陳博殷 錢揚(yáng)義 李言萍

（華南師范大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東廣州 510006）

游戲化學(xué)習(xí)的應(yīng)用與研究述評*
——基于國內(nèi)外課堂中的“化學(xué)游戲化學(xué)習(xí)”

陳博殷 錢揚(yáng)義 李言萍

（華南師范大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東廣州 510006）

“游戲化學(xué)習(xí)”是指將教育游戲融入課程教學(xué)和自主學(xué)習(xí)活動的過程，在學(xué)習(xí)動機(jī)激發(fā)、知識學(xué)習(xí)、能力提升、情感態(tài)度價(jià)值觀培養(yǎng)等方面具有獨(dú)特的教育價(jià)值，逐漸受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。具體到化學(xué)游戲化學(xué)習(xí)，關(guān)于化學(xué)游戲的主要形式、對應(yīng)解決的化學(xué)學(xué)習(xí)問題、發(fā)展趨勢、應(yīng)用狀況、使用成效等問題均值得深入探討。有必要聚焦國內(nèi)外化學(xué)游戲化學(xué)習(xí)，從教師的角度出發(fā)對如何進(jìn)行游戲化教學(xué)展開探討。因此，在整理分析“中國知網(wǎng)”（CNKI）和美國化學(xué)教育（JCE）在線期刊相關(guān)論文的基礎(chǔ)上，將國內(nèi)外課堂化學(xué)游戲化教學(xué)分為“在教學(xué)活動中使用非電子及電子游戲”以及“將教學(xué)活動本身設(shè)計(jì)成一個(gè)游戲”兩種形式進(jìn)行分類介紹。結(jié)果表明，國內(nèi)外化學(xué)教育游戲形式多樣，涉及中學(xué)不同學(xué)段及不同教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注解決教學(xué)重、難點(diǎn)，為中學(xué)化學(xué)游戲化教學(xué)提供了有效支持，旨在為化學(xué)游戲的課堂教學(xué)應(yīng)用提供有關(guān)參考。后續(xù)關(guān)于化學(xué)游戲化教學(xué)的研究，應(yīng)注重根據(jù)具體教學(xué)情境，合理地使用游戲或者設(shè)計(jì)游戲活動，同時(shí)要聚焦化學(xué)教學(xué)重、難點(diǎn)，關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展，準(zhǔn)確定位教師角色，開發(fā)配套教學(xué)資源，有效整合信息技術(shù)，優(yōu)化與創(chuàng)新課堂教學(xué)。

游戲化學(xué)習(xí)；化學(xué)游戲；教育游戲；520中學(xué)化學(xué)桌游；化學(xué)撲克牌；電子游戲；活動課

一、引言

游戲化（Gamification），是指將游戲或游戲元素、游戲設(shè)計(jì)和游戲理念應(yīng)用到一些非游戲情境中[1]。而游戲化學(xué)習(xí)在（Games-based Learning）狹義上指將游戲尤其是電子游戲應(yīng)用到學(xué)習(xí)中；廣義上是指將教育游戲（Education Game）融入課程教學(xué)和自主學(xué)習(xí)活動，把游戲作為師生溝通平臺，從傳統(tǒng)單向說教模式轉(zhuǎn)化為互動交流模式，讓學(xué)生在輕松愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)中獲得知識、技能，以培養(yǎng)正確情感態(tài)度的過程[2]。相較于教育游戲強(qiáng)調(diào)游戲本身，游戲化學(xué)習(xí)更注重學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)，而游戲化教學(xué)和游戲化學(xué)習(xí)在本質(zhì)上相同，只是前者更強(qiáng)調(diào)從教師的角度來探討如何進(jìn)行游戲化教學(xué)。

相關(guān)研究表明，游戲化學(xué)習(xí)有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，發(fā)展認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、問題解決能力、協(xié)作能力等高階能力，并從不同視角證實(shí)了其價(jià)值[3-5]。游戲化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)寓教于樂的教育理念，凸顯游戲?qū)逃闹С肿饔茫陙碇饾u受到國內(nèi)外社會各界關(guān)注[6-10]。許多國家均發(fā)布相關(guān)報(bào)告指出游戲在教育系統(tǒng)中的重要作用，并進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃。其中，2009年歐盟學(xué)校聯(lián)盟發(fā)布了一份調(diào)研報(bào)告How are digital games used in schools?介紹歐洲若干國家在中小學(xué)應(yīng)用游戲教學(xué)的案例；同時(shí)，開發(fā)了一本教師教學(xué)手冊Digital games in schools。2010年《美國教育技術(shù)規(guī)劃》指出，在未來五年，美國將充分發(fā)揮和利用游戲技術(shù)，提高學(xué)習(xí)者的參與程度和動機(jī)。通過分析新媒體聯(lián)盟《地平線報(bào)告》，其歷年發(fā)布的報(bào)告，我們可以發(fā)現(xiàn)，大部分報(bào)告均提及教育游戲和以游戲?yàn)榛A(chǔ)的學(xué)習(xí)方式在未來會得到較大發(fā)展；如，2014年的《地平線報(bào)告》，預(yù)測游戲和游戲化將在未來2-3年被采納，列舉的已有實(shí)踐案例包括教師在課堂中使用游戲化教學(xué)法，譬如，整合數(shù)字化游戲以及如角色扮演、模擬等類似游戲的活動。

2013年，教育游戲正式納入我國基礎(chǔ)教育資源的征集范圍。2014年，上海市發(fā)布《2014上海基礎(chǔ)教育信息化趨勢藍(lán)皮書》，提到游戲化學(xué)習(xí)在未來幾年將得到較大地發(fā)展。2015年8月，中國教育技術(shù)協(xié)會教育游戲?qū)I(yè)委員會成立，旨在建立一個(gè)教育游戲理論研究不斷深入、實(shí)踐領(lǐng)域逐步拓展、應(yīng)用場景不斷豐富的跨國跨界的創(chuàng)新交流平臺，并在全國各中小學(xué)校著手開展游戲進(jìn)課堂的創(chuàng)新計(jì)劃，開發(fā)精品課例。2017年2月，教育部正式印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，明確提到科學(xué)游戲是科學(xué)學(xué)習(xí)的有效方式之一。

根據(jù)游戲在課堂教學(xué)中的應(yīng)用目的和組織形式，游戲融入學(xué)科教學(xué)的方式主要可以分成以下兩種[11]：其一，在教學(xué)中使用實(shí)體游戲、虛擬游戲，以及將兩者相結(jié)合的游戲，將游戲用作教學(xué)各環(huán)節(jié)的支持工具；其二，在教學(xué)活動中有效融入游戲元素，使活動本身成為一個(gè)個(gè)游戲，譬如，用積分、徽章等獎勵帶動小組合作與競爭等。教育游戲與具體學(xué)科的整合應(yīng)用也在不斷深入，包括具體學(xué)科的游戲設(shè)計(jì)、配套教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)法研究等等。

