宏微结合视角下游戏化学习在中学化学教学中的应用

郭禹希 张阳 王金宝 姜大雨

摘  要 在化学课堂教学中，通过游戏化学习的方式，运用合理的教学策略，以探究、交互、娱乐的理念设计课堂教学活动，以此激发学生参与学习的积极性，转变师生教与学方式，提高课堂教学质量。以“铁及其化合物—铁的重要化合物”为例，阐述游戏化学习在提升学生“宏观辨识与微观探析”素养方面的作用。

关键词 游戏化学习;铁及其化合物;化学教学;核心素养;虚拟实验室;宏观辨识;微观探析

中图分类号：G427    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）11-0068-03

0  前言

近年来，随着电子游戏技术的不断成熟，游戏化学习开始备受关注，寓教于乐的观念也逐渐被大家所接受。简单地说，游戏化学习就是教育工作者以游戏的形式引导学生学习。而游戏化学习是指将游戏的各种理念融入教学活动中，既可以直接将教学活动设置为游戏，也可以使用多媒体网络游戏[1]。在此过程中，游戏给学生提供了逼真的情境，让学生既能“体验到”，又能“知道”，让他们自己去发现、分析和解决问题[2]。

1  游戏化学习在教学中的应用

“宏观辨识与微观探析”是《普通高中化学课程标准（2017年版）》中规定的高中化学核心素养之一。学生学习化学的起点是从宏观辨识开始的，对物质本质的了解是通过微观辨析进行的，二者相互结合，体现了从微观分子、原子角度认识物质结构、性质以及物质相互转化的科学视角[3]。

在教学过程中要始终坚持构建一种由宏观到微观的知识体系。将游戏元素应用于新授课中，可以提高学生参与度。而将游戏元素应用于总结中，可以使枯燥的知识变得有趣，便于学生记忆。将游戏融入课堂中的方式主要有两种。

1.1  利用多媒体网络设备

主要是指依托电子设备进行的一种游戏体验方式。电子游戏具有竞争性、互动性、即时性等特点，并且更加形象生动，有利于学生沉浸在游戏中学习化学知识[4]，易于突破化学难点。教学案例如表1所示。

1.2  将游戏元素应用到教学中

具体实物内容有卡片、桌游、师生共同制作的教学用具和正式出版并公开发行的游戏[4]。教师也可以将教学活动参照网络游戏或其他游戏进行再创造后应用到具体的教学中，如表2所示。

2  游戲化教学铁的重要化合物案例设计

2.1  学情分析

学生在之前虽然已经学习过元素化合物知识，但是在铁及其化合物这部分知识中涉及多价态化合物之间的转换，比较抽象难懂，对于刚接触高中化学的学生来说很难理解。在传统课堂中，教师讲、学生听，学生的参与度很低，而且教师很难直观地看到学生对知识点的掌握情况。这个时候就可以利用游戏化的方式，不仅可以帮助学生又快又准地消灭知识重难点，而且有助于教师了解学生对知识点的掌握情况，实现对师生教与学方式的转变。利用NB虚拟实验室进行实验，有助于实现学生知识由宏观到微观的迁移。

2.2  教学目标

通过探究FeSO4的性质，能够类比推理出制备Fe（OH）2的实验过程;通过学习铁的重要化合物相关知识，能够从物质类别以及元素价态的角度建立学习多价态化合物之间转换的方法，并能自主构建“铁三角”转换模型。

2.3  设计思路

教师在授课过程中先将一部分知识点介绍给学生，然后利用小组讨论的方式让学生自行总结出剩余知识点，接下来利用预先设计好的游戏对学生进行检测，根据学生掌握程度调节游戏难度，使学生沉浸于其中。要避免学生因知识掌握不全面而产生焦虑情绪，或是因为游戏难度过低而觉得无聊。过程如图1所示。

2.4  教学过程

2.4.1  引出新知  教师在课前将这节课要讲的关于铁的氧化物的性质、用途及主要来源以文字的形式制作在卡牌上。在讲授完这部分内容后，随机抽取各小组一名学生进行比赛，根据比赛结果建立积分排行榜，以此激励学生集中注意力学习接下来的内容。

用上述游戏化学习的方式开启课堂教学，既可以帮助学生快速进入学习状态，也可以实现轻松高效的课堂学习。利用卡片游戏学习铁的氧化物的性质、用途及主要来源，不仅促进了师生教与学方式上的转变，而且大大提高了学生的参与意识。

2.4.2  实验探究  教师设置生活情境，引导学生通过阅读常见补血药品的说明书，运用已有知识和分类观，预测FeSO4化学性质，在小组内讨论并设计实验验证猜想，然后根据之前小组之间的积分排名依次进行结果汇报，接下来进行Fe（OH）2的制备，实验如图2所示。小组内部进行交流讨论，统一观点后写出Fe（OH）2被空气中氧气氧化的化学方程式，最后了解并掌握Fe3+的检验方法以及Fe3+的性质，实验如图3所示。

在上述教学活动中，学生虽然了解Fe、Fe2+、Fe3+的性质，但是不能建构起系统的知识体系，在设计游戏化教学活动时可以利用NB虚拟实验室辅助教学。通过NB虚拟实验室平台，能够将微观的实验以可视化的形式动态地呈现出来，进而提高学生“宏观辨识与微观探析”的素养。

2.4.3  总结应用  教师可以逐步引导学生自主构建“铁三角”之间的转化关系。在小组内部进行化学扑克游戏，进一步熟悉本节课所学习的内容，选出每个小组的前三名学生进行分组PK。教师提前在希沃白板中设置好“试题较难，答题时间较长”“试题难度中等，答题时间中等”“试题比较简单，答题时间较短”三组游戏，游戏二维码如图4所示。根据组内名次依次进行比拼，然后根据PK结果给小组加分。最后根据本节课的积分排名情况对获得第一名的小组进行奖励，既鼓励了获胜学生，也激励了其他学生。

在上述游戏化学习过程中，教师应该密切关注学生动向，时刻提醒学生遵守游戏规则，维持良好的课堂纪律。在此过程中对重点问题进行针对性训练，可以帮助学生建立起学好化学的信心。适当的奖惩可以给学生带来惊喜与竞争，使学生更加主动地参与课堂活动。

2.5  游戏说明

本节课利用希沃白板将游戏融入课堂活动中。表3从游戏名称、游戏内容、游戏规则、设计意图四方面对本节课的游戏进行说明。

3  总结与反思

游戏化学习只是一种辅助教学的手段，并不能代替传统的课堂教学，只是起到对传统课堂教学进行有效补充的作用。所以，教师更应该关注学生的身心发展特征，巧妙地利用游戏化学习的方式提高学生学习化学的兴趣和课堂效率并促进教学方式的转变。随着广大化学教师不断钻研，相信会有更多的技术可以融入化学课堂中。

参考文献

[1]谢雨，林荣珊，钟文婷，等.基于化学核心素养提升的游戏化学习研究与应用[J].中国教育技术装备，2019（9）：55-56，68.

[2]尚俊杰.游戏化学习的价值及未来发展趋势[J].上海教育，2016（35）：45-47.

[3]张金怡.“宏微结合”视角下《物质结构与性质》模块的教学实践：以“氢键的形成”为例[J].化学教与学，2020（10）：58-62.

[4]陈博殷，钱扬义，李言萍.游戏化学习的应用与研究述评：基于国内外课堂中的“化学游戏化学习”[J].远程教育杂志，2017（5）：93-104.