化學桌游的設計與應用

陳瀅潔 鄭柳萍

摘要： 設計并實踐了一款能結合常規化學作業的桌面游戲，介紹了游戲的道具、基本規則和三種游戲模式，通過過程性觀察、問卷數據處理與師生的訪談分析對該桌面游戲進行了評析，豐富了游戲化學習的相關內容。同時提出了兩種實施渠道，三點實施建議，旨在讓更多的教師將教育游戲應用到教學中去。

關鍵詞： 教育游戲； 化學作業； 桌面游戲

文章編號： 1005-6629（2023）03-0028-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1? 化學桌面游戲設計的緣起

《義務教育化學課程標準（2022年版）》中的課程實施教學建議中提出應有效促進學習方式轉變［1］。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》建議加強校內校外化學教學資源的開發與利用［2］。即在教學中，注重運用多樣化的教學方式，引導學生用多樣化方式解決問題。將化學學習游戲化，正是一種“創中學”，可以讓學生學到化學知識，也可以達到發展化學學科核心素養的目的。而將桌面游戲融入化學作業，可以減輕學生對作業的抵觸情緒，也符合教育部提出的“雙減”政策要求，提高作業設計質量［3］，實現“增效減負”。2021年2月1日，教育部辦公廳發布《關于加強中小學生手機管理工作的通知》，“通知”中提到應加強作業管理，不得用手機布置作業或要求學生利用手機完成作業［4］。但在查找教育游戲的過程中，會看到許多優秀的教育游戲是以電子設備為載體，與教育部要求相違背，而桌面游戲就能夠解決這樣的問題。

“桌面游戲”，簡稱“桌游”，它是針對如棋局游戲、版圖游戲、角色扮演游戲、卡牌游戲以及其他在桌面上或者任一平面上就可開展的游戲的泛稱。同理，“化學桌面游戲”簡稱“化學桌游”，即將化學元素與桌面游戲進行融合產生的一種具有教育意義的游戲。

國內化學桌游有錢揚義［5］等人針對化學用語設計的“520化學撲克牌”，陳瀅潔、鄭柳萍［6］針對原子的結構設計彈走“原子核”的版圖類桌游等;國外化學桌游有CHEMTrans［7］——一款適合化學學科核心素養水平相對較高的高中生記憶化學方程式的飛行國際象棋游戲，Chemical Battleship［8］——一款能讓學生熟悉元素周期表及其包含的信息以及實驗室玻璃器皿的化學版本經典棋盤游戲戰艦等。查閱國內外相關文獻時發現，一是多數化學桌游都只是針對部分化學知識進行設計，范圍限定；二是所設計的化學桌游不能將常規的化學作業與游戲進行結合，無法達到資源利用的最大化；三是國內的設計者更多是將游戲對象集中于化學初學者，但國外化學桌游的適用范圍更廣，擴大到小學至大學學段，甚至高中的占比是最高的，說明了化學桌游不只對一類受眾。基于以上分析，本文希望能夠設計出一款知識范圍廣且能夠結合常規化學作業的化學桌游。

2? 化學桌游的設計

2.1? 設計思路

桌游設計參考了凱文·韋巴赫的游戲元素分類［9］，先針對教學目標進行原始桌游的篩選，然后在其基礎上結合化學學習的特點進行游戲元素補充：一是組件元素，對徽章、排行榜等原始的游戲道具進行選擇與再創，創造出具有化學學科特點的道具；二是機制元素，設置任務種類、充滿隨機性的機會、反饋形式、如何交易等具體規則；三是動力元素，考慮到適合學生的驅動力，如情感維度的好奇心、競爭力、挫折、幸福感，關系維度的社會互動產生的友情及利他等感情。通過這一階段的游戲策劃，形成初始形態的化學桌面游戲。

在游戲基本成型時將進行游戲試玩，通過教師和不同類型的學生的試玩反饋，對游戲進行改良。

2.2? 設計過程

作業在化學課程教學中是不可或缺的，但在實際操作過程中，不少學生對作業有所抵觸。因此，本研究根據“自主、自覺、自律地完成化學作業”這一教學目標，進行化學桌游設計。

根據所確立的目標，選擇原始桌游時考慮到化學課后作業之多與雜，將是否有原始桌游能容納不同課題的化學課后作業為篩選條件之一；原始桌游的難易程度應適中為篩選條件之二；篩選條件之三為原始桌游需具有一定的靈活性，包括規則、內容與化學元素的能否加入。