具體到化學(xué)學(xué)科，目前國內(nèi)外化學(xué)類教育游戲形式有電子游戲、桌面游戲、卡片游戲、情境游戲等。總體來說，化學(xué)游戲在課堂教學(xué)上的實(shí)踐運(yùn)用，還處于不斷探索與完善階段[12-16]。在將化學(xué)教育游戲應(yīng)用于教學(xué)時(shí)，如何選取教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)活動、創(chuàng)設(shè)游戲機(jī)制、開發(fā)教學(xué)資源、改造教育游戲等情況，都需要教師綜合考量，許多問題還需作深入探討。錢揚(yáng)義教授課題組致力于化學(xué)撲克游戲的研發(fā)與應(yīng)用長達(dá)14年，由研究生與本科生共同參與，目前已取得理想效果。在多年化學(xué)游戲相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)聚焦國內(nèi)外化學(xué)游戲化學(xué)習(xí)，從教師的角度出發(fā)探討如何有效進(jìn)行游戲化教學(xué)，旨在為化學(xué)游戲的課堂教學(xué)應(yīng)用提供參考。

基于此，本文主要對國內(nèi)外化學(xué)游戲化教學(xué)進(jìn)行歸類分析，聚焦化學(xué)游戲的主要形式、對應(yīng)解決的化學(xué)學(xué)習(xí)問題、發(fā)展趨勢、應(yīng)用狀況、使用成效等，希望以此為教育游戲與化學(xué)教學(xué)的有機(jī)融合開拓視野，為設(shè)計(jì)更高水平的化學(xué)游戲化教學(xué)課堂案例提供有益參考與借鑒。

二、國內(nèi)化學(xué)游戲化教學(xué)的相關(guān)研究

我們在“中國知網(wǎng)”以“化學(xué)”并“游戲”為主題進(jìn)行檢索，學(xué)科選擇“中等教育”，主要對《化學(xué)教育》《化學(xué)教學(xué)》《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》三大化學(xué)教育類期刊及碩博士論文進(jìn)行分析，側(cè)重關(guān)注游戲在學(xué)校化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用。根據(jù)內(nèi)容的相關(guān)性，我們選取相關(guān)文獻(xiàn)29篇，如圖1、圖2所示。

圖1 “中國知網(wǎng)”化學(xué)游戲化教學(xué)論文數(shù)量統(tǒng)計(jì)

圖2 “中國知網(wǎng)”化學(xué)游戲化教學(xué)論文來源統(tǒng)計(jì)

通過對論文進(jìn)行內(nèi)容分析，我們同樣可以將國內(nèi)化學(xué)游戲化教學(xué)分為兩種形式進(jìn)行討論：其一在教學(xué)活動中使用游戲，包括非電子類游戲及電子類游戲；其二將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)游戲。

（一）在教學(xué)活動中使用非電子游戲的研究

非電子類游戲?qū)嵨镄问街饕锌ㄆ?、桌游、棋類、麻將等，包括師生自制的教具，也包括正式出版公開發(fā)行的游戲，如表1所示。雖然目前國內(nèi)市場上銷售的化學(xué)非電子類游戲較少，但實(shí)物制作精良，規(guī)則完善多樣，配套資源豐富，為教師開展游戲化教學(xué)提供了有效支持，在課堂教學(xué)中可以對其直接使用，也可以根據(jù)具體教學(xué)情境對原游戲規(guī)則加以修改。

卡片類游戲制作簡單、攜帶方便，應(yīng)用較廣泛。在游戲中主要可以借助卡片本身呈現(xiàn)知識，使卡片起到信息載體的作用。整個(gè)教學(xué)過程可以結(jié)合設(shè)定的機(jī)制進(jìn)行游戲，譬如，在卡片上記錄知識點(diǎn)，在課堂上隨機(jī)抽取提問，以學(xué)生小組的形式進(jìn)行競賽游戲[17-19]；或者根據(jù)規(guī)則進(jìn)行打牌游戲等[20]。此外，可賦予卡片本身、卡片的操作過程以化學(xué)意義，讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的活動，開展概念教學(xué)[21-22]。如，在可逆反應(yīng)概念的教學(xué)中，用卡片的正反面類比反應(yīng)物和生成物，牌正反面相互翻轉(zhuǎn)，類比正反應(yīng)和逆反應(yīng)，而每次翻牌的個(gè)數(shù)類比化學(xué)反應(yīng)。在每一次翻牌操作中，如果從正面翻到反面的牌數(shù)和從反面翻到正面的牌數(shù)相等，即類比反應(yīng)達(dá)到平衡。在課堂上學(xué)生進(jìn)行翻牌傳遞游戲，設(shè)定每次翻牌個(gè)數(shù)，同時(shí)記錄相關(guān)信息，表征化學(xué)反應(yīng)過程，直觀深刻理解可逆反應(yīng)相關(guān)概念。

表1 在教學(xué)活動中使用非電子游戲的案例分析

棋類、桌游、麻將類化學(xué)游戲，通常采用生活中的常規(guī)游戲母體做參考，其規(guī)則豐富多樣，有利于將更多化學(xué)知識融合進(jìn)去。部分學(xué)生熟悉常規(guī)游戲，因此容易掌握以其為基礎(chǔ)的化學(xué)游戲規(guī)則，在游戲過程中，可發(fā)揮同伴互助的作用。例如，“保持平衡”化學(xué)桌游靈感來源于“我是大老板”桌游，在教學(xué)中，由學(xué)生扮演實(shí)驗(yàn)員，用手中的任務(wù)卡、藥品試劑卡、反應(yīng)條件卡等，互相配合，制定方案，完成任務(wù)，復(fù)習(xí)鞏固化學(xué)平衡知識[23]。

其中，華南師大錢揚(yáng)義教授團(tuán)隊(duì)致力于化學(xué)撲克牌游戲的開發(fā)與應(yīng)用，已歷經(jīng)14年，由本科生及碩士生共同參與研究，成果包括紙質(zhì)版和網(wǎng)頁版撲克游戲（www.520hx.com.cn/yx）?！凹堎|(zhì)版520化學(xué)撲克牌游戲”包括不同系列[24-29]，正式出版的游戲包括廣州出版社出版的《忘不了中學(xué)化學(xué)撲克》，該游戲包含三盒撲克牌（一盒初中、兩盒高中），一本《新課標(biāo)高一化學(xué)基礎(chǔ)知識訓(xùn)練》、一本《化學(xué)用語5分鐘小測》（見圖3）；由科學(xué)出版社出版的《520中學(xué)化學(xué)桌游》，該桌游包含四副撲克牌及一本《520中學(xué)化學(xué)桌游學(xué)習(xí)法》（見圖 4），其參考了“UNO”、“三國殺” 等，開發(fā) “開胃菜”、“翻翻樂”、“爭上游”、“化學(xué)桌游”四款游戲，適合初中化學(xué)不同學(xué)習(xí)階段?！?20化學(xué)紙質(zhì)撲克牌”游戲充分發(fā)揮“玩化學(xué)、化學(xué)好玩、玩好化學(xué)”的教學(xué)理念，得到了中科院院士、工程院院士、化學(xué)教育家、心理學(xué)專家等多位學(xué)者的高度肯定。

