宏微結合視角下游戲化學習在中學化學教學中的應用

郭禹希 張陽 王金寶 姜大雨

摘? 要 在化學課堂教學中，通過游戲化學習的方式，運用合理的教學策略，以探究、交互、娛樂的理念設計課堂教學活動，以此激發學生參與學習的積極性，轉變師生教與學方式，提高課堂教學質量。以“鐵及其化合物—鐵的重要化合物”為例，闡述游戲化學習在提升學生“宏觀辨識與微觀探析”素養方面的作用。

關鍵詞 游戲化學習;鐵及其化合物;化學教學;核心素養;虛擬實驗室;宏觀辨識;微觀探析

中圖分類號：G427? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0068-03

0? 前言

近年來，隨著電子游戲技術的不斷成熟，游戲化學習開始備受關注，寓教于樂的觀念也逐漸被大家所接受。簡單地說，游戲化學習就是教育工作者以游戲的形式引導學生學習。而游戲化學習是指將游戲的各種理念融入教學活動中，既可以直接將教學活動設置為游戲，也可以使用多媒體網絡游戲[1]。在此過程中，游戲給學生提供了逼真的情境，讓學生既能“體驗到”，又能“知道”，讓他們自己去發現、分析和解決問題[2]。

1? 游戲化學習在教學中的應用

“宏觀辨識與微觀探析”是《普通高中化學課程標準（2017年版）》中規定的高中化學核心素養之一。學生學習化學的起點是從宏觀辨識開始的，對物質本質的了解是通過微觀辨析進行的，二者相互結合，體現了從微觀分子、原子角度認識物質結構、性質以及物質相互轉化的科學視角[3]。

在教學過程中要始終堅持構建一種由宏觀到微觀的知識體系。將游戲元素應用于新授課中，可以提高學生參與度。而將游戲元素應用于總結中，可以使枯燥的知識變得有趣，便于學生記憶。將游戲融入課堂中的方式主要有兩種。

1.1? 利用多媒體網絡設備

主要是指依托電子設備進行的一種游戲體驗方式。電子游戲具有競爭性、互動性、即時性等特點，并且更加形象生動，有利于學生沉浸在游戲中學習化學知識[4]，易于突破化學難點。教學案例如表1所示。

1.2? 將游戲元素應用到教學中

具體實物內容有卡片、桌游、師生共同制作的教學用具和正式出版并公開發行的游戲[4]。教師也可以將教學活動參照網絡游戲或其他游戲進行再創造后應用到具體的教學中，如表2所示。

2? 游戲化教學鐵的重要化合物案例設計

2.1? 學情分析

學生在之前雖然已經學習過元素化合物知識，但是在鐵及其化合物這部分知識中涉及多價態化合物之間的轉換，比較抽象難懂，對于剛接觸高中化學的學生來說很難理解。在傳統課堂中，教師講、學生聽，學生的參與度很低，而且教師很難直觀地看到學生對知識點的掌握情況。這個時候就可以利用游戲化的方式，不僅可以幫助學生又快又準地消滅知識重難點，而且有助于教師了解學生對知識點的掌握情況，實現對師生教與學方式的轉變。利用NB虛擬實驗室進行實驗，有助于實現學生知識由宏觀到微觀的遷移。

2.2? 教學目標

通過探究FeSO4的性質，能夠類比推理出制備Fe（OH）2的實驗過程;通過學習鐵的重要化合物相關知識，能夠從物質類別以及元素價態的角度建立學習多價態化合物之間轉換的方法，并能自主構建“鐵三角”轉換模型。

2.3? 設計思路

教師在授課過程中先將一部分知識點介紹給學生，然后利用小組討論的方式讓學生自行總結出剩余知識點，接下來利用預先設計好的游戲對學生進行檢測，根據學生掌握程度調節游戲難度，使學生沉浸于其中。要避免學生因知識掌握不全面而產生焦慮情緒，或是因為游戲難度過低而覺得無聊。過程如圖1所示。