下面將從游戲基本規則、游戲道具和游戲模式三個方面介紹化學桌游“不在‘化’下”。

2.2.1? 游戲基本規則

化學桌游“不在‘化’下”的游戲基本規則是由一位同學通過語言、速度、繪畫、唇語這四種表達方式，利用一切能夠想得到的辦法表述“部分題目信息”，再根據“已知題目信息”提示其他同學順利猜出“完整題目”并解答該題。

2.2.2? 游戲道具

游戲道具包括1張游戲版圖、4個行動棋子、30枚金幣、16張技能卡、2顆游戲骰子、1個沙漏、若干道化學作業題目，具體介紹如下。

2.2.2.1? 游戲版圖和行動棋子

游戲版圖（見圖1）中的第16個格子為既定目標即成就，與行動棋子這一具有可視化的用戶形象結合產生“排行榜”，視覺化顯示玩家的進展和成就。

2.2.2.2? 金幣

游戲中的金幣可用圍棋棋子代替（見圖2），金幣作為獎勵可進行交易，在組隊模式中的具體用途有二：一枚金幣延長時間，兩枚金幣換一張卡；獲得途徑有二：游戲開始時每組初始資源有兩枚金幣，游戲過程中答對獲得一枚金幣。

2.2.2.3? 技能卡

技能卡（見圖3）則是該游戲中具有隨機性的元素。如技能卡中的“求助卡”可求助他人進行題目的解答，此卡為了游戲的平衡而設置，解決了化學在桌游中遇到的難題，讓學困生也有參與游戲的欲望。具體的技能卡名稱、功能與使用條件見表1。

2.2.2.4? 游戲骰子

兩顆游戲骰子分別為數字骰子（見圖4）和圖案骰子（見圖5）。經過改進，數字骰子“1、 2、 3、 ……、 6”代表題庫題號，數字點數可代表題號的選擇范圍，如“3”代表的題號既可以是3的倍數“3、 6、 9……”，也可以是題號含3的“13、 23、 33……”。圖案骰子決定了行動目標，分別是“繪畫”“速度”“語言”“唇語”“搶答”“抽獎”。

“繪畫”是由一名組員用板書概括的形式來表達選擇題題干信息，其他組員根據已給選項猜題并解答該題，不能原封不動抄寫題目。如選擇例題1用“繪畫”方式進行表達，則需亮明題目中的所有選項，將題干“為了驗證NaHCO3固體中是否含有Na2CO3，下列實驗及判斷中正確的是”隱藏并用“繪畫”方式進行表達，可表示為“NaHCO3（Na2CO3）？”（非唯一表示方式，言之有理即可）。

例題1? 為了驗證NaHCO3固體中是否含有Na2CO3，下列實驗及判斷中正確的是（? ? ）。

A. 加熱，觀察是否有氣體放出

B. 溶于水后加BaCl2溶液，看有無沉淀

C. 溶于水后加石灰水，看有無沉淀

D. 取固體試樣加鹽酸，看是否有氣泡產生

“速度”是由一名組員用任意方式在最短時間內來表達選擇題題干或選項的較長部分，其他組員根據顯示信息猜題并解答該題，期間用沙漏進行計時。如依舊選擇例題1用“速度”方式進行表達，應先觀察該題題干和選項哪部分信息較多，之后亮明信息較少的題干信息，隱藏題目中的“所有選項”并用任意方式（可以是板書、語言、動作等或板書和語言結合等方式）進行表達。該例題的所有選項可用板書和語言結合的方式進行表達，邊畫邊說，如圖6所示（非唯一表示方式，言之有理即可）。

“語言”是由一名組員用語言間接描述所要表達的填空題部分信息，其他組員根據顯示信息猜題并解答該題，描述過程中，不能出現題目中的動詞或名詞。如例題2中可自主選擇隱藏信息“上述反應中，可能屬于化合反應的是________（填序號，下同），可能屬于復分解反應的是________，一定屬于氧化還原反應的是________。”并亮明其他信息，再用語言的方式進行表述，過程中不能出現“化合反應、復分解反應和氧化還原反應”，因此可表述為“這些序號中的變化可能屬于多變一的類型是哪些？可能屬于兩種化合物交換成分生成另外兩種化合物的形式的序號有哪些？一定屬于化合價升降類型的又有哪些？”（非唯一表示方式，言之有理即可）。

