程中運用抽象屬性來體現教育性．開發過程中，基于具體屬性來實現游戲性。這種GOM的設計充分體現了建構主義學習理論中的情境學習、合作學習以及挑戰策略三個方面的內容．因此為教育游戲的設計提供了思路：學習目標與故事情節的融合。活動與場景的統一，故事情節與任務難題的聯結。李彤彤等人從本能層、行為層和反思層三個層面提出了教育游戲設計模型的情感化設計，[9]即“人的情感賦予教育游戲的設計過程中，同時給學習者帶來積極的情感體驗”。作者認為游戲界面設計精美，給人很好的視覺享受是本能層的目標：通過學習者的努力獲得游戲的成功而伴隨的“成就感”和“愉悅感”是行為層的情感目標：而反思層則是“在用戶內心產生的更深度的情感、意識、理解、個人經歷、文化背景等種種交織在一起所造成的影響。這是一種被提升的、復雜的情感”。因此．一個優秀的教育游戲一定在教授知識的同時也應賦予一定的情感因素，傳遞給人積極向上的情感體驗。情感設計包含教學的情感設計和游戲環境設計的情感化。即將枯燥的知識賦予一定的情感，游戲界面情感化，游戲任務情感化、交互情感化等。宋敏珠等人通過分析學習動機、流體驗、有效學習環境和教育游戲之間的內在聯系，構建了一個以創設有效學習環境為取向．通過流體驗激發學習動機的“EFM教育游戲設計模型”。㈣馬穎峰等人針對教育游戲設計中沉浸感缺失問題。以非常流行的開心網為例，從社會、認知和情感三方面對沉浸感進行了深入分析，探討了如何增強教育游戲沉浸感的途徑。李敏從教學設計的角度建議：游戲任務的設計要“明確”、“靈活”、“形式多樣”、“具有創新性與娛樂性”、“要有獎勵”等特點。這與普通教學軟件中單純以得分多少作為學習任務區別很大。她還提出游戲規則要使學習者具有很強的自主支配感，不受很大約束，能發揮自身的創造力和想象力。02]湯躍明、張玲通過幾個實例，提出了“把模擬轉換成模擬游戲”、“爭奪的活動空間”、“在模擬的環境中運用信息解決復雜問題”、“在模擬世界里提供機會和結果”、“區分角色并對專家進行分類”、“利用分工與合作制定計劃并完成任務”等教育游戲設計策略。作者還提出，逐漸提高復雜度、增加界面的友好、增加分工協作機制等都是設計環節中可借鑒的經驗。[131值得注意的是。目前依然缺乏清晰、完整的設計理論體系，也不存在成熟的開發框架來全面指導教育游戲的設計和開發。
六、關鍵技術與工具類
目前，游戲的開發多采用游戲引擎來完成。游戲引擎是指一些已編寫好的、可編輯游戲的工具系統及一些交互式實時圖形程序的核心組件。玩家所體驗到的故事情節、場景、交互操作、關卡、音樂、特效等內容都是由游戲的引擎直接控制的。游戲引擎一般由多個驥子系統組成，包括渲染、場景管理、人工智能、粒子系統、音效、輸入輸出等。不同文獻探討或研究的技術方案并不相同，比較常見的用來開發教育游戲的引擎或軟件工具平臺包括：美國MarkOvermars公司推出的GameMaker、日本Enterbrain公司開發角色扮演類游戲制作工具RPGMaker等，這類工具易用性強．非常適合不熟悉游戲底層開發技術的教育人士使用：FLASH提供了ActionScript腳本語言和強大的交互功能，也非常適合制作小型的教育游戲：Torque3D、Unity3D、Virtools、BigWorld、Unreal等商業游戲引擎的價格從幾百美元到百萬美元級別，適合具有一定技術背景的團隊使用；DirectX、OpenGL以及O—GRE(Object—OrientedGraphicsRenderingEngine)+CEGUI(CrazyEddie’SGUISystem)+RakNet+OpenAL的組合等API和底層組件能夠提供最大的靈活性．但開發難度和技術要求也最高，適合技術實力強的團隊。另外．李卓群等人嘗試以游戲引擎技術為核心設計了教育游戲軟件開發平臺，在情境創設及變換、角色動畫、教學功能交互組件等部分模塊上進行了功能創新。為了顯示不同形式的教學內容，系統專門設計了適合情境教學的GUI按鈕和編輯框。同時，為了實現游戲對學生的實時反饋以及學生之間的信息交互，系統采取UDP數據包傳送方式來加快服務器與客戶端之間的通信速度，并且通過客戶端預言來解決UDP快速響應游戲方式下的數據包的丟失和亂序問題。㈣為了便于農業領域中教育游戲的開發，一種基于游戲引擎的、面向農民科技培訓的三維可視化平臺提供了兩種模式：游戲模式和編輯模式。其中編輯模式可完成游戲任務編輯、場景地圖編輯以及相關知識點編輯，以幫助農業專家進行虛擬農業模型參數的設置。平臺采取四層架構：表現層、控制層、邏輯層、持久層，可實現科學知識與游戲邏輯的分離，增強了其知識的可復用性以及游戲系統的可擴展性。[151
