“輕松突破化學(xué)用語”手游的開發(fā)及應(yīng)用

摘要：基于Android系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計開發(fā)的一款界面友好、操作簡單、自動反饋、難度可控、高效穩(wěn)定和富有娛樂性的化學(xué)用語手機(jī)小游戲。該手游集知識性、趣味性、挑戰(zhàn)性、拓展性于一體，引導(dǎo)學(xué)生在較少的時間內(nèi)更有效地掌握化學(xué)用語知識。

關(guān)鍵詞：Android；游戲開發(fā)；化學(xué)用語

文章編號：1005–6629（2016）9–0028–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 開發(fā)背景

化學(xué)用語是初中科學(xué)的重要組成部分，是高度濃縮的符號體系，是科學(xué)學(xué)習(xí)不可或缺的工具。初中階段要求掌握的元素種類雖只有二十余種，但由此衍變的化學(xué)式（化學(xué)方程式）較多，學(xué)生識記和使用存在一定的困難。為讓學(xué)生盡快掌握化學(xué)式（化學(xué)方程式）的書寫和使用，機(jī)械的記憶和大量的訓(xùn)練成為當(dāng)下大多數(shù)教師的選擇[1]。缺乏趣味的教學(xué)呈現(xiàn)給學(xué)生的是一堆沒有生命的符號，加劇了學(xué)生的抵觸心理，更容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的喪失，加劇科學(xué)學(xué)習(xí)的進(jìn)一步分化[2]。

“520中學(xué)化學(xué)撲克桌游”[3，4]、“組合式化學(xué)用語象棋”[5]的開發(fā)應(yīng)用激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的興趣，對減輕學(xué)生記憶負(fù)擔(dān)起到積極的作用，收到良好的效果。但這些游戲需要多人配合，且攜帶性較差，對游戲使用的時間和空間要求較高，一定程度上影響了使用的效果。

這是一個泛在游戲的時代。智能手機(jī)的迅速普及，3G（4G）、Wifi的廣泛覆蓋，使得“游戲人口”越來越龐大[6]。作為容易接受新事物的初中生，不可避免地加入到這一隊伍中。網(wǎng)絡(luò)游戲的泛濫，使越來越多的中學(xué)生深陷其中，嚴(yán)重影響正常的學(xué)習(xí)。開發(fā)具有教育功能的手機(jī)游戲，可以為學(xué)習(xí)者提供一種新的學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的主動性，提高學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)習(xí)者最大可能地將注意力聚焦于有教育效果的游戲中。

2 系統(tǒng)設(shè)計

“輕松突破化學(xué)用語”是一款在Android系統(tǒng)平臺上，基于元素、物質(zhì)之間的可組合性并結(jié)合連連看、消滅星星等特點設(shè)計而成的手機(jī)游戲。本款游戲旨在引導(dǎo)學(xué)生在較少的時間內(nèi)更有效地掌握化學(xué)用語知識，以提高使用者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，減少因化學(xué)用語枯燥乏味造成的兩極分化。與“沉淀連連看”[7]、“化合物命名連連看”[8]、“520化學(xué)網(wǎng)絡(luò)撲克”[9]等游戲軟件只針對化學(xué)用語的某方面輔助教學(xué)不同，“輕松突破化學(xué)用語”涵蓋從元素、化學(xué)式到化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握從元素→化學(xué)式→化學(xué)方程式較為完整的化學(xué)用語知識，有利于學(xué)生更好地掌握化學(xué)用語知識。

“輕松突破化學(xué)用語”遵循循序漸進(jìn)的原則，根據(jù)初中化學(xué)用語教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度分三個主模塊：入門篇、基礎(chǔ)篇及提高篇，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度或需要選擇相應(yīng)的模塊進(jìn)行練習(xí)，如圖1所示。

入門篇針對初中階段常見的元素（表1）與化學(xué)式（表2）的識記，以圖片消除的形式進(jìn)行，易于操作，自動反饋，可有效減少學(xué)生化學(xué)用語學(xué)習(xí)的挫折感。元素符號的識記是初中化學(xué)用語學(xué)習(xí)的起始點和關(guān)鍵點，為避免學(xué)生在化學(xué)用語學(xué)習(xí)初期產(chǎn)生畏懼感，模塊分元素篇和物質(zhì)篇兩個子模塊（圖2），不設(shè)置難度等級并適當(dāng)延長游戲時間（設(shè)定時間180s）。每個子模塊均含64枚棋子，其中32枚為符號棋子，另外32枚為名稱棋子，符號與名稱為一一對應(yīng)關(guān)系，如圖3、圖4所示。

