游戲化教學在高中化學中的應用*
——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的教學為例

劉志平 董 帥， 石登玲，3 湯希雁** 玉春勤

（1.南寧師范大學化學與材料學院 廣西 南寧 530001；2.南寧沛鴻民族中學 廣西 南寧 530021；3.南寧市第十五中學 廣西 南寧 530003）

一、教學背景分析

2018年《中國教育游戲發展報告》提出：在教學中使用游戲化教學能夠改善學生學習動機不足的現狀。［1］《普通高中化學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱“新課標”）在基本理念中提出：高中化學課程以進一步提升學生的核心素養為宗旨，激發學生學習化學的興趣，促進學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。［2］

新課標要求，教學內容應結合真實情境中的應用實例和實驗探究進行授課，旨在讓學生了解這些物質在生產、生活中的應用。教師應發揮對學生學習的指導作用，緊密聯系生產和生活實際創設豐富的真實問題情境，采用多樣化的教學方式。游戲化教學擁有良好的教學反饋機制，［3］能夠通過獎勵的設置以及活躍的課堂氛圍來進行教學評價，使學生在游戲化的學習環境中完成學習、討論、設計、評價等任務，充分發揮學生的主體作用。

下面以“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的教學為例，探究游戲化對教學的促進作用。

二、教學目標與評價目標

1.教學目標

（1）結合真實情境中的應用實例，通過實驗探究了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的主要性質以及其在生產、生活中的應用。（2）在游戲中，對碳酸鈉、碳酸氫鈉性質進行探究，培養學生的證據意識，基于證據對物質的變化提出可能的假設，提高認知水平。

2.評價目標

（1）通過對碳酸鈉和碳酸氫鈉實驗探究方案的探討與交流，診斷并發展學生探究物質性質的水平和認識物質的水平。（2）通過碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的差異性，診斷并發展學生對碳酸鈉和碳酸氫鈉本質的認識進階和認識思路的結構化水平。（3）通過在教學環節中游戲情境與游戲內容的創設，診斷并發展學生在游戲環節中的合作水平及對化學價值的認識水平。

三、游戲的準備與設置

1.課前準備

合作學習：提前將學生分好小組，每一列為一組。

獎勵規則：本節課中每個小組中成員在進行游戲活動時，小組都會獲得積分，小組成員也將獲得相等分數。積分可用于抽獎，每2積分抽取一次，獎勵物品包括：表揚卡（65%）、零食（15%）、學習用品（15%）、消除卡（免寫一次作業，概率4%）、心愿卡（概率1%）等。

課前準備：所需要的實驗儀器、飲料。

2.游戲化教學流程

“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的游戲化教學流程見圖1。

四、教學過程

1.走進“二蘇”

【課題引入】碳酸鈉和碳酸氫鈉是化學中的一對“蘇式兄弟”，我們今天將要采用游戲的形式來學習“二蘇”的相關性質。今天的課堂中，每個環節都可以獲得積分，積分能夠抽獎獲得你們想要的東西。

展示用碳酸鈉和碳酸氫鈉制作饅頭的圖片，請同學們觀察，用碳酸鈉和碳酸氫鈉制備的饅頭有什么不同？

【“頭腦風暴”游戲】同學各抒己見，闡述不同原因，闡述合理的同學所在的小組積1分。

【教師】今天我們一起探討為什么用碳酸鈉和碳酸氫鈉制作出來的饅頭不同。回答原因合理的同學所在的小組可以積得1分。

【學生1】碳酸鈉與面粉發生了化學反應，使面粉成分發生改變但不會蓬松。

【學生2】碳酸氫鈉與其他物質發生了化學反應產生了氣體，使饅頭變蓬松。

【學生3】碳酸氫鈉本身受熱會分解，產生無毒的氣體，使得饅頭變得疏松多孔。

【教師】接下來我們一起通過幾組游戲來認識“二蘇”，通過下面的一系列競賽游戲，比拼我們對它們化學性質的了解（見圖2）。

圖2 競賽游戲

【設計意圖】從生活入手，將化學與生活緊密相連。引入頭腦風暴游戲，讓學生暢所欲言，討論“蘇式兄弟”。設計并開展游戲化教學活動。

2.認識“二蘇”

【“知識碎片刮刮樂”游戲規則】每個小組派出代表進行“刮刮樂”，“刮刮樂”卡片上分別寫上“碳酸鈉”“碳酸氫鈉”“溶解性”“堿性”“＞”“＜”“謝謝參與”“一顆糖”的字樣，學生通過競賽環節一、環節二將刮出來的卡片進行組合。其中抽到“一顆糖”字樣的小組直接積2分，“謝謝參與”字樣積0分，其它字樣在組合正確后積1分。

【競賽環節一】

分別取0.5 g 碳酸鈉、碳酸氫鈉固體，滴幾滴水感受溫度變化，繼續加入5 mL 25℃左右的溫水振蕩。觀察溶解程度。

【競賽環節二】

完成競賽環節一后，向兩支試管中分別滴入2 滴酚酞溶液，觀察溶液顏色的變化。

【教師】請同學們利用刮出來的字樣進行知識碎片的組合。經過這兩個競賽環節我們觀察到了什么現象？得出了什么結論？

【學生】我們在競賽一中發現，碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉的溶解度。滴入酚酞后碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液都變紅了，但是碳酸鈉溶液的紅色更深，說明碳酸鈉的堿性要大于碳酸氫鈉。

【競賽環節三】

【“飲料反應知多少”游戲規則】提前讓學生準備好飲料，對不同飲料的酸度進行比較。在不同飲料中添加碳酸鈉、碳酸氫鈉，觀察反應結果。能夠根據游戲效果提出自己正確觀點的同學所在小組積1分。

