在设计教育游戏之前，我们首先需要了解教育游戏是由哪些设计元素组成的。在传统的计算机游戏理论中，游戏元素划分为力学、动力学和美学等几种理论类型。其中，力学理论定义了游戏(作为系统)将特定输入转换为特定输出的方式；动力学理论指导玩家和游戏机制在游戏过程中如何交互；美学理论促使游戏的力学和动力学与游戏设计者的艺术性相互作用，产生文化和情感结合的方式。在参考力学、动力学和美学游戏元素理论基础上，我们将游戏化学习理念下海洋科普教育游戏划分为游戏机制、游戏故事、游戏美感和游戏技术等游戏设计元素。

(一)海洋科普教育游戏机制

在游戏化学习理念下设计海洋科普教育游戏机制，我们将游戏目标与海洋科普教育学习目标相结合，定义游戏相关“玩法”规则和程序。例如，在“认识中国南沙群岛”海洋科普教育游戏中，帮助“玩家”(学习者)一起来学习中国南沙群岛方面的知识。南沙群岛地处我国南海南部，是我国岛屿众多的海域之一，由各种岛、滩、礁、沙洲和暗沙组成，景色优美和充满魅力，能引起学习者的兴趣。在游戏中，我们构建岛屿的概念、海岛划分类型和岛屿名称等学习知识，让学习者在“玩”的过程中掌握海岛按成因、物质组成和物质组成划分几种类型的知识。“认识中国南沙群岛”游戏在定义海岛游戏“玩法”规则时，看哪些“玩家”(学习者)能又快又准地将大陆岛、珊瑚岛、冲积岛、海洋岛、沙泥岛群岛、基岩岛和列岛等海岛类型识别出来，从而让“玩家”(学习者)进一步认识中国南沙群岛的岛屿，以普及中国南沙群岛知识。

以“中国南沙群岛”作为游戏背景，学习者通过学习《联合国海洋法公约》相关规定，掌握“海岛是确定领海基线的重要依据，也是划分领海、专属经济区和大陆架的重要基点”等知识点。南沙群岛地处太平洋和印度洋之间的国际航道要冲，在国家海洋权益中的作用十分重要。在海洋科普教育游戏中，我们通过将游戏的目标与海洋科普教育的学习目标相结合，合理设计好海洋科普教育游戏机制，充分认识南沙群岛的历史、自然和人文等原始信息及其内涵，促进海洋文化和海洋意识传播，普及海洋知识、宣传海洋文化和加强“玩家”海洋意识。

围绕海洋科普教育游戏机制的设计，我们可以使用以下学习激励机制:学习点数、学习徽章、游戏级别、游戏进度条、游戏排行榜和游戏虚拟货币，来吸引和激励学习者来学习。其中，学习点数是游戏管理量化学习者在游戏中的获取和花费；根据收到的积分和徽章，学习者在排行榜上的排名反映他们与其他用户相比的表现；游戏级别显示学习者的专业知识；进度条显示学习者在游戏中的位置；虚拟货币用于购买游戏内虚拟商品(如武器装备)。游戏奖励机制反馈明显，更能吸引和激励学习者。

(二)海洋科普教育游戏故事

教育游戏设计的重要目标之一就是把游戏的“故事”设计好，吸引学习者积极参与到游戏中。游戏的“故事”就是游戏的情节，是根据游戏设计逐一展开的系列事件。游戏的“故事”可以是线性的、非线性的、脚本预定的或分支的结构方式。在游戏化学习理念下设计海洋科普教育游戏，我们可以采用基于“沙盒游戏”的故事模式。“沙盒游戏”具有自由度高的特点，没有设置固定的剧情和任务目标，各种游戏任务也是非线性的，任务玩法就是游戏中“玩家”做自己感兴趣的事情。