圖3 忘不了中學(xué)化學(xué)撲克

圖4 520中學(xué)化學(xué)桌游

目前，該款游戲已在全國眾多省份推廣使用，被廣泛運(yùn)用于高中、初中化學(xué)常規(guī)課堂（含新授課、復(fù)習(xí)課等）、化學(xué)第二課堂、化學(xué)撲克牌比賽等（見圖5-7）。該課堂氣氛熱烈，深受師生好評，可有效解決化學(xué)用語學(xué)習(xí)難題。譬如，針對初二化學(xué)啟蒙教學(xué)，研究者在深圳某中學(xué)初二年級開設(shè)兩課時(shí)的 “化學(xué)開胃菜”游戲化教學(xué)活動課，幫助學(xué)生通過認(rèn)識牌面信息開展玩牌活動，初步認(rèn)識元素符號及物質(zhì)化學(xué)式。課后問卷調(diào)查反饋顯示：100%的學(xué)生對該課程表示喜愛；91.7%的學(xué)生認(rèn)同“520化學(xué)開胃菜”規(guī)則簡單易學(xué)，有助于促進(jìn)其化學(xué)學(xué)習(xí)；87.6%的學(xué)生學(xué)會了元素符號的表示方式[30]。

圖5 520桌游初二化學(xué)啟蒙活動課

圖6 520桌游初三化學(xué)常規(guī)課

圖7 化學(xué)撲克牌比賽

針對初三化學(xué)新授課，研究者開發(fā)了“520化學(xué)撲克牌物質(zhì)分類”教學(xué)案例，選取東莞某中學(xué)兩個(gè)平行班進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。通過課堂練習(xí)比較，采用游戲化教學(xué)法的班級正確率相較常規(guī)教學(xué)班級，在元素名稱和符號書寫上高出2%；在化學(xué)價(jià)口訣上高出2%；在化學(xué)式書寫方面高出9%[31]。而針對初三化學(xué)復(fù)習(xí)課，研究者開發(fā)了 “520化學(xué)撲克牌酸堿鹽教學(xué)案例”，選取東莞某中學(xué)兩個(gè)平行班進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，通過課后練習(xí)比較，采用游戲化教學(xué)法的班級總體正確率比常規(guī)教學(xué)的班級高出2.4%[32]。

此外，在游戲教學(xué)實(shí)踐中，配套資源的開發(fā)對教學(xué)也起到了有效的補(bǔ)充完善作用。譬如，有教師制作了課前教學(xué)視頻、《游戲攻略》冊子等供學(xué)生學(xué)習(xí)；設(shè)計(jì)了游戲配套手冊在課后檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果；開發(fā)了配套游戲軟件供學(xué)生在線學(xué)習(xí)，這些舉措都有助于學(xué)生更好地在游戲中學(xué)習(xí)知識。

（二）在教學(xué)活動中使用電子游戲的研究

電子游戲（Digital Game）是指依托電子設(shè)備進(jìn)行的一種游戲體驗(yàn)方式，包括游戲機(jī)游戲、電腦游戲、移動游戲（主要為手機(jī)游戲）等，是很多青少年學(xué)生重要的娛樂方式之一。電子游戲具有競爭性、互動性、即時(shí)性等特點(diǎn)，對學(xué)生會產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸引力。此外，相較于非電子類游戲，電子游戲更加形象生動，有利于學(xué)生在游戲中產(chǎn)生沉浸感，學(xué)生置身其中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，易于突破化學(xué)難點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)、手持智能終端等的發(fā)展普及，教師逐漸在教學(xué)活動中嘗試使用電子游戲，如表2所示。

表2 在教學(xué)活動中使用電子游戲的案例分析

電子游戲與化學(xué)教學(xué)結(jié)合存在以下三大特點(diǎn)。其一，部分游戲由日常生活中風(fēng)靡的電子游戲演化而來，容易激發(fā)學(xué)生興趣。如，“化學(xué)用語單機(jī)版手游”（見圖8）靈感來源于“連連看”、“消滅星星”這兩款游戲[46]。其二，游戲形式以角色扮演類居多[47-48]，而這也正是青少年比較喜歡的游戲類型之一。學(xué)生被賦予不同的角色，如，“熱愛化學(xué)的青年學(xué)生”（見圖9）、“島嶼的開發(fā)”和“攻克者”、“化學(xué)戰(zhàn)士”、“黃金礦工”等。學(xué)生在虛擬世界中主動進(jìn)行探索體驗(yàn)，容易獲得成就感和滿足感。其三，游戲結(jié)合限時(shí)挑戰(zhàn)、闖關(guān)晉級等機(jī)制，該類型的活動有利于激發(fā)學(xué)生斗志。如，“520化學(xué)網(wǎng)絡(luò)撲克”游戲[49]（見圖10，www. 520hx.com.cn/yx），以小組比賽的形式進(jìn)行，每輪比賽三局，每局各小組第一名出線并進(jìn)入下一局比賽，其余三方皆被淘汰，一輪比賽結(jié)束后獎勵積分最高的小組和個(gè)人。該游戲?yàn)榻處熃鉀Q了化學(xué)用語教學(xué)難點(diǎn)問題，為中學(xué)生提供自主和合作的學(xué)習(xí)新平臺，被廣泛應(yīng)用于中學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)、化學(xué)教育專業(yè)大學(xué)生的課程學(xué)習(xí)以及化學(xué)一線教師的進(jìn)修培訓(xùn)中，已取得理想成效。

圖8 化學(xué)用語單機(jī)版手游

圖9 “生活化學(xué)大本營”游戲軟件

圖10 化學(xué)網(wǎng)絡(luò)撲克游戲客戶端

由于電子游戲耗時(shí)不同且對設(shè)備有一定要求，可在課堂上使用，也可作為課后作業(yè)活動供學(xué)生在課外自主學(xué)習(xí)使用。在課堂教學(xué)中，教師可在活動課、第二課堂等另外開課，或在學(xué)科課堂穿插使用。在實(shí)施教學(xué)時(shí)，教師一般要對學(xué)生進(jìn)行游戲培訓(xùn)，簡單講解游戲規(guī)則，或讓學(xué)生自主練習(xí)熟悉游戲；之后進(jìn)入正式實(shí)施階段，讓學(xué)生發(fā)揮主體作用，教師起引導(dǎo)者、游戲伙伴等輔助作用，進(jìn)行巡堂，觀察、指導(dǎo)、反饋，而不是喧賓奪主；在總結(jié)階段，則是通過游戲成績、紙筆練習(xí)、學(xué)生講解游戲過程等，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲的研究

將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲，主要表現(xiàn)為利用游戲元素將教學(xué)活動甚至是整堂課設(shè)計(jì)成一個(gè)游戲。游戲化的元素主要體現(xiàn)在形式的選擇、流程的安排、機(jī)制的制定等。我們根據(jù)論文中提及的活動形式，主要可分為實(shí)驗(yàn)類、表演類、語言類、競技類四大形式；參與游戲人數(shù)包括個(gè)人、團(tuán)隊(duì)；游戲機(jī)制有普通的競猜、搶答、接力賽等，也有借鑒流行的綜藝游戲改編成的化學(xué)版游戲，具體分析如下：