例題2? 以鈣為例，鈣及其化合物之間的轉化關系如圖所示，

上述反應中，可能屬于化合反應的是________（填序號，下同），可能屬于復分解反應的是________，一定屬于氧化還原反應的是________。

“唇語”是由一名組員用唇語表示該題出現的化學名稱，其他組員猜詞并解答該題。如例題2中可用唇語表示“鈣”，其他組員猜對后亮明完整題目解答正確方為成功。

“搶答”是由一名組員選擇用繪畫、速度、語言其中之一表達信息，其他組員猜題并解答該題。

“抽獎”是由該組玩家可抽取技能卡牌一張，抽取后再搖圖形骰子決定行動目標。

2.2.2.5? 沙漏

沙漏作為計時使用，玩家必須在規定時間內完成任務，如若未完成，則判定失敗，游戲交由下一組繼續完成任務。沙漏作為任務的一部分，可以在“速度”環節使用，也可以是在“語言”“繪畫”等其他環節使用增加挑戰難度，推進游戲進程。

2.2.2.6? 若干道化學作業題目

若干題編號后的化學作業題目代替了原始桌游中的詞匯卡，作為預設挑戰，與目標和獎勵相關。題目的選取來源有教材的課后練習、校本作業、試卷等，題目范圍小到每一節的課后練習，大到中高考題，只要是適合學生整體水平的，都能夠列入選擇范疇。

2.2.3? 游戲模式

游戲模式有組隊模式、單挑模式和挑戰主持人模式。

2.2.3.1? 組隊模式

組隊模式中將所有學生分為2～4組，每組人數不限。進行分組后，分發每組學生的起始道具有：行動棋子1枚，畫筆、本子1套，金幣2枚，任意抽取的技能牌1張。在該模式中不要求公開每組學生的金幣數量和技能牌信息。游戲開始時，每組學生將行動棋子作為代表物置于游戲版圖的起點。自行決定游戲先后順序后，每一回合，由一名學生拋擲圖形骰子和數字骰子，根據數字骰子在題庫中選擇題目，將題目分為“已知題目信息”和“未知題目信息”，將“未知題目信息”進行遮擋后根據圖形骰子確立行動目標開始表述，其他學生根據未遮擋部分的“已知題目信息”猜測完整題目并解答，答對則可在游戲版圖上前進一步并獲得金幣，任務失敗則交由下一組學生開始游戲。附圖7對該模式加以說明。

組隊模式的游戲示例如下：“一、二、三、四”共四組學生中一組先開始游戲，派出A同學擲骰子，擲到“4”“繪畫”，A同學選擇第8題（4的倍數）用“繪畫”方式表示。該題的原題如下：

8. 鹽是一類常見的特質，下列物質通過一步反應可以直接形成鹽的是（? ? ）。

① 金屬單質? ② 堿性氧化物? ③ 堿? ④ 非金屬單質? ⑤ 酸性氧化物? ⑥ 酸

A. ①②③? ? B. ①④⑥? ? C. ②⑤⑥? ? D. 全部

A同學亮明所有選項信息“A.①②③? B.①④⑥

C.②⑤⑥? D.全部”，隱藏題干信息并用“繪畫”方式表示見圖8。此時同組的C同學選出正確答案D，解鎖完整題目信息且C同學闡述解題思路后，該組學生的代表棋子在游戲版圖上前進一格并獲得金幣一枚。此時可以考慮是否購買技能卡，技能卡根據使用條件使用。

2.2.3.2? 單挑模式

單挑模式的游戲人數為3～8人為宜，此模式不需要用技能卡、行動棋子和游戲版圖。每位學生的起始道具為金幣兩枚，所有學生的金幣公開。該模式的勝利條件為最先獲得十一枚金幣的學生獲勝。每一回合由一名學生作為出題者投擲數字骰子和圖案骰子，如果擲到繪畫、速度、語言、唇語，則按照原有規則行動表達，其他學生進行競猜，猜中者及出題者都可從資源堆中獲取金幣一枚；如果擲到抽獎，則交還一枚金幣，再擲圖案骰子，直到出現的不是抽獎為止；如果擲到搶答，則擲骰子學生的下家可以要求擲骰子的學生在繪畫、速度、語言、唇語中選擇其中一種行為目標作為表達方式，猜中者及出題者都可從資源堆中獲取金幣一顆。附圖9對該模式的主要過程進行說明。