教育游戏中的“故事”设计除了要求能吸引住“玩家”，还需要加入各种学习知识等教育元素。在游戏化学习理念下设计海洋科普教育游戏“海洋世界”的故事时，在故事中可以加入“寻宝藏”“海底探险”和“打鱼怪”等具冒险特性的情节。在“寻宝藏”情节方面，故事设置海底沉船和海底遗迹等探索环节，让“玩家”自由发掘和探索海洋宝藏，也可以与同伴“玩家”一起组队合作；在“海底探险”情节方面，故事创建海洋水下洞穴和海中峡谷等游戏场景，“玩家”可以通过游戏装备(驾驶潜水艇或身穿潜水衣)进入海洋的深处进行探险和寻宝，游戏场景布置各种鱼类、虾类、贝类、海草、海带等多海洋环境，让“玩家”在“玩”中学习到不同群系海洋生物和海洋植物的基础知识，感受和探索神奇的海洋世界；在“寻宝藏”和“海底探险”两个情节中，可把“打鱼怪”情节穿插进来，“玩家”会受到不同级别鱼怪(例如可怕的章鱼、凶狠的鲨鱼)的攻击，为了保护“生命”安全，“玩家”需要学习相关海洋知识，获得游戏机制中的“虚拟货币”来购买各种不同级别武器装备(例如鱼叉、鱼雷)，也可以与不同伙伴“玩家”一起合作对抗鱼怪，激发“玩家”的社交兴趣，这也是游戏“故事”重要的设计环节。(www.daowen.com)

(三)海洋科普教育游戏美感

游戏美感是游戏中“玩家”视觉、听觉、嗅觉、味觉和感觉的综合良好体验。游戏美感是教育游戏设计中极其重要的一个元素，因为和“玩家”的良好体验有着最直接的关联。高质量的屏幕设计、色彩、动作和动画等视觉元素或教育游戏环境中的音频直接影响学习者的情绪，并影响他们在教育游戏环境中学习过程中的行为投入。

海洋游戏主题具有丰富的游戏美感设计元素。在海洋科普教育游戏中，“玩家”置身于神奇海洋世界中，视觉美感可以来自蔚蓝的大海、五彩斑斓的珊瑚、形状各异的小丑鱼和多姿多彩的水母等视觉场景；听觉美感可以来自海浪拍打海岸的响声、海洋动物欢快的叫唤声和神奇动物的歌唱声等音频场景；清爽凉快的海风夹带着海岛的椰子味觉，海水漫过沙滩留下细细的痕迹，让“玩家”体验和沉浸在海洋世界的魅力中，让游戏变得更加有趣好玩。

海洋科普教育游戏美感设计源自各种各样的海洋特性，除了有海草、海带、珊瑚等单元，结合气泡柱和水物理波纹等特效，海洋表面的颜色能随着温度而发生变化，场景元素更加贴合现实世界，让游戏美感体验更上一层楼。在海洋科普教育游戏美感设计中，我们将动画与音乐结合，看动画——活灵活现的海洋生物动画角色，听声音——丰富多样化的海洋生物声音特征和有声介绍，丰富海洋知识视觉、听觉效果，满足“玩家”的良好学习体验，提高“玩家”在教育游戏环境中学习行为的投入，走进神秘的海洋世界，探索未知的海洋知识。

(四)海洋科普教育游戏技术

技术是实现教育游戏可行性的重要方式。在海洋科普教育游戏设计工作中，通过技术实现游戏目标与海洋科普教育学习目标相结合的游戏机制、穿插闯关的海洋游戏故事情节、具有美感的海洋游戏角色和海洋游戏背景，最终形成一个技术产品(游戏程序)。

游戏化学习理念下海洋科普教育游戏技术遵循理论与实验相结合的原则，将整个游戏技术开发周期划分为游戏技术计划、游戏技术可行性研究、游戏技术需求分析、游戏技术总体设计、游戏脚本设计、3D 游戏角色构建、虚拟交互集成、游戏界面开发、游戏程序编码、游戏测试和游戏技术评价等关键环节。这些关键技术环节在游戏技术开发过程中自顶向下、相互衔接和相互制约。根据计算机软件工程指导思想，海洋科普教育游戏关键技术环节要符合相关技术开发规范。