基于化學核心素養提升的游戲化學習研究與應用

謝雨 林榮珊 鐘文婷 于艷偉 姜大雨

10.3969/j.issn.1671-489X.2019.09.055

摘? 要 隨著游戲化學習研究的深入，化學課堂的傳統教學模式也在發生變化。旨在全面提升化學核心素養的《普通高中化學課程標準（2017年版）》重點要求提高學生科學探究的能力。比較傳統化學課堂和游戲化學習課堂中的各個要素，概述游戲化學習在化學課堂教學中的應用形式，以“金屬活動性順序表的應用”為例，闡釋游戲化學習在提升化學核心素養方面的作用。

關鍵詞 化學;化學核心素養;游戲化學習;多媒體游戲;實驗

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）09-0055-03

1 游戲化學習

游戲化是指將游戲或游戲元素、游戲設計和游戲理念應用到一些非游戲情境中[1]。而游戲化學習是指將游戲元素、游戲設計和游戲理念應用到教學情境中，可以直接使用多媒體游戲，也可以將教學活動設置為游戲。它具有游戲特征，保留了游戲的外觀和黏性;教學模式以用戶體驗為主，用戶在不斷嘗試錯誤的過程中獲得知識[2]。同時，游戲化學習的環境為學生創設了有趣的學習情境，提供與同學交流合作的機會，激發學習動機，促使他們形成良好的情感態度[3]。學生在游戲參與過程中體驗知識的生成，提高創新能力與解決問題的能力。

2 游戲化學習在化學課堂教學中的應用

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出，讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程，在“做科學”的探究實踐中培養學生的創新精神和實踐能力。同時從“情感態度與價值觀”角度闡明，讓學生增強對化學現象的好奇心，提高學習化學的興趣。科學素養作為化學核心素養的核心追求目標，為化學課堂教學提供了一定的指導。

把游戲融入實驗課堂中，可以使學生主動且完整地參與科學探究的過程;而融入習題課堂中，可以激發學生學習化學的興趣。融入課堂的方法有兩種。

1）多媒體游戲應用于化學課堂。化學課堂可以把教學內容設計成多媒體游戲，具有形象性、競爭性、即時性和互動性等特點，讓學生更容易沉浸其中學習化學知識。教學活動中使用多媒體游戲的案例分析如表1所示。

2）融入游戲元素，將教學活動設置為游戲。把教學活動設置為游戲，需要融入游戲元素。而游戲形式可以參照網絡游戲或綜藝節目改編，如“化學版擊鼓傳花”“化學版走迷宮”“化學版撕名牌”等。融入游戲元素的教學活動游戲如圖1所示。

3 游戲化課堂與傳統課堂的比較

游戲化課堂與傳統課堂的區別主要體現在教師角色、學生地位、媒體作用、課堂內容獲得方式和評價方式的不同[4]。其中各要素對比如表2所示。

以實驗課和習題課為例進行說明。在傳統的實驗課堂中，教師演示實驗或播放實驗視頻，再讓學生完成實驗操作;游戲化課堂中，教師由“主體”轉化為“主導”，引導學生參與小組實驗探究活動，讓學生觀察實驗現象或借助平板拍攝圖片，從被動接受轉變為主動參與。在傳統的習題課堂中，教師通過PPT呈現讓學生完成大量習題，而在游戲化課堂中，學生會主動參與游戲練習;評價方式也從書面習題轉換為游戲評測，教師可通過大數據及時調整上課進度。

4 教學分析

內容分析? 本課時主要通過三個部分介紹“金屬活動性順序表的應用”：判斷金屬是否可以和酸、金屬化合物溶液反應;計算金屬和酸反應產生氫氣的質量;設計實驗，驗證不同金屬的活動性強弱。

學情分析? 學生對金屬的物理性質有一定的了解，但對金屬的化學性質沒有進行系統學習和研究。同時，初中階段的學生對于實驗探究、趣味游戲有著比較濃厚的興趣，喜歡通過實際操作加深對知識的理解。

教學目標

1）知識與技能：能判斷金屬跟酸、鹽溶液能否發生置換反應;能設計實驗驗證金屬活動性強弱;能判斷金屬與酸發生置換反應的速率及產生氫氣的質量。

2）過程與方法。通過小組討論，使學生能主動與他人進行交流和討論，初步學會運用對比、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工，再得到結論。

3）情感態度與價值觀：通過游戲比拼方式，激發學生的學習興趣;通過創設真實情境，強化學生運用化學知識解決生活問題的意識。

教學重難點? 設計實驗，驗證不同金屬的活動性強弱。

5 教學過程

“金屬活動性順序表的應用”從學科核心素養出發，借助希沃白板創建游戲化課堂：首先對金屬活動性順序

表進行回顧和應用;接著讓學生在實驗探究過程中深化對知識的理解;最后利用剝豆豆網頁平臺對學生知識掌握情況進行大數據分析。其教學流程如圖2所示。

課堂導入? 教師通過問題“小明有一枚戒指，該如何鑒別它是由黃金還是黃銅制成的呢”導入課堂，此時學生積極回答，并提出自己的猜想。學生認為可以通過稀鹽酸、稀硫酸或硫酸銅溶液與戒指反應的現象判斷它的材料。

知識回顧? ?教師回顧上節課金屬和酸、金屬化合物溶液反應的實驗，啟發學生可以通過金屬活動性順序表判斷反應是否發生;引導學生回憶金屬活動性順序表，接著通過游戲PK對學生的背誦情況進行檢驗，再通過趣味分類游戲了解該應用的掌握情況。游戲視頻二維碼如圖3所示。

應用提升? 在學生理解“金屬活動性順序表的應用”后，教師接著提出問題：“如何判斷金屬和酸反應的速率和產生氫氣的質量？”該問題使學生從金屬是否可以和酸反應的定性認知過渡到定量思考，接著讓學生通過找碴兒游戲畫出不同金屬隨著反應時間產生氫氣質量的圖像。

實驗探究? 在學生掌握理論基礎后，教師對學生的能力進行提升，先提出問題：“如何驗證Fe、Mg、Cu的活動性的強弱？”再組織學生進行實驗探究，同時將學生實驗過程投影于大屏幕。學生小組討論后設計方案和探究，并借助平板拍下實驗現象，接著到講臺展示并分析實驗結果。該過程培養學生合作精神和提高科學探究能力。