【教師】接下來的游戲活動中，要借助大家都喜歡喝的飲料進行。請每個小組派出一名代表進行下面的實驗。

【學生】準備的飲料有：果粒橙、可口可樂、綠茶、元氣森林、蘋果醋、脈動飲料、紅牛飲料、奶茶。

【教師】首先，我們檢驗它們的酸、堿性（見圖3），檢驗酸、堿性后，將碳酸鈉和碳酸氫鈉與飲料進行混合，觀察是否產生了氣體，產生氣體速率的快慢。能夠得出正確結論的小組積1分。

圖3 不同飲料pH對比

【學生】碳酸鈉和碳酸氫鈉都會與酸性飲料發生反應產生氣體，與堿性飲料不產生氣體。

【教師】這是因為碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸性飲料中的H+發生了反應，但是碳酸氫鈉產生的氣體更快更多，這說明碳酸氫鈉與酸反應的速率要比碳酸鈉快。

【競賽環節四】

【“探究設計我能行”游戲規則】根據教師所提供的實驗儀器，學生進行組裝，闡述組裝的理由并進行實驗探究。實驗完成度最高的學生所在的兩個小組各積1分。

【教師】這里準備了一些實驗儀器，請同學們自由發揮組裝儀器，探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性，完成實驗，完成度最高的兩個小組各積1分。

【學生】對實驗裝置進行組裝設計，完成實驗設計（見圖4）。

圖4 學生的實驗設計

【教師】我們發現碳酸鈉受熱后沒有變化，而碳酸氫鈉受熱后產生了氣體，通過實驗可以知道氣體是二氧化碳。因此，蒸饅頭時我們通常選用的是小蘇打，在干粉滅火器中同樣也含有碳酸氫鈉。

【設計意圖】開展“競賽活動”，學生通過四個項目的游戲比賽為小組獲得積分，激發學生在游戲體驗中的“好奇心”與“好勝心”。實驗環節從宏觀的實驗現象，進展到微觀的本質，體現宏觀辨識與微觀探析的核心素養，通過游戲的方式讓學生體驗化學實驗的魅力，培養學生科學探究與創新意識的核心素養。

3.辨別“二蘇”

按下列環節進行辨別“二蘇”的教學（見圖5）。

圖5 辨別“二蘇”的游戲環節

【“一站到底知識搶答”游戲規則】小組代表抽取參賽資格，本輪游戲將有兩個小組進行對決。游戲在兩個小組間進行，拋出一系列的問題進行提問，小組內的成員按照座位前后順序與另一小組相同位置的同學進行搶答，每一題搶先答對的小組積1分。

【問題設計】碳酸鈉和碳酸氫鈉的俗名、碳酸鈉和碳酸氫鈉的顏色狀態、碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度、酸堿性比較、碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應的現象、碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應的方程式、碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性、碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途。

【教師】拋出以上問題，讓學生進行搶答。

【學生】搶答問題，獲得積分。

【“火眼金睛辨別能手”游戲規則】未參加上面游戲環節的其余兩個小組代表抽簽參賽資格，本輪游戲由兩個小組進行對決。存放碳酸鈉和碳酸氫鈉的試劑瓶沒有貼標簽，同學利用所學知識進行辨別并貼上標簽，兩個小組間進行搶答，按照座位前后順序與另一小組相同位置的同學進行搶答，搶先答對則小組積1 分。

【教師】我這里有兩瓶試劑，已知是碳酸鈉和碳酸氫鈉，現在請同學們發揮自己的聰明才智，來給它們貼上標簽。

【學生】通過溶解度大小的實驗、堿性強弱的檢驗、與酸反應速率的快慢、熱穩定性的實驗來辨別碳酸鈉與碳酸氫鈉，然后貼上標簽。

【設計意圖】通過游戲教學，營造緊張刺激的模擬場景，輕松愉悅的學習環境，引導學生在游戲中鞏固本節課知識，構建碳酸鈉和碳酸氫鈉的知識體系。

4.統計積分，布置作業

【師生】統計積分，課后進行抽獎（見圖6）。

圖6 統計積分布置作業

布置作業：用廚房用品配制出碳酸鈉溶液，清洗桃子，拍照并觀察清洗前后桃子表面顏色的不同，［4］搜集資料找出原因（桃子富含花青素，pH變化會使得花青素顏色發生變化，如遇堿性會變藍，隨著堿性增強會變為墨綠色［5］）。

【設計意圖】將本節課的積分情況進行統計，公布結果，并在課后組織積分抽獎，完善獎勵機制。將興趣實驗作為作業布置，讓學生探究討論化學在生活中的應用，貼近學生生活實際。

五、總結

1.游戲化教學能夠培養和提升學生間的合作能力

在游戲化教學中，能夠通過生生互動合作進行問題的解決，在合作的過程中明顯感受到學生之間思維的碰撞，達到合作能力的提升以及知識獲取的預期目標。

2.讓學生喜歡化學學科，減少學生對化學學習的倦怠

在游戲化的學習中，學生能充分發揮主觀能動性，提升自我效能，使得學生對化學學習的倦怠有所減少，從而達到提升興趣的預期目標。

3.激發并提高學生的學習能力

游戲化教學在實施過程中，學生能夠主動進行知識的獲取，通過參與游戲教學環節，整體提升了參與度，隨著游戲的進行逐步提升學生對化學的情感，從而達到激發并提升學生學習能力的預期目標。

4.“寓教于樂”，在“樂中學”，于“樂中悟”

在游戲化教學的實施中，課堂氣氛輕松愉悅，學習氛圍開心快樂，在課堂中營造了一種良好的學習環境，能夠讓學生在“樂中學”，充分感悟化學的魅力，達到“樂中悟”，體現了游戲化教學“寓教于樂”的核心思想。