随着信息技术的飞速发展，数字化游戏已经成为人们生活中的一个重要组成部分，特别是青少年对于游戏有着强烈的兴趣。但是游戏带来的负面影响，也成为了一个社会问题。随着教育改革的不断深入，如何利用数字化游戏来学习，充分发挥数字化游戏的教育作用，将游戏和学习结合起来，倡导绿色游戏和素质教育，真正实现以人为本的教育，成为当今研究的热点之一。本文在国内外现有研究的基础上，运用文献研究方法和系统分析方法，从自主学习的角度出发，以学习理论和游戏开发的理论视角来研究支持自主学习的数字化教学游戏的有关问题。首先从自主学习的定义、自主学习的特征、自主学习的学习模式等方面对自主学习这一学习方式进行了详细阐述。然后分析数字化游戏的本质和特征，探讨了数字化游戏的类型以及数字化游戏中发生学习的机理和条件，阐述了数字化游戏中蕴涵的学习因素，以及数字化游戏中的学习模式。对基于数字化游戏的学习内涵和特征进行分析，论述了数字化游戏与自主学习的关系，提出基于数字化游戏的自主学习原则、策略、学习过程和模式。在以上分析的基础上，对支持自主学习的数字化教学游戏的基本内涵进行分析，提出了支持自主学习的数字化教学游戏的结构模型和功能模型，以及教学游戏设计的基本原则和设计思路。对游戏设计中自主学习策略的实现、学习内容和游戏的整合策略、游戏设计的基本策略等方面进行分析，并对支持自主学习的数字化游戏的各功能模块进行了研究。根据提出的教学游戏模型，详细论述了小学二年级数学(上册)教学游戏的开发过程。根据该游戏在实际教学中的应用情况的分析调查结果，对基于数字化游戏的学习效果以及该游戏在实际应用中存在的问题进行分析，为下一步的游戏设计和开发提供一定的研究基础。最后对于本研究进行综合分析和总结，提出了本研究下一步需要解决的的问题和及研究设想。