“轻松突破化学用语”手游的开发及应用

摘要：基于Android系统架构设计开发的一款界面友好、操作简单、自动反馈、难度可控、高效稳定和富有娱乐性的化学用语手机小游戏。该手游集知识性、趣味性、挑战性、拓展性于一体，引导学生在较少的时间内更有效地掌握化学用语知识。

关键词：Android；游戏开发；化学用语

文章编号：1005–6629（2016）9–0028–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 开发背景

化学用语是初中科学的重要组成部分，是高度浓缩的符号体系，是科学学习不可或缺的工具。初中阶段要求掌握的元素种类虽只有二十余种，但由此衍变的化学式（化学方程式）较多，学生识记和使用存在一定的困难。为让学生尽快掌握化学式（化学方程式）的书写和使用，机械的记忆和大量的训练成为当下大多数教师的选择[1]。缺乏趣味的教学呈现给学生的是一堆没有生命的符号，加剧了学生的抵触心理，更容易导致学生学习兴趣的丧失，加剧科学学习的进一步分化[2]。

“520中学化学扑克桌游”[3，4]、“组合式化学用语象棋”[5]的开发应用激发了学生学习化学用语的兴趣，对减轻学生记忆负担起到积极的作用，收到良好的效果。但这些游戏需要多人配合，且携带性较差，对游戏使用的时间和空间要求较高，一定程度上影响了使用的效果。

这是一个泛在游戏的时代。智能手机的迅速普及，3G（4G）、Wifi的广泛覆盖，使得“游戏人口”越来越庞大[6]。作为容易接受新事物的初中生，不可避免地加入到这一队伍中。网络游戏的泛滥，使越来越多的中学生深陷其中，严重影响正常的学习。开发具有教育功能的手机游戏，可以为学习者提供一种新的学习方式，增强学习者的主动性，提高学习效果，让学习者最大可能地将注意力聚焦于有教育效果的游戏中。

2 系统设计

“轻松突破化学用语”是一款在Android系统平台上，基于元素、物质之间的可组合性并结合连连看、消灭星星等特点设计而成的手机游戏。本款游戏旨在引导学生在较少的时间内更有效地掌握化学用语知识，以提高使用者的学习兴趣和学习效率，减少因化学用语枯燥乏味造成的两极分化。与“沉淀连连看”[7]、“化合物命名连连看”[8]、“520化学网络扑克”[9]等游戏软件只针对化学用语的某方面辅助教学不同，“轻松突破化学用语”涵盖从元素、化学式到化学方程式的学习，使学生掌握从元素→化学式→化学方程式较为完整的化学用语知识，有利于学生更好地掌握化学用语知识。

“轻松突破化学用语”遵循循序渐进的原则，根据初中化学用语教学内容和教学进度分三个主模块：入门篇、基础篇及提高篇，学生可根据学习进度或需要选择相应的模块进行练习，如图1所示。

入门篇针对初中阶段常见的元素（表1）与化学式（表2）的识记，以图片消除的形式进行，易于操作，自动反馈，可有效减少学生化学用语学习的挫折感。元素符号的识记是初中化学用语学习的起始点和关键点，为避免学生在化学用语学习初期产生畏惧感，模块分元素篇和物质篇两个子模块（图2），不设置难度等级并适当延长游戏时间（设定时间180s）。每个子模块均含64枚棋子，其中32枚为符号棋子，另外32枚为名称棋子，符号与名称为一一对应关系，如图3、图4所示。

基础篇针对初中常见化学式的书写，通过元素（原子团）间一定规则组合形成不同的物质，如黑方棋子“H”和红方棋子“O”能组合成H2O、H2O2。由于元素（原子团）间的组合为一对多的关系，棋子间的组合存在许多可能，游戏挑战难度大大增加，但同时也提高了游戏的拓展性、可玩性。为提高游戏的适应性，本模块设置了新手级、能手级和高手级三个难度等级（图5），选择相应难度等级后系统进入游戏界面（图6），适应不同进度、不同层次的学生需要。不同难度等级在内容、形式上完全一致，但完成游戏的时间长短设置不同，新手级无时间限制，能手级须在60s内完成游戏，高手级须在40s内完成，否则挑战失败。基础篇棋子组成如表3所示，黑方棋子在化学式中通常显正价，而红方棋子则通常显负价，游戏时须分别点击红方棋子和黑方棋子，若二者能相互组合则可以消去，否则系统不会出现反馈。提高篇针对初中常见化学方程式的书写，棋子组成如表4所示。为降低提高篇的使用难度，拓宽游戏的使用，黑方棋子和红方棋子既可作为反应物，也可作为生成物，如红方棋子“HCl”和黑方棋子“H2O”之间可以存在如下反应：6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O。在游戏时间上则较基础篇有所提高，新手级无时间限制，能手级提高至120s，高手级则为80s。

此外，系统提供了背景音乐和计时功能。游戏开始时，系统默认自动播放背景音乐，也可点击相关按钮进行选择。同时游戏具备计时功能，进度条随着游戏的进行逐渐减少，进度条走完，系统自动终止游戏并返回游戏界面选项。

