孩子天生爱玩游戏，它不但能给童年带来欢乐、还能培养孩子想象力和思维能力。自从iPAD进入家庭，教育形式也发生了改变，很多孩子从iPAD上学会了唱歌、认字、算术、下棋等。虽然各种教育游戏不断涌现，但是教育性与游戏性紧密结合的专业教育游戏软件还是相对较少，很多学校的课件还停留在Flash动画形式上。本论文的主要目标是通过一个实际的儿童数学启蒙游戏“快乐24点”为例，探讨儿童教育类计算机游戏的设计与实现方法，探索出一个适合广大教师和游戏开发爱好者快速推出优秀教育游戏的一种途径。论文从以下几个方面开展了工作：首先分析国内外教育游戏的理论和实践现状，总结了游戏软件的特点及开发过程，常用的开发技术。结合“快乐24点”，说明教育游戏的一般开发过程：针对学习目标选择游戏的实现策略，细化游戏产品的开发需求，并按照分层设计思想分别对业务逻辑层、用户交互层、网络通信层进行总体设计。结合组件化以及有限状态机技术对Unity3D游戏客户端软件展开详细设计，运用Node.js技术实现后端题库服务，通过Socket.IO进行前后端数据通信，借鉴网易的分布式游戏服务器框架以及ZeroMQ通信技术研究网络服务器之间负载均衡的实现方法。最后展示了示例游戏作品的主要功能界面和测试结果。