基礎(chǔ)篇針對初中常見化學(xué)式的書寫，通過元素（原子團(tuán)）間一定規(guī)則組合形成不同的物質(zhì)，如黑方棋子“H”和紅方棋子“O”能組合成H2O、H2O2。由于元素（原子團(tuán)）間的組合為一對多的關(guān)系，棋子間的組合存在許多可能，游戲挑戰(zhàn)難度大大增加，但同時也提高了游戲的拓展性、可玩性。為提高游戲的適應(yīng)性，本模塊設(shè)置了新手級、能手級和高手級三個難度等級（圖5），選擇相應(yīng)難度等級后系統(tǒng)進(jìn)入游戲界面（圖6），適應(yīng)不同進(jìn)度、不同層次的學(xué)生需要。不同難度等級在內(nèi)容、形式上完全一致，但完成游戲的時間長短設(shè)置不同，新手級無時間限制，能手級須在60s內(nèi)完成游戲，高手級須在40s內(nèi)完成，否則挑戰(zhàn)失敗。基礎(chǔ)篇棋子組成如表3所示，黑方棋子在化學(xué)式中通常顯正價，而紅方棋子則通常顯負(fù)價，游戲時須分別點擊紅方棋子和黑方棋子，若二者能相互組合則可以消去，否則系統(tǒng)不會出現(xiàn)反饋。提高篇針對初中常見化學(xué)方程式的書寫，棋子組成如表4所示。為降低提高篇的使用難度，拓寬游戲的使用，黑方棋子和紅方棋子既可作為反應(yīng)物，也可作為生成物，如紅方棋子“HCl”和黑方棋子“H2O”之間可以存在如下反應(yīng)：6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O。在游戲時間上則較基礎(chǔ)篇有所提高，新手級無時間限制，能手級提高至120s，高手級則為80s。

此外，系統(tǒng)提供了背景音樂和計時功能。游戲開始時，系統(tǒng)默認(rèn)自動播放背景音樂，也可點擊相關(guān)按鈕進(jìn)行選擇。同時游戲具備計時功能，進(jìn)度條隨著游戲的進(jìn)行逐漸減少，進(jìn)度條走完，系統(tǒng)自動終止游戲并返回游戲界面選項。

3 系統(tǒng)的使用方法

3.1 系統(tǒng)的安裝

本系統(tǒng)在安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)上安裝后即可運行，或借助“靠譜助手”等軟件在Windows環(huán)境下運行。在手機(jī)文件夾找到“輕松突破化學(xué)用語.apk”點擊“安裝”，安裝完成后點擊“打開”即可，找到程序圖標(biāo)拖拽至手機(jī)主界面，方便以后使用。

Windows系統(tǒng)中，先安裝“靠譜軟件”，按默認(rèn)方式安裝，安裝后桌面生成“天天模擬器”程序圖標(biāo)，點擊后打開，點擊“我的應(yīng)用”后在右下角點擊“安裝本地apk”，彈出安裝對話框，按提示操作即可。安裝完成后即可運行本系統(tǒng)。當(dāng)玩家點擊主界面的“退出”按鈕，可隨時退出游戲程序。endprint

3.2 系統(tǒng)的使用

本系統(tǒng)界面簡潔，操作簡單。運行系統(tǒng)出現(xiàn)主界面菜單后（圖1），根據(jù)不同進(jìn)度和需要選擇相應(yīng)的模塊，也可進(jìn)行背景音樂的設(shè)置。本系統(tǒng)玩法簡單，只需點擊棋子，當(dāng)前后2次點擊的棋子存在關(guān)聯(lián)，棋子會自行消去，否則棋子不會消除。游戲開始后，界面右側(cè)的進(jìn)度條開始減少，進(jìn)度條時間走完之前完成所有圖片的消除表示游戲挑戰(zhàn)成功，否則挑戰(zhàn)失敗。玩家在游戲過程中，可以點擊菜單按鈕，選擇重新開始游戲、重新排列圖片和退出游戲。