1.實(shí)驗(yàn)類活動

將化學(xué)學(xué)科的重要元素“實(shí)驗(yàn)”與學(xué)生喜歡的“游戲”有效整合，教師多將實(shí)驗(yàn)渲染魔術(shù)的神秘色彩，讓學(xué)生猜測揭秘，譬如《乙醇》課題教學(xué)中的“口吞烈火”揭秘活動[59]，《燃料與熱量》課題教學(xué)中的“生水煮雞蛋”，《溶液的形成》課題教學(xué)中的 “搖搖冰”、“密寫信”[60]。

2.表演類活動

讓學(xué)生扮演角色，置身其中，其知識體驗(yàn)會更深刻。譬如《水的組成》課題教學(xué)，用紙板畫原子圖示做道具，學(xué)生扮演原子，進(jìn)行電解水情境表演，呈現(xiàn)微觀世界，抽象學(xué)習(xí)具體化[61]；《環(huán)境保護(hù)》課題教學(xué)，在課堂上舉辦治理河道污染討論會，由學(xué)生扮演不同角色，幫助主人翁出謀劃策解決問題[62]。

3.語言類活動

有猜謎游戲，讓學(xué)生根據(jù)題目線索進(jìn)行猜測，增強(qiáng)對知識的記憶理解[63]；也有順口溜編排，將知識點(diǎn)以有趣的形式呈現(xiàn)，譬如，用“查（茶）裝（莊）定點(diǎn)收離（利）熄（息）”，記憶制取氧氣實(shí)驗(yàn)步驟，同時(shí)教師進(jìn)一步拓展講解“有一個(gè)茶莊老板特別有錢，每個(gè)月定點(diǎn)去收取利息”[64]。

4.競技類活動

競技類活動類型更加豐富，課堂教學(xué)中多給活動冠名，調(diào)動課堂氣氛，吸引學(xué)生注意，指明游戲意圖。一方面，教師借鑒傳統(tǒng)游戲機(jī)制設(shè)置活動，譬如在復(fù)習(xí)課上，開設(shè)三輪積分制組間競賽活動，第1輪“實(shí)力對決”，各組代表抽簽確定本組專題，成員輪番上陣回答問題；第2輪“爭分奪秒”，小組合作聽描述猜物質(zhì)；第3輪“齊心協(xié)力”，小組合作任選儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置；最后師生統(tǒng)計(jì)積分，給予表彰獎勵[65]，包含了答題、猜詞、合作設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)游戲。另一方面，教師對大家熟知的綜藝游戲進(jìn)行改編，如，“化學(xué)版誰是臥底”、“化學(xué)版一站到底”、“化學(xué)版胡蘿卜蹲”、“化學(xué)版撕名牌”等游戲。譬如，“化學(xué)版撕名牌游戲”，以“奔跑吧！兄弟”節(jié)目中的撕名牌游戲?yàn)樗{(lán)本，復(fù)習(xí)離子方程式的書寫——在玩家背后貼上寫有不同陽陽離子的名牌；在比賽過程中，若對手的名牌上的離子與自己的離子不共存，則要在不傷害對方的情況下想辦法撕下；若撕下的名牌上的離子是與自己的離子共存，則被淘汰，最終留在場上的離子獲勝[66]。該游戲在激烈的競爭環(huán)境下，可幫助學(xué)生快速記憶判斷離子的共存問題。

已有的教學(xué)實(shí)踐證明，上述活動類游戲的價(jià)值在于使原本單調(diào)乏味的教學(xué)活動變得生動有趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)被激發(fā)，課堂氣氛融洽歡快。一方面，學(xué)生積極主動參與并沉浸游戲中，在全神貫注中達(dá)成目標(biāo)，從而快速掌握基礎(chǔ)知識，巧妙化解學(xué)習(xí)難點(diǎn)；另一方面，在游戲活動過程中學(xué)生組內(nèi)合作、組間競爭，各種各樣的任務(wù)，對學(xué)生溝通合作能力、問題解決能力、創(chuàng)新能力等均有所促進(jìn)。

三、國外化學(xué)游戲化教學(xué)相關(guān)研究

國外化學(xué)游戲化教學(xué)相關(guān)研究起步比較早，Using Games to Teach Chemistry一文[67]，較系統(tǒng)地介紹了1929年到1999年國外化學(xué)游戲化教學(xué)概況，列舉了67種化學(xué)教育游戲，包括26個(gè)電子游戲。

該研究按內(nèi)容將化學(xué)類游戲分為化學(xué)介紹類、有機(jī)化學(xué)類、其他化學(xué)游戲。其中化學(xué)介紹類可再細(xì)分為：基本知識，元素和原子結(jié)構(gòu)，術(shù)語、公式、化學(xué)方程式書寫，化學(xué)反應(yīng)，溶解和溶解性，其他物質(zhì)。根據(jù)游戲元素的使用方式，在教學(xué)活動中同樣可分為使用游戲、將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲兩種形式。在游戲中電子游戲、卡片游戲、桌面游戲三者占主導(dǎo)地位。國外與國內(nèi)的游戲化教學(xué)有很多相似之處，但國外的游戲更加多樣，且注重引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識微觀世界，如，1929年有研究者在課堂上讓學(xué)生用帶鉤的原子建構(gòu)分子模型，直觀認(rèn)識物質(zhì)的元素構(gòu)成；1976年有研究者設(shè)置了一個(gè)游戲，讓學(xué)生挑選聚苯乙烯小球做的原子，通過給定的原子大小和價(jià)電子數(shù)來界定原子，在給定時(shí)間內(nèi)瓶裝盡可能多的分子。

在該研究的基礎(chǔ)上，我們選取美國化學(xué)教育雜志Journal Of Chemical Education（JCE，隸屬美國化學(xué)會）相關(guān)論文進(jìn)行分析，該期刊在化學(xué)教育領(lǐng)域有較大影響力，這有助于從一定層面上了解國外化學(xué)游戲化教學(xué)基本情況。通過在JCE在線期刊網(wǎng)站，以“游戲”為篇名部分進(jìn)行檢索，論文發(fā)表時(shí)間限定為1999年至2016年，通讀文章并將研究學(xué)段細(xì)化到中學(xué)，最終選取相關(guān)文獻(xiàn)29篇進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

（一）在教學(xué)活動中使用非電子游戲的研究

在教學(xué)中使用的非電子類游戲，以卡片類及桌游居多。國外的卡片類游戲同國內(nèi)相似，卡片在教學(xué)活動中主要起知識載體的作用，可由師生參與制作，通過將卡片與對應(yīng)信息匹配、猜測卡片內(nèi)容、按一定規(guī)則玩牌等游戲，學(xué)習(xí)卡片上的信息。根據(jù)以上三種分類，對卡片游戲具體介紹如下：