2.4? 教學過程

2.4.1? 引出新知? 教師在課前將這節課要講的關于鐵的氧化物的性質、用途及主要來源以文字的形式制作在卡牌上。在講授完這部分內容后，隨機抽取各小組一名學生進行比賽，根據比賽結果建立積分排行榜，以此激勵學生集中注意力學習接下來的內容。

用上述游戲化學習的方式開啟課堂教學，既可以幫助學生快速進入學習狀態，也可以實現輕松高效的課堂學習。利用卡片游戲學習鐵的氧化物的性質、用途及主要來源，不僅促進了師生教與學方式上的轉變，而且大大提高了學生的參與意識。

2.4.2? 實驗探究? 教師設置生活情境，引導學生通過閱讀常見補血藥品的說明書，運用已有知識和分類觀，預測FeSO4化學性質，在小組內討論并設計實驗驗證猜想，然后根據之前小組之間的積分排名依次進行結果匯報，接下來進行Fe（OH）2的制備，實驗如圖2所示。小組內部進行交流討論，統一觀點后寫出Fe（OH）2被空氣中氧氣氧化的化學方程式，最后了解并掌握Fe3+的檢驗方法以及Fe3+的性質，實驗如圖3所示。

在上述教學活動中，學生雖然了解Fe、Fe2+、Fe3+的性質，但是不能建構起系統的知識體系，在設計游戲化教學活動時可以利用NB虛擬實驗室輔助教學。通過NB虛擬實驗室平臺，能夠將微觀的實驗以可視化的形式動態地呈現出來，進而提高學生“宏觀辨識與微觀探析”的素養。

2.4.3? 總結應用? 教師可以逐步引導學生自主構建“鐵三角”之間的轉化關系。在小組內部進行化學撲克游戲，進一步熟悉本節課所學習的內容，選出每個小組的前三名學生進行分組PK。教師提前在希沃白板中設置好“試題較難，答題時間較長”“試題難度中等，答題時間中等”“試題比較簡單，答題時間較短”三組游戲，游戲二維碼如圖4所示。根據組內名次依次進行比拼，然后根據PK結果給小組加分。最后根據本節課的積分排名情況對獲得第一名的小組進行獎勵，既鼓勵了獲勝學生，也激勵了其他學生。

在上述游戲化學習過程中，教師應該密切關注學生動向，時刻提醒學生遵守游戲規則，維持良好的課堂紀律。在此過程中對重點問題進行針對性訓練，可以幫助學生建立起學好化學的信心。適當的獎懲可以給學生帶來驚喜與競爭，使學生更加主動地參與課堂活動。

2.5? 游戲說明

本節課利用希沃白板將游戲融入課堂活動中。表3從游戲名稱、游戲內容、游戲規則、設計意圖四方面對本節課的游戲進行說明。

3? 總結與反思

游戲化學習只是一種輔助教學的手段，并不能代替傳統的課堂教學，只是起到對傳統課堂教學進行有效補充的作用。所以，教師更應該關注學生的身心發展特征，巧妙地利用游戲化學習的方式提高學生學習化學的興趣和課堂效率并促進教學方式的轉變。隨著廣大化學教師不斷鉆研，相信會有更多的技術可以融入化學課堂中。

參考文獻

[1]謝雨，林榮珊，鐘文婷，等.基于化學核心素養提升的游戲化學習研究與應用[J].中國教育技術裝備，2019（9）：55-56，68.

[2]尚俊杰.游戲化學習的價值及未來發展趨勢[J].上海教育，2016（35）：45-47.

[3]張金怡.“宏微結合”視角下《物質結構與性質》模塊的教學實踐：以“氫鍵的形成”為例[J].化學教與學，2020（10）：58-62.

[4]陳博殷，錢揚義，李言萍.游戲化學習的應用與研究述評：基于國內外課堂中的“化學游戲化學習”[J].遠程教育雜志，2017（5）：93-104.