在“入門篇”模塊中，棋子間是一一對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)點擊的2個棋子存在關(guān)聯(lián)（符號與名稱相一致），棋子消失，若棋子間沒有關(guān)聯(lián)則棋子不消失。當(dāng)先后點擊黑色棋子“鈣”和紅色棋子“Ca”時，棋子消除；若先后點擊黑色棋子“鈣”和紅色棋子“Cu”時，由于二者不存在關(guān)聯(lián)，棋子不會消除。

在“基礎(chǔ)篇”和“提高篇”中，玩家可根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度及自身掌握的情況選擇相應(yīng)的難度等級。“新手級”適合學(xué)習(xí)初期或基礎(chǔ)相對較弱者使用，無時間限制；“能手級”、“高手級”適合有一定基礎(chǔ)或需要進(jìn)一步提高者使用，有一定時間限定，同時在界面右側(cè)會出現(xiàn)時間進(jìn)度條。“基礎(chǔ)篇”和“提高篇”中，棋子間是一對多關(guān)系，“基礎(chǔ)篇”中黑方棋子“H”和所有的紅方棋子有關(guān)聯(lián)，“提高篇”中黑方棋子“H2O”與紅方棋子“CaO”、“HCl”、“NaCl”、“Na2CO3”等都有關(guān)聯(lián)。當(dāng)先后點擊黑方棋子“H”和紅方棋子“O”系統(tǒng)會出現(xiàn)圖7所示的提示框，說明二者存在關(guān)聯(lián)，點擊“確定”按鈕棋子消除，游戲繼續(xù)；若先后點擊黑方棋子“O2”和紅方棋子“NaCl”系統(tǒng)無反應(yīng)，說明二者不存在關(guān)聯(lián)，棋子不會消除，可點擊其他棋子繼續(xù)游戲。

4 實踐效果

“輕松突破化學(xué)用語”手游從元素名稱、符號的配對到化學(xué)方程式的書寫，從無時間限制到限定時間，循序漸進(jìn)，減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的畏難情緒和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)單人操作，使用簡便，內(nèi)置相關(guān)化學(xué)用語知識，即時反饋，自動糾錯，學(xué)生可隨時隨地糾正、學(xué)習(xí)化學(xué)用語，減輕了學(xué)生對教師的依賴。在系統(tǒng)程式化面前，學(xué)生沒有“作弊”的機(jī)會和可能，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。系統(tǒng)設(shè)有不同游戲等級、不同難度層次，供不同層次、不同能力學(xué)生使用，緩解學(xué)生“吃不了”和“吃不飽”的矛盾，避免“課堂時間短”和“教學(xué)內(nèi)容多”的矛盾，減輕了化學(xué)方程式集中出現(xiàn)導(dǎo)致學(xué)生短時記憶困難的局面。從反饋結(jié)果看，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的積極性明顯高于其他班級，經(jīng)常在課余探討化學(xué)用語知識及系統(tǒng)使用的方法技巧。學(xué)習(xí)成績也有顯著提高，在校組織的化學(xué)用語相關(guān)內(nèi)容檢測中所任教班級優(yōu)秀率、平均率均居年級前列。學(xué)生在游戲的同時學(xué)習(xí)化學(xué)用語知識，起到很好的教育教學(xué)效果，給化學(xué)用語的教與學(xué)提供了新的方法與途徑，在十九屆全國教育教學(xué)信息化大獎賽中榮獲基礎(chǔ)教育組教育教學(xué)工具類軟件系統(tǒng)（單機(jī)版）二等獎。

5 存在的問題

本系統(tǒng)為單機(jī)版軟件，難以有效監(jiān)測學(xué)生的使用情況，需要學(xué)生具有高度的自我約束能力。系統(tǒng)的判斷基于設(shè)計者內(nèi)置的化學(xué)用語知識，容易出現(xiàn)系統(tǒng)誤判等現(xiàn)象的發(fā)生。系統(tǒng)以點擊相關(guān)圖片配對消除的方式進(jìn)行，無需輸入相關(guān)化學(xué)用語，無法真實有效地檢測學(xué)生的知識水平。這些問題在今后的教學(xué)實踐中，將不斷予以完善，開發(fā)更加適合廣大師生使用的化學(xué)用語象棋對弈系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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