1.匹配卡片游戲

譬如，用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)的Picture Chem（圖片化學(xué)）[68]（見圖11）。該游戲由30張任務(wù)卡和一個(gè)游戲板組成，任務(wù)卡由教師和學(xué)生自制，包含實(shí)驗(yàn)室常見化學(xué)儀器的定義和功能，游戲版上有每種化學(xué)儀器的圖片；游戲任務(wù)為小組比賽，按任務(wù)卡上信息尋找相應(yīng)化學(xué)儀器。還有同樣用于實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)的卡片類游戲The Match Game（匹配游戲）[69]。在游戲準(zhǔn)備階段，學(xué)生將課程涉及到的儀器分別寫在40到50張卡片上；在游戲配對環(huán)節(jié)，學(xué)生分組合作，按照索引表找出對應(yīng)卡片，教師檢查并討論用途；在游戲討論環(huán)節(jié)，以學(xué)生為主，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行比較，包括其優(yōu)缺點(diǎn)、使用條件等。Elements（元素）[70]則用于化學(xué)元素名稱和符號的教學(xué)，亮點(diǎn)包括由學(xué)生自行設(shè)計(jì)的卡片。

2.問答卡片游戲

此類游戲在教學(xué)活動中運(yùn)用的基本形式多為學(xué)生或師生合作，通過語言肢體等提示，讓對方猜測卡片信息，能有效考察鞏固學(xué)生對相應(yīng)知識的掌握及發(fā)散思維。包括Where’s Ester（脂類在哪里）[71]（見圖12）、Concentration Game（濃度游戲）[72]（見圖13）、Elemental Periodica（元素周期）[73]、Chemistry Taboo（化學(xué)禁忌）[74]、The Name Game（命名游戲）[75]等。其中，禁忌游戲在聚會常被使用，游戲中學(xué)生被分為4組，玩家輪流幫助隊(duì)友猜測正確卡片包含的關(guān)鍵詞，但不能說出卡片中包含的禁忌詞匯，考察學(xué)生對卡片上詞匯相關(guān)特點(diǎn)的熟悉程度。而The Name Game游戲派生自一個(gè)社會交往活動，每個(gè)團(tuán)隊(duì)由3-6個(gè)學(xué)生參與，教練在每個(gè)學(xué)生背后貼一張寫有化學(xué)概念名字的卡片（如，元素、化合物、儀器、化學(xué)反應(yīng)等），團(tuán)隊(duì)中成員看不到自己的名字但可看到其他人的名字。通過詢問團(tuán)隊(duì)中其他成員是否問題，猜測自己背上的化學(xué)概念并寫下來，直到每人都猜出自己被貼的名字。這些游戲規(guī)則簡單，容易上手，可以有效調(diào)動學(xué)生的參與度。

圖11 圖片化學(xué)Picture Chem

圖12 脂類在哪里Where’s Ester

圖13 濃度游戲Concentration Game

3.定規(guī)則玩牌的卡片游戲

此類卡片游戲類型較多，包括ChemMend[76]（見圖14）、The Old Prof Card Game[77]（見圖15）、Go Chemistry[78]（見圖 16）、Cheminoes[79]、Families of Chemical Elements Game[80]。部分改編自在日常生活中為大家所喜聞樂見的紙牌游戲，如，“UNO”、“老女仆”、“去釣魚”等，可供多位學(xué)生一起進(jìn)行游戲，在出牌中熟悉相關(guān)知識，訓(xùn)練思維能力。如，“ChemMend”改編自“UNO”，用于鞏固元素周期表知識，90張卡片含有元素周期表中的典型元素信息，另外27張卡片無化學(xué)信息，打牌規(guī)則包括同主族、同周期出牌、無化學(xué)意義的功能牌出牌，每局5-15分鐘。而“老教授”紙牌游戲，則是“老女仆”和“去釣魚”游戲交叉改編而成。

圖14 化學(xué)版UNO ChemMend

圖15 老教授紙牌游戲

圖16 Go Chemistry游戲

桌游類游戲規(guī)則更加豐富，且各有特色，包括G. O.B Chemistry[81]（見圖 17）、Element Cycles[82]（見圖18）、CHeMoVEr Board Game[83]（見圖19）、Nucleogenesis[84]等游戲。G.O.B Chemistry游戲堪稱“化學(xué)版的百萬富翁”，該游戲可應(yīng)用于有機(jī)生物化學(xué)課程復(fù)習(xí)。在游戲準(zhǔn)備階段，學(xué)生自編問題，對應(yīng)章節(jié)，由至少一名同學(xué)互相校對給出的答案，并從中挑選60-80個(gè)問題&答案用于游戲。比賽時(shí)部分學(xué)生作為選手，部分作為場外觀眾，以“百萬富翁”游戲?yàn)橐劳?，進(jìn)行問答游戲。

圖17 化學(xué)版百萬富翁

圖18 元素周期

圖19 CHeMoVEr桌游

除此之外，根據(jù)游戲教具類型，還有模型類、麻將類等、方塊類等。譬如，模型類游戲Fastest Fingers[85]（見圖20），用于鞏固有機(jī)化學(xué)相關(guān)知識，包括命名法、異構(gòu)、基本反應(yīng)等。該游戲?qū)儆趫F(tuán)隊(duì)競賽類，在教學(xué)中，3-4名學(xué)生為一個(gè)小組，教練可在投影屏上提示某一有機(jī)物的線索，小組要又快又準(zhǔn)地組裝分子，通過使用建模工具的方式構(gòu)建答案，要求速度與準(zhǔn)確度結(jié)合，鼓勵團(tuán)隊(duì)有效協(xié)作提高工作效率。麻將類游戲ChemOkey[86]（見圖21），由一套106個(gè)塑料或木制磚塊組成。磚塊上寫有常見陽離子及陰離子的名稱和符號，基本規(guī)則與麻將類似，融合公式和離子化合物創(chuàng)建，從而幫助學(xué)生可以學(xué)習(xí)常見離子符號和名稱，了解電中性原理。而方塊類游戲Egame[87]（見圖22），旨在讓學(xué)生動手體驗(yàn)化學(xué)動力學(xué)原理。參與游戲的每組中有一個(gè)成員配有20塊方糖，方糖一面寫了紅色的X，一面寫了藍(lán)色的Y，這些成員為反應(yīng)物R的托管者。沒有被給予方糖的是產(chǎn)物P的托管者。第一次，攪拌R系列物質(zhì)，顯示出紅色或藍(lán)色標(biāo)記物則歸到P系列；攪拌P系列物質(zhì)，顯示藍(lán)色標(biāo)記則歸到R系列。每次攪拌，游戲重復(fù)10次。記錄每次轉(zhuǎn)換的數(shù)目，以此讓學(xué)生體會反應(yīng)速率及化學(xué)平衡等知識，與前文提到的國內(nèi)模擬化學(xué)反應(yīng)的紙牌類游戲異曲同工。