2.2.3.3? 挑戰主持人模式

挑戰主持人模式無人數限制，此模式不需要游戲版圖、行動棋子、技能卡和題目骰子。該模式顧名思義，需要選擇一名學生作為主持人，主持人將提前準備所要表達的題目，將“已知題目信息”用PPT等便于所有學生看到的形式展現出來，選擇任意方式來表達“未知題目信息”。其余學生作為搶答者不限時搶答，只要有人猜中則可獲得一枚金幣，若主持人放棄，可進入下一題。勝利條件在游戲之前達成共識即可，比如某位學生獲得11枚金幣數量則為勝利者，游戲結束。或者主持人表達完所有已經準備的題目時，獲得金幣數量最多的學生獲勝。附圖10對該模式加以說明。

3? “不在‘化’下”中學化學桌游的實踐結論與反思

對化學桌游“不在‘化’下”進行教學實踐，實踐前參考Goetz等人的學業情緒問卷［10］設計問卷以調查學生對常規型化學作業和桌游型化學作業的情緒。在游戲實施前，發放并手機問卷調查學生對桌游型化學作業的情緒。游戲實施時，通過借班上課進行該化學桌游的游戲宣講及試玩，讓教師和學生可以更快捷、更全面地了解桌游型化學作業后，根據試玩過程進行組與組之間的人員微調以確保游戲平衡，再利用自習課時間借助這一桌游完成當日化學作業后發放并收集問卷調查學生對桌游型化學作業的情緒。除此之外，還臨時成立了一個高一的化學桌游社，在每雙周的固定自習課上以當日化學作業為題實施該游戲。最后對教師和學生進行訪談并分析實踐過程和問卷結果。

在教學實踐的過程中發現，學習者在游戲化教學中參與率大大提升。通過訪談可以探知此過程不僅提高學生的閱讀能力、思考能力和表達能力，促進學生的才略養成，也讓學生在合作中形成良性競爭，競爭中培養合作意識，增進生生之間、師生之間的交流，發揮學生的主體性。

實踐后將問卷數據通過統計軟件SPSS定量分析發現，將桌面游戲融入化學課后作業中能夠改善學生對作業的消極情緒，也能充分調動學生對作業的積極情緒，尤其是對成績“中下”及“較差”的學生、男生群體以及高一學生而言，因此本研究所設計的“不在‘化’下”化學桌游具有一定的教育性。該化學桌游主要可用于兩種教學渠道：一是作業講評，意在改善學生不喜歡學、教師不喜歡教的習題講評課。二是成立化學桌游社團，意在“雙減”政策背景下利用學生更多的課余時間增強其學習動機，提升其學習效果。

實踐后發現，在適用化學桌游時還需要注意以下問題：

（1） 緊扣作業目標，完成作業任務。化學桌游對教師而言只是輔助手段，作業目標的實現不能依賴于化學桌游，教師在指導學生使用化學桌游應當充分考慮能否完成作業任務，實現作業目標。

（2） 使用化學桌游時應注意隨機應變。即規則可根據實際情況進行改動。如對于學優生或熟練者可增加作業難度和游戲難度，對于學困生與新手玩家也可降低作業難度并簡化游戲規則。任何一個化學桌游在設計時都無法將實際狀況的出現考慮得面面俱到，這需要教師在使用化學桌游時根據教學實際進行微改動以達到教學目的。如在本化學桌游中，時間控制方面可以適時縮短或延長；技能卡中“求助卡”的比例可適當增加或減少；在對“未知題目信息”進行表述時，也可降低難度不限制選擇題或填空題，也不限制選擇題的題干或是選項；在“語言”描述環節，假設對需要表示的化學名詞“碳酸鈉”，將其直接表述為“Na2CO3”，難度則為“易”，升級難度后則不得出現化學符號的轉換，需描述為“蘇打或純堿”等。

（3） 化學桌游的使用要注意因材施教原則。化學桌游并不適用于所有的學生，它只適合一部分如喜歡游戲、喜歡競爭、喜歡社交的學生。因此，在使用化學桌游時，要注意因材施教的原則，比如成立化學桌游社團，將這類學生組建起來；也可以作為習題講評課調動課堂氣氛，但要考慮到班級中不喜歡化學桌游的學生，不應作為長期的教學策略。

參考文獻：

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［10］Goetz T， Nett U E， et al. Students emotions during homework： Structures， selfconcept antecedents， and achievement outcomes ［J］. Learning and Individual Difference， 2012， 22（2）： 225～234.