七、應用實踐類
眾多文獻作者針對某個領域的教育游戲的設計和開發實踐進行了描述和總結。從教育對象看，有一些游戲旨在開發嬰幼兒智力，例如：“走迷宮”游戲提供了一個迷宮場景，起點和終點是固定的。游戲中，幼兒可以反復體驗“上”、“下”、“左”、“右”的感覺，訓練幼兒對于方向的感覺．并且能夠認識到達目的可以有多種途徑。整個游戲采取卡通風格，親近兒童，同時場景具有一定隨機性，具有很強的游戲性。[161還有一些教育游戲用于配合學校課堂教學，幫助理解抽象知識并掌握技能。例如南天門公司研發的“幻境游學”游戲化英語學習產品，按難易分為五級，分別為對應小學、初中、高中、大學四級、大學六級英語學習。再如“E代學堂”提供小學至初中(1～8年級)的英語、語文、數學同步教學內容．所有的知識點均以益智游戲的形式展現出來。071有相當數量的教育游戲應用于宣傳科普知識。提高普通公眾的科學素養。例如以消防知識為主要內容，基于游戲引擎開發的“消防游戲”，利用虛擬現實技術再現真實的火災情景，直觀地傳遞消防知識。再如，面向青少年，針對戶外、室內常遇意外事故(包括骨折、溺水、凍傷、燙傷等)開發的基于角色扮演的“安全急救知識”教育游戲．用于培養學生靈活運用急救知識解決突發事件的能力，幫助青少年積累急救經驗，培養關心他人、克服困難、團結友愛的優秀品質并樹立珍惜生命的信念。另外，教育游戲逼真的畫面、真實的沉浸感以及虛構的故事情節也為很多專業領域中的被培訓者提供了知識學習和特殊技能培訓的應用情境。“臨床護理實習”是一款以豐富的臨床護理模擬案例為基礎．培訓臨床護理專業學生掌握實際操作中的關鍵步驟的角色扮演游戲。游戲提供了醫患交流的虛擬情境，鍛煉學生與醫護、病人的溝通能力、臨床應急能力、臨床思維能力、團隊協作能力。周昌能等人針對煤礦事故救援環境高危、救護隊員訓練不足、心理素質不過硬等問題，基于情感驅動的受訓玩家個性化建模而研發的煤礦事故救援訓練游戲．被用于訓練救護人員的實操能力。受訓者還在游戲過程中能得到情感以及心理脫敏訓練，提高其心理素質，塑造其堅韌、冷峻的性格品質。
八、調查與社會效益類
調研類文獻主要從各種群體對教育游戲需求出發，驗證教育游戲發展的可行性和必要性。例如調查中小學生及其家長對游戲以及教育游戲的態度．得出大多數調查對象對教育游戲及其產生的效果持肯定態度；[221再如《高校公共政治理論課教育游戲的需求調查和分析》中指出，高校學生對于高校公共政治理論課與游戲相結合是持支持態度的。除此以外，也有一些文獻專門研究教育游戲產生的社會效益．結果表明教育游戲不但產生了正面的社會效益．也為很多企業帶來很可觀的經濟效益。《教育游戲產業研究報告》一文通過教育游戲的市場前景分析和預測、國內教育游戲企業分析、教育游戲產品分析、教育游戲用戶特征等的全面分析，得目前國內教育游戲產業雖然處于起步階段，市場定位、產品研發、市場推廣、產品銷售等諸多環節還沒有形成完整的產業價值鏈，但是教育游戲以其獨有的特點，具有廣闊的市場空間。
九、幾點思考
盡管教育游戲的研究在近幾年取得了大量的成果，并廣泛應用于各個學科領域，大量的教育游戲應用軟件也層出不窮，發揮著前所未有的強大作用。但是，教育游戲的發展仍然存在著很多不足，值得我們去思考：
(一)缺乏成熟的理論體系作為指導大多數研究普遍認同建構主義和情境主義學習理論是教育游戲設計的理論基礎。但是如何完美結合學習理論和游戲理論。如何基于游戲任務來驅動引導學習者的認知過程．目前還沒有公認的非常成熟的理論體系。
(二)尚未出現規范的設計模板和建模語言對于設計中最為關鍵的“教育性”和“游戲性”的平衡問題，一直是大家探討的焦點和有待于解決的核心。對此，很多學者立足于某個領域，或某類受眾人群，通過實例系統的研發，提出了一些解決方案，但教學內容的設計者和游戲策劃者之間的交集畢竟很少．能夠真正開發出既具有教育意義、涵蓋豐富合理的教學內容，又不失逼真的情境，同時還具有很強的可玩性的優秀教育游戲產品可謂鳳毛麟角。在設計方面．目前尚未出現規范的設計模板或建模語言．能夠指導上述兩項工作之間的完美結合。