圖20 模型類游戲Fastest Fingers

圖21 麻將類游戲ChemOkey

圖22 方塊類游戲Egame

（二）在教學(xué)活動中使用電子游戲的研究

國外電子游戲在教學(xué)中的使用與國內(nèi)大同小異，如，通過設(shè)置關(guān)卡讓學(xué)生通關(guān)，將知識片段化；通過積分賺取點(diǎn)數(shù)、等級評價(jià)等方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)；通過團(tuán)隊(duì)游戲，讓學(xué)生分工協(xié)作，互相交流，發(fā)揮所長[88-92]。譬如，將Chemistry Game Shows[93]（化學(xué)游戲秀）用于高中化學(xué)原理復(fù)習(xí)課教學(xué)，化學(xué)原理知識對很多學(xué)生而言都是抽象枯燥的，將游戲融入教學(xué)可提供學(xué)生一種刺激互動的方式去審視該知識點(diǎn)。通過電腦編程，將傳統(tǒng)游戲“百萬富翁”等改編為適合的化學(xué)復(fù)習(xí)課，如，改編為“誰想成為杰出的化學(xué)家”，結(jié)合化學(xué)復(fù)習(xí)課內(nèi)容需要改編游戲問題，提供網(wǎng)頁版或軟件版供學(xué)生復(fù)習(xí)使用，也可在教室中投影使用。

再者，如Rainbow Matrix game[94]（彩虹矩陣游戲，見圖23）可用于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，游戲設(shè)定了不同的陽離子和陰離子各36種，學(xué)生要將兩者正確組合，并輸入所組成的化合物的化學(xué)式及名稱。計(jì)算機(jī)會根據(jù)學(xué)生完成情況評價(jià)等級并反饋給老師。

而Chemical Mahjong[95]（化學(xué)麻將，見圖24）則是一款對公眾開放的在線游戲，用于化學(xué)基礎(chǔ)知識教學(xué)。學(xué)生要將元素名稱與符號、分子或離子的氧化數(shù)、基態(tài)價(jià)電子層電子排布、化學(xué)物質(zhì)的酸堿性等進(jìn)行匹配，分?jǐn)?shù)會被系統(tǒng)自動記錄，在短時(shí)間內(nèi)匹配成功數(shù)越多，分?jǐn)?shù)越高。

圖23 彩虹矩陣游戲Rainbow Matrix game

圖24 化學(xué)麻將在線游戲Chemical Mahjong

（三）將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲的研究

此類游戲活動主要為情境任務(wù)類，用游戲幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識、理解抽象概念、深入探究日常生活的化學(xué)知識；同樣以團(tuán)隊(duì)比賽的形式培養(yǎng)學(xué)生的分工合作能力，且團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都有任務(wù)分配，避免出現(xiàn)部分成員無活可干的情況，真正做到各盡其職、各盡所能，具體分析如表3。

圖25 The Case of Plastics塑料案例聽證會游戲

圖26 玻爾茲曼游戲The Boltzmann Game

表3 將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲的案例分析

四、國內(nèi)外化學(xué)游戲化教學(xué)的比較分析

（一）具體游戲?qū)嵨锒鄻?，國外卡片類游戲更豐富

在統(tǒng)計(jì)的游戲化教學(xué)案例中，以具體實(shí)物（含教育軟件）作為課堂教學(xué)支持工具的、國內(nèi)有19個(gè)，國外有27個(gè)，實(shí)物形式多樣，見圖27、圖28。在非電子類游戲中，卡片類游戲研究居多；桌游類游戲國外相比國內(nèi)更多，且形式豐富。各類游戲基本被賦予簡單易記、體現(xiàn)特色的名字，有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將實(shí)物融入課堂教學(xué)的同時(shí)，為課堂設(shè)置游戲機(jī)制，強(qiáng)調(diào)讓玩家產(chǎn)生沉浸感。

圖27 國內(nèi)實(shí)物類游戲類型占比圖

圖28 國外實(shí)物類游戲類型占比圖

（二）均關(guān)注教學(xué)重、難點(diǎn)，國外涉及的抽象知識較國內(nèi)多

從游戲涉及的化學(xué)知識點(diǎn)可看出，游戲內(nèi)容通常為化學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的知識點(diǎn)，涉及的知識點(diǎn)較廣。國內(nèi)游戲化教學(xué)更關(guān)注化學(xué)基礎(chǔ)知識，如，元素符號、化學(xué)式、化學(xué)反應(yīng)方程式等，化學(xué)原理性知識涉及較少。相較而言，國外用游戲化教學(xué)著重解決抽象理論、學(xué)生不易理解的知識點(diǎn)，如，化學(xué)平衡、價(jià)電子互斥理論、熵變模型等的相關(guān)研究略多。

（三）國外更注重在游戲教學(xué)中用具體實(shí)物表征微觀世界

國外在1999年之前的游戲已對微觀世界有所關(guān)注，如，2013年“最快的手指游戲”、2003年“分子建?！庇螒?，均著眼于化學(xué)微觀層面，都是讓學(xué)生用日常生活材料構(gòu)建分子模型，包括塑料小球、生活用品黏土、牙簽等。這有利于學(xué)生直觀體驗(yàn)微粒構(gòu)造，在構(gòu)建過程中發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)，如，原子大小、鍵長鍵角等。相較而言，國內(nèi)在用游戲教學(xué)研究微觀粒子結(jié)構(gòu)方面的研究稍顯單薄，相關(guān)研究可多加強(qiáng)。

（四）國外游戲化教學(xué)受眾面廣，含低年級大學(xué)生及社會大眾

國外游戲的適用學(xué)段較國內(nèi)寬泛，如圖29和圖30所示，游戲的面向?qū)ο蟛粌H僅為中學(xué)生?？梢愿鶕?jù)不同教學(xué)內(nèi)容對其進(jìn)行改編，使之適用于大學(xué)生及社會大眾，這對化學(xué)知識的普及推廣有著積極的促進(jìn)作用。

圖29 國內(nèi)游戲化教學(xué)適用學(xué)段

圖30 國外游戲化教學(xué)適用學(xué)段

五、啟示與展望

綜合上述研究分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，游戲化教學(xué)應(yīng)注重根據(jù)內(nèi)容合理地在教學(xué)中使用游戲或者設(shè)計(jì)游戲活動，且不一定要拘泥于游戲的外在形式，也可以是把游戲的元素、理念、設(shè)計(jì)和精髓應(yīng)用到教學(xué)各環(huán)節(jié)中；而在教學(xué)活動中使用游戲并將教學(xué)活動設(shè)計(jì)成游戲，是根據(jù)游戲元素的使用方式對游戲化教學(xué)法做理論分類，在實(shí)際教學(xué)中也可以將這兩種教學(xué)方式綜合起來使用；要把握游戲和教學(xué)中的平衡，明確游戲的目的，不是為了游戲而游戲；通過增強(qiáng)師生互動、生生互動、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在愉快的學(xué)習(xí)氛圍中，理解知識、提升能力、發(fā)展情感態(tài)度價(jià)值觀。在進(jìn)行游戲化課程設(shè)計(jì)及實(shí)施時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下八個(gè)方面問題。