3 系统的使用方法

3.1 系统的安装

本系统在安卓系统的智能手机上安装后即可运行，或借助“靠谱助手”等软件在Windows环境下运行。在手机文件夹找到“轻松突破化学用语.apk”点击“安装”，安装完成后点击“打开”即可，找到程序图标拖拽至手机主界面，方便以后使用。

Windows系统中，先安装“靠谱软件”，按默认方式安装，安装后桌面生成“天天模拟器”程序图标，点击后打开，点击“我的应用”后在右下角点击“安装本地apk”，弹出安装对话框，按提示操作即可。安装完成后即可运行本系统。当玩家点击主界面的“退出”按钮，可随时退出游戏程序。endprint

3.2 系统的使用

本系统界面简洁，操作简单。运行系统出现主界面菜单后（图1），根据不同进度和需要选择相应的模块，也可进行背景音乐的设置。本系统玩法简单，只需点击棋子，当前后2次点击的棋子存在关联，棋子会自行消去，否则棋子不会消除。游戏开始后，界面右侧的进度条开始减少，进度条时间走完之前完成所有图片的消除表示游戏挑战成功，否则挑战失败。玩家在游戏过程中，可以点击菜单按钮，选择重新开始游戏、重新排列图片和退出游戏。

在“入门篇”模块中，棋子间是一一对应关系，当点击的2个棋子存在关联（符号与名称相一致），棋子消失，若棋子间没有关联则棋子不消失。当先后点击黑色棋子“钙”和红色棋子“Ca”时，棋子消除；若先后点击黑色棋子“钙”和红色棋子“Cu”时，由于二者不存在关联，棋子不会消除。

在“基础篇”和“提高篇”中，玩家可根据学习进度及自身掌握的情况选择相应的难度等级。“新手级”适合学习初期或基础相对较弱者使用，无时间限制；“能手级”、“高手级”适合有一定基础或需要进一步提高者使用，有一定时间限定，同时在界面右侧会出现时间进度条。“基础篇”和“提高篇”中，棋子间是一对多关系，“基础篇”中黑方棋子“H”和所有的红方棋子有关联，“提高篇”中黑方棋子“H2O”与红方棋子“CaO”、“HCl”、“NaCl”、“Na2CO3”等都有关联。当先后点击黑方棋子“H”和红方棋子“O”系统会出现图7所示的提示框，说明二者存在关联，点击“确定”按钮棋子消除，游戏继续；若先后点击黑方棋子“O2”和红方棋子“NaCl”系统无反应，说明二者不存在关联，棋子不会消除，可点击其他棋子继续游戏。

4 实践效果

“轻松突破化学用语”手游从元素名称、符号的配对到化学方程式的书写，从无时间限制到限定时间，循序渐进，减轻了学生学习化学用语的畏难情绪和学习负担。系统单人操作，使用简便，内置相关化学用语知识，即时反馈，自动纠错，学生可随时随地纠正、学习化学用语，减轻了学生对教师的依赖。在系统程式化面前，学生没有“作弊”的机会和可能，促进学生自主学习。系统设有不同游戏等级、不同难度层次，供不同层次、不同能力学生使用，缓解学生“吃不了”和“吃不饱”的矛盾，避免“课堂时间短”和“教学内容多”的矛盾，减轻了化学方程式集中出现导致学生短时记忆困难的局面。从反馈结果看，学生学习化学用语的积极性明显高于其他班级，经常在课余探讨化学用语知识及系统使用的方法技巧。学习成绩也有显著提高，在校组织的化学用语相关内容检测中所任教班级优秀率、平均率均居年级前列。学生在游戏的同时学习化学用语知识，起到很好的教育教学效果，给化学用语的教与学提供了新的方法与途径，在十九届全国教育教学信息化大奖赛中荣获基础教育组教育教学工具类软件系统（单机版）二等奖。

5 存在的问题

本系统为单机版软件，难以有效监测学生的使用情况，需要学生具有高度的自我约束能力。系统的判断基于设计者内置的化学用语知识，容易出现系统误判等现象的发生。系统以点击相关图片配对消除的方式进行，无需输入相关化学用语，无法真实有效地检测学生的知识水平。这些问题在今后的教学实践中，将不断予以完善，开发更加适合广大师生使用的化学用语象棋对弈系统。

参考文献：

[1][5]马仁章.组合式化学用语象棋的开发与使用[J].化学教学，2014，（9）：31～34.

[2]王钦忠.核心概念在“化学方程式”单元教学设计中的应用[J].化学教学，2013，（3）：44～46.

[3]任竞昕，林建芬，钱扬义等. 520“化学开胃菜”扑克教育游戏——化学启蒙学习的好帮手[J].中学化学教学参考，2013，（12）：41～43.

[4]钱扬义，周群力，林建芬等.中学化学学习新法——“520化学桌游”学习法[M].北京：科学出版社，2013.

[6]陶侃. 从游戏感到学习感：泛在游戏视域中的游戏化学习[J].中国电化教育，2013，（9）：22.

[7]郑楚萍，许越，吴锦伟等.“沉淀连连看”记忆游戏软件的开发[J].广东化工，2011，38（2）：203～204.

[8]郑楚萍，衷明华，许越等.“化合物命看”学习型游戏软件的开发[J].广东化工，2011，38（9）：212.

[9]钱扬义，颜璜.“520化学网络扑克”游戏的开发及其应用[J].中国电化教育，2009，（11）：84～87.endprint