基于化学核心素养提升的游戏化学习研究与应用

谢雨 林荣珊 钟文婷 于艳伟 姜大雨

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

摘  要 随着游戏化学习研究的深入，化学课堂的传统教学模式也在发生变化。旨在全面提升化学核心素养的《普通高中化学课程标准（2017年版）》重点要求提高学生科学探究的能力。比较传统化学课堂和游戏化学习课堂中的各个要素，概述游戏化学习在化学课堂教学中的应用形式，以“金属活动性顺序表的应用”为例，阐释游戏化学习在提升化学核心素养方面的作用。

关键词 化学;化学核心素养;游戏化学习;多媒体游戏;实验

中图分类号：G652    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）09-0055-03

1 游戏化学习

游戏化是指将游戏或游戏元素、游戏设计和游戏理念应用到一些非游戏情境中[1]。而游戏化学习是指将游戏元素、游戏设计和游戏理念应用到教学情境中，可以直接使用多媒体游戏，也可以将教学活动设置为游戏。它具有游戏特征，保留了游戏的外观和黏性;教学模式以用户体验为主，用户在不断尝试错误的过程中获得知识[2]。同时，游戏化学习的环境为学生创设了有趣的学习情境，提供与同学交流合作的机会，激发学习动机，促使他们形成良好的情感态度[3]。学生在游戏参与过程中体验知识的生成，提高创新能力与解决问题的能力。

2 游戏化学习在化学课堂教学中的应用

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出，让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。同时从“情感态度与价值观”角度阐明，让学生增强对化学现象的好奇心，提高学习化学的兴趣。科学素养作为化学核心素养的核心追求目标，为化学课堂教学提供了一定的指导。

把游戏融入实验课堂中，可以使学生主动且完整地参与科学探究的过程;而融入习题课堂中，可以激发学生学习化学的兴趣。融入课堂的方法有两种。

1）多媒体游戏应用于化学课堂。化学课堂可以把教学内容设计成多媒体游戏，具有形象性、竞争性、即时性和互动性等特点，让学生更容易沉浸其中学习化学知识。教学活动中使用多媒体游戏的案例分析如表1所示。

2）融入游戏元素，将教学活动设置为游戏。把教学活动设置为游戏，需要融入游戏元素。而游戏形式可以参照网络游戏或综艺节目改编，如“化学版击鼓传花”“化学版走迷宫”“化学版撕名牌”等。融入游戏元素的教学活动游戏如图1所示。

3 游戏化课堂与传统课堂的比较

游戏化课堂与传统课堂的区别主要体现在教师角色、学生地位、媒体作用、课堂内容获得方式和评价方式的不同[4]。其中各要素对比如表2所示。

以实验课和习题课为例进行说明。在传统的实验课堂中，教师演示实验或播放实验视频，再让学生完成实验操作;游戏化课堂中，教师由“主体”转化为“主导”，引导学生参与小组实验探究活动，让学生观察实验现象或借助平板拍摄图片，从被动接受转变为主动参与。在传统的习题课堂中，教师通过PPT呈现让学生完成大量习题，而在游戏化课堂中，学生会主动参与游戏练习;评价方式也从书面习题转换为游戏评测，教师可通过大数据及时调整上课进度。

4 教学分析

内容分析  本课时主要通过三个部分介绍“金属活动性顺序表的应用”：判断金属是否可以和酸、金属化合物溶液反应;计算金属和酸反应产生氢气的质量;设计实验，验证不同金属的活动性强弱。

学情分析  学生对金属的物理性质有一定的了解，但对金属的化学性质没有进行系统学习和研究。同时，初中阶段的学生对于实验探究、趣味游戏有着比较浓厚的兴趣，喜欢通过实际操作加深对知识的理解。

教學目标

1）知识与技能：能判断金属跟酸、盐溶液能否发生置换反应;能设计实验验证金属活动性强弱;能判断金属与酸发生置换反应的速率及产生氢气的质量。

2）过程与方法。通过小组讨论，使学生能主动与他人进行交流和讨论，初步学会运用对比、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，再得到结论。

3）情感态度与价值观：通过游戏比拼方式，激发学生的学习兴趣;通过创设真实情境，强化学生运用化学知识解决生活问题的意识。

教学重难点  设计实验，验证不同金属的活动性强弱。

5 教学过程

“金属活动性顺序表的应用”从学科核心素养出发，借助希沃白板创建游戏化课堂：首先对金属活动性顺序

表进行回顾和应用;接着让学生在实验探究过程中深化对知识的理解;最后利用剥豆豆网页平台对学生知识掌握情况进行大数据分析。其教学流程如图2所示。

课堂导入  教师通过问题“小明有一枚戒指，该如何鉴别它是由黄金还是黄铜制成的呢”导入课堂，此时学生积极回答，并提出自己的猜想。学生认为可以通过稀盐酸、稀硫酸或硫酸铜溶液与戒指反应的现象判断它的材料。

知识回顾   教师回顾上节课金属和酸、金属化合物溶液反应的实验，启发学生可以通过金属活动性顺序表判断反应是否发生;引导学生回忆金属活动性顺序表，接着通过游戏PK对学生的背诵情况进行检验，再通过趣味分类游戏了解该应用的掌握情况。游戏视频二维码如图3所示。

应用提升  在学生理解“金属活动性顺序表的应用”后，教师接着提出问题：“如何判断金属和酸反应的速率和产生氢气的质量？”该问题使学生从金属是否可以和酸反应的定性认知过渡到定量思考，接着让学生通过找碴儿游戏画出不同金属随着反应时间产生氢气质量的图像。

实验探究  在学生掌握理论基础后，教师对学生的能力进行提升，先提出问题：“如何验证Fe、Mg、Cu的活动性的强弱？”再组织学生进行实验探究，同时将学生实验过程投影于大屏幕。学生小组讨论后设计方案和探究，并借助平板拍下实验现象，接着到讲台展示并分析实验结果。该过程培养学生合作精神和提高科学探究能力。