（一）通過游戲傳遞知識，聚焦化學(xué)教學(xué)難題

前文介紹了多種化學(xué)游戲，其側(cè)重不同的學(xué)段、不同知識點(diǎn)，對于解決不同階段的化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)具有獨(dú)特作用。教師可以根據(jù)教學(xué)需要選擇游戲，譬如，化學(xué)用語的學(xué)習(xí)是初中教學(xué)重、難點(diǎn)，因其存在方程數(shù)量多、學(xué)習(xí)時(shí)間短、記憶規(guī)律少等特點(diǎn)，長期以來困擾著師生。而“520中學(xué)化學(xué)桌游”，將物質(zhì)分類與撲克牌花色結(jié)合，將化學(xué)反應(yīng)與打牌規(guī)則結(jié)合，幫助學(xué)生擺脫簡單機(jī)械的記憶強(qiáng)化方式，在玩中學(xué)，輕松記憶理解化學(xué)用語。再者，高中化學(xué)也存在許多難題，譬如，化學(xué)原理性知識抽象難懂，化學(xué)結(jié)構(gòu)知識微觀復(fù)雜，元素化合物知識縱橫交叉，而化學(xué)反應(yīng)原理模擬游戲、模型拼裝游戲、元素周期表拼圖游戲、角色扮演電子游戲等，化抽象為具體、化無形為有形、化零碎為系統(tǒng)，有效化解上述教學(xué)難點(diǎn)。

（二）合理安排游戲活動，關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展

關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)的培育，是目前全世界基礎(chǔ)教育理論研究和實(shí)踐變革的重大趨勢，直接指向教育的根本問題“要培養(yǎng)什么樣的人”?！睹嫦蛭磥恚?1世紀(jì)核心素養(yǎng)教育的全球經(jīng)驗(yàn)》報(bào)告，從29個(gè)國際組織或經(jīng)濟(jì)體發(fā)布的權(quán)威教育文件著手，分析其核心素養(yǎng)教育關(guān)注情況，從中可知，溝通與合作、信息素養(yǎng)、創(chuàng)造性與問題解決等七大素養(yǎng)最受各大經(jīng)濟(jì)體和國際組織重視。學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng)與游戲化教學(xué)的理念不謀而合，譬如，在合作能力方面，讓學(xué)生在游戲中以小組為單位，每個(gè)人發(fā)揮自己所長，贏取團(tuán)隊(duì)勝利，潛移默化地使其溝通與合作能力有所提升。在信息素養(yǎng)方面，學(xué)生在游戲中對信息技術(shù)設(shè)備進(jìn)行使用，對信息進(jìn)行獲取加工處理等，都有機(jī)滲透了信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如，提供學(xué)生電腦、平板等設(shè)備進(jìn)行游戲，引導(dǎo)學(xué)生在信息化平臺搜索與使用資源、進(jìn)行線上學(xué)習(xí)等，均要求學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)虛擬空間進(jìn)行玩家間的互動時(shí)保持基本道德規(guī)范等。在創(chuàng)造性與問題解決方面，課堂上要注重為學(xué)生營造自由寬松平等的學(xué)習(xí)氛圍，創(chuàng)設(shè)開放的問題情境，促進(jìn)學(xué)生敏銳洞察問題，積極主動思考，大膽質(zhì)疑創(chuàng)新。譬如，讓學(xué)生參與游戲規(guī)則的制定甚至自編游戲；引導(dǎo)學(xué)生在建構(gòu)性游戲中發(fā)散思維，探尋更多新點(diǎn)子；鼓勵學(xué)生在角色扮演游戲中發(fā)揮想象力，對角色進(jìn)行創(chuàng)造拓展等。

（三）根據(jù)具體教學(xué)情境，設(shè)計(jì)并改造游戲

在教學(xué)中使用游戲，游戲的設(shè)計(jì)與選擇要根據(jù)具體教學(xué)情境，綜合考量教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生特征、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)時(shí)長等多個(gè)因素，有效發(fā)揮游戲的可用性。教師一方面可以根據(jù)需要自制教具，這種方式靈活性強(qiáng)但較耗時(shí)；另一方面可以選擇現(xiàn)成的游戲，但在教學(xué)中要因地制宜，將游戲的規(guī)則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造。譬如，使用市售的“520中學(xué)化學(xué)桌游”進(jìn)行游戲，教師應(yīng)秉持“不唯牌”的原則，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，適當(dāng)改造撲克牌，甚至可以補(bǔ)充撲克牌面呈現(xiàn)的信息，而這一環(huán)節(jié)也可以發(fā)動學(xué)生參與，以提升學(xué)生的參與意識和成就感。

（四）根據(jù)教學(xué)不同環(huán)節(jié)，設(shè)置適當(dāng)游戲形式

在游戲中融入不同教學(xué)環(huán)節(jié)，達(dá)到的效果不同，故需設(shè)置不同的形式：（1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)——可設(shè)計(jì)簡短的小游戲，有助于學(xué)生集中注意力，及時(shí)進(jìn)入課堂狀態(tài)，如，化學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn)、化學(xué)謎語競猜等；（2）知識新授環(huán)節(jié)——要判斷哪些內(nèi)容是可以用游戲呈現(xiàn)，思考如何將一個(gè)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)成一個(gè)游戲；強(qiáng)調(diào)找準(zhǔn)知識重、難點(diǎn)，各個(gè)擊破，讓游戲傳達(dá)給學(xué)生學(xué)習(xí)的東西，同時(shí)避免時(shí)間久產(chǎn)生疲憊感，如，分子結(jié)構(gòu)教學(xué)，可以設(shè)計(jì)模型拼裝游戲；元素周期表教學(xué)，可以選擇卡片匹配游戲等；（3）練習(xí)環(huán)節(jié)——知識新授之后，設(shè)置小練習(xí)鞏固加深理解，此時(shí)的游戲要針對考察內(nèi)容，明確訓(xùn)練目標(biāo)與規(guī)則，如，用信息連線游戲考察學(xué)生對知識的記憶程度等；（4）總結(jié)環(huán)節(jié)——可以讓學(xué)生以書寫游戲日記、作戰(zhàn)反思、思維導(dǎo)圖、學(xué)習(xí)報(bào)告等，深度參與知識總結(jié)等方式，形成完整知識框架，真正達(dá)到融會貫通。

（五）開發(fā)教學(xué)配套資源，打造“游戲+”理念

游戲化教學(xué)，學(xué)生需要的不僅僅是游戲，更需要配套資源的支持。教師要打造了一種“游戲+”的理念，配套的教學(xué)工具可包括如下：（1）電子資源——以微視頻形式進(jìn)行游戲的規(guī)則講解或示范說明、知識點(diǎn)的懸念設(shè)置或總結(jié)歸納等，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)、隨堂使用、或課后拓展。（2）實(shí)踐材料——針對每節(jié)課的實(shí)驗(yàn)箱、道具箱，包含拼裝模型使用的橡皮泥、面團(tuán)、牙簽等；角色扮演需要的道具，小組合作展示用的磁性軟白板等；此外，部分材料可以器材清單的形式讓學(xué)生課前準(zhǔn)備，且不設(shè)限，讓學(xué)生充分發(fā)揮聰明才智，提倡巧妙運(yùn)用生活中的材料。（3）課堂學(xué)案——學(xué)案可作為學(xué)習(xí)導(dǎo)航，譬如，提供流程圖幫助學(xué)生，有利于清晰課堂活動安排；提供游戲指南，幫助學(xué)生理解游戲規(guī)則，步步通關(guān)；提供小組任務(wù)分配表格，分工到個(gè)人，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作的有效性等。（4）交流平臺——建立交流平臺，使用混合學(xué)習(xí)方式，有利于學(xué)生共享資源、分享經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生提供廣闊的學(xué)習(xí)環(huán)境；平臺形式可以是論壇、微信公眾號、微信群、QQ群等，分享的資源可以是活動心得、游戲攻略等；此外可撰寫推送課堂活動通訊稿，支持學(xué)生在文章末尾進(jìn)行留言，提出建議意見等。

（六）準(zhǔn)確定位教師角色，兼任觀眾、教練及隊(duì)友

游戲化教學(xué)，不是放手讓學(xué)生自己去玩，教師應(yīng)時(shí)刻關(guān)注學(xué)生動向，提醒其游戲規(guī)則，維持課堂紀(jì)律。因此，在游戲化教學(xué)中，教師應(yīng)兼顧多種角色。（1）觀眾：觀看學(xué)生表現(xiàn)，表揚(yáng)激勵；（2）教練：當(dāng)學(xué)生有關(guān)于游戲操作、學(xué)科知識、方法技巧等疑問時(shí)，及時(shí)解答指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生之間同伴互助。（3）隊(duì)友：教師可以與學(xué)生一起完成任務(wù)，并肩作戰(zhàn)，感受游戲樂趣，有利于理解學(xué)生真實(shí)感受，獲得與學(xué)生的情感共鳴。

（七）巧妙融合游戲元素，維持學(xué)生學(xué)習(xí)熱度

游戲元素包括游戲主題、晉級機(jī)制、獎勵機(jī)制、競爭機(jī)制等。給游戲冠一個(gè)鮮明有趣的且具有情境性的主題，如，“武林爭霸賽”、“化學(xué)王國之旅”，能夠激發(fā)學(xué)生興趣；主題可以貫穿游戲甚至課堂始終，一以貫之讓課堂更具整體性。晉級機(jī)制可以表現(xiàn)為闖關(guān)進(jìn)階，將知識片段化，目標(biāo)分層，設(shè)置不同知識點(diǎn)的關(guān)卡或不同難度的關(guān)卡，讓學(xué)生進(jìn)行晉級游戲，達(dá)到教學(xué)的循序漸進(jìn)。獎勵包括過程獎勵和結(jié)果獎勵，對游戲中有較好表現(xiàn)的學(xué)生進(jìn)行獎勵，獎勵不一定是實(shí)物，可以是積分、點(diǎn)數(shù)、徽章、升級裝備等，如，“武力值”、“豁免權(quán)”、“錦囊秘籍”等，該獎勵可以對下一環(huán)節(jié)或比賽結(jié)果起到幫助作用，讓學(xué)生體會環(huán)環(huán)相扣的成功感。競賽機(jī)制，可以表現(xiàn)為游戲的個(gè)人或團(tuán)隊(duì)比賽，設(shè)置排行榜，根據(jù)教學(xué)需求定排行周期，可以是一節(jié)課或一段教學(xué)周期等。

（八）有效整合信息技術(shù)，優(yōu)化與創(chuàng)新課堂教學(xué)

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，對教育的發(fā)展具有革命性的影響，近年來，編程技術(shù)、建模技術(shù)、3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等高新技術(shù)蓬勃發(fā)展，涌現(xiàn)出了諸如在線學(xué)習(xí)、STEAM教育、創(chuàng)客教育、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式，也支持著游戲化教學(xué)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多元化、個(gè)性化方向發(fā)展。教師要學(xué)會搜索選擇適當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)，將其有效地滲透到教學(xué)中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更新奇、更深刻的體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)用技術(shù)服務(wù)教育。譬如，用手持技術(shù)將化學(xué)宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象數(shù)據(jù)化；用建模軟件將抽象的化學(xué)概念性原理性知識可視化；用繪圖軟件讓學(xué)生快速繪制分享作品；用同屏技術(shù)實(shí)時(shí)拍攝展示學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)等。

總之，通過信息技術(shù)的整合，能讓課堂教學(xué)更加優(yōu)化便捷，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、合作能力、問題解決能力、批判思維等的進(jìn)一步發(fā)展。

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A Review of Application and Research on Game-based Learning：Based on the“Chemistry Game-based Learning”in Class at Home and Abroad

Chen Boyin，Qian Yangyi&Li Yanping
（Institute of Chemistry and Environment，South China Normal University，Guangzhou Guangdong 510006）

“Game-based learning”refers to integrating educational games into curriculums and students’self-learning activities.It has unique educational value in stimulating learning motivation，learning knowledge，raising ability，cultivating emotion attitude and values，which attracted much attention at home and abroad gradually.Specific to chemistry game-based learning，there are many problems worthy of further study，including the forms of chemistry games，the chemistry learning problem that can be solved，the trend of development，the application status and the effect of use.In this paper we focused on the domestic and foreign chemistry game-based learning and discussed how to carry on the game-based teaching from the teacher’s point of view.The aim is to providing reference for the application of chemistry game in class teaching.This study reviewed the academic papers found in China National Knowledge Infrastructure（CNKI）database and Journal of Chemical Education（JCE）.There are two forms of game-based teaching of chemistry.One is using games in the teaching activities;the other is designing teaching activities into a game.It is found that there are many forms of chemical educational games at home and abroad.They involve different periods and teaching contents of middle school and focus on the key and difficult points of teaching.Therefore，game-based teaching in middle school chemistry class is effectively supported.The follow-up research should focus on the rational use of games or design game activities according to specific teaching situations.It is also necessary to focus on the key and difficult points of chemistry teaching，pay attention to the development of students’quality，locate the role of teachers accurately，develop supporting teaching resources，integrate information technology effectively，and optimize innovative classroom teaching.

Game-based learning；Chemical game；Educational game；520 middle school chemistry board;Chemical CARDS；Video game；Activity curriculum

G420

A

1672-0008（2017）05—0093—12

2017年6月21日

責(zé)任編輯：陳 媛

本文系2018年廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（科普專題）“‘520化學(xué)桌游’學(xué)習(xí)法教材（第三版）”的研究成果。

陳博殷，華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：化學(xué)游戲化教學(xué)、手持技術(shù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)；錢揚(yáng)義，華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院教授，博士，論文通訊作者，研究方向：手持技術(shù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)游戲化教學(xué)、化學(xué)概念結(jié)構(gòu)心理學(xué)、化學(xué)教科書的編寫與教學(xué)資源的開發(fā)等；李言萍，華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：化學(xué)游戲化教學(xué)、手持技術(shù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。