化学桌游的设计与应用

陈滢洁 郑柳萍

摘要： 设计并实践了一款能结合常规化学作业的桌面游戏，介绍了游戏的道具、基本规则和三种游戏模式，通过过程性观察、问卷数据处理与师生的访谈分析对该桌面游戏进行了评析，丰富了游戏化学习的相关内容。同时提出了两种实施渠道，三点实施建议，旨在让更多的教师将教育游戏应用到教学中去。

关键词： 教育游戏； 化学作业； 桌面游戏

文章编号： 1005-6629（2023）03-0028-06

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1  化学桌面游戏设计的缘起

《义务教育化学课程标准（2022年版）》中的课程实施教学建议中提出应有效促进学习方式转变［1］。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》建议加强校内校外化学教学资源的开发与利用［2］。即在教学中，注重运用多样化的教学方式，引导学生用多样化方式解决问题。将化学学习游戏化，正是一种“创中学”，可以让学生学到化学知识，也可以达到发展化学学科核心素养的目的。而将桌面游戏融入化学作业，可以减轻学生对作业的抵触情绪，也符合教育部提出的“双减”政策要求，提高作业设计质量［3］，实现“增效减负”。2021年2月1日，教育部办公厅发布《关于加强中小学生手机管理工作的通知》，“通知”中提到应加强作业管理，不得用手机布置作业或要求学生利用手机完成作业［4］。但在查找教育游戏的过程中，会看到许多优秀的教育游戏是以电子设备为载体，与教育部要求相违背，而桌面游戏就能够解决这样的问题。

“桌面游戏”，简称“桌游”，它是针对如棋局游戏、版图游戏、角色扮演游戏、卡牌游戏以及其他在桌面上或者任一平面上就可开展的游戏的泛称。同理，“化学桌面游戏”简称“化学桌游”，即将化学元素与桌面游戏进行融合产生的一种具有教育意义的游戏。

国内化学桌游有钱扬义［5］等人针对化学用语设计的“520化学扑克牌”，陈滢洁、郑柳萍［6］针对原子的结构设计弹走“原子核”的版图类桌游等;国外化学桌游有CHEMTrans［7］——一款适合化学学科核心素养水平相对较高的高中生记忆化学方程式的飞行国际象棋游戏，Chemical Battleship［8］——一款能让学生熟悉元素周期表及其包含的信息以及实验室玻璃器皿的化学版本经典棋盘游戏战舰等。查阅国内外相关文献时发现，一是多数化学桌游都只是针对部分化学知识进行设计，范围限定；二是所设计的化学桌游不能将常规的化学作业与游戏进行结合，无法达到资源利用的最大化；三是国内的设计者更多是将游戏对象集中于化学初学者，但国外化学桌游的适用范围更广，扩大到小学至大学学段，甚至高中的占比是最高的，说明了化学桌游不只对一类受众。基于以上分析，本文希望能够设计出一款知识范围广且能够结合常规化学作业的化学桌游。

2  化学桌游的设计

2.1  设计思路

桌游设计参考了凯文·韦巴赫的游戏元素分类［9］，先针对教学目标进行原始桌游的筛选，然后在其基础上结合化学学习的特点进行游戏元素补充：一是组件元素，对徽章、排行榜等原始的游戏道具进行选择与再创，创造出具有化学学科特点的道具；二是机制元素，设置任务种类、充满随机性的机会、反馈形式、如何交易等具体规则；三是动力元素，考虑到适合学生的驱动力，如情感维度的好奇心、竞争力、挫折、幸福感，关系维度的社会互动产生的友情及利他等感情。通过这一阶段的游戏策划，形成初始形态的化学桌面游戏。

在游戏基本成型时将进行游戏试玩，通过教师和不同类型的学生的试玩反馈，对游戏进行改良。

2.2  设计过程

作业在化学课程教学中是不可或缺的，但在实际操作过程中，不少学生对作业有所抵触。因此，本研究根据“自主、自觉、自律地完成化学作业”这一教学目标，进行化学桌游设计。

根据所确立的目标，选择原始桌游时考虑到化学课后作业之多与杂，将是否有原始桌游能容纳不同课题的化学课后作业为筛选条件之一；原始桌游的难易程度应适中为筛选条件之二；筛选条件之三为原始桌游需具有一定的灵活性，包括规则、内容与化学元素的能否加入。

下面将从游戏基本规则、游戏道具和游戏模式三个方面介绍化学桌游“不在‘化’下”。

2.2.1  游戏基本规则

化学桌游“不在‘化’下”的游戏基本规则是由一位同学通过语言、速度、绘画、唇语这四种表达方式，利用一切能够想得到的办法表述“部分题目信息”，再根据“已知题目信息”提示其他同学顺利猜出“完整题目”并解答该题。

2.2.2  游戏道具

游戏道具包括1张游戏版图、4个行动棋子、30枚金币、16张技能卡、2颗游戏骰子、1个沙漏、若干道化学作业题目，具体介绍如下。

2.2.2.1  游戏版图和行动棋子

游戏版图（见图1）中的第16个格子为既定目标即成就，与行动棋子这一具有可视化的用户形象结合产生“排行榜”，视觉化显示玩家的进展和成就。

2.2.2.2  金币

游戏中的金币可用围棋棋子代替（見图2），金币作为奖励可进行交易，在组队模式中的具体用途有二：一枚金币延长时间，两枚金币换一张卡；获得途径有二：游戏开始时每组初始资源有两枚金币，游戏过程中答对获得一枚金币。

2.2.2.3  技能卡

技能卡（见图3）则是该游戏中具有随机性的元素。如技能卡中的“求助卡”可求助他人进行题目的解答，此卡为了游戏的平衡而设置，解决了化学在桌游中遇到的难题，让学困生也有参与游戏的欲望。具体的技能卡名称、功能与使用条件见表1。

2.2.2.4  游戏骰子

两颗游戏骰子分别为数字骰子（见图4）和图案骰子（见图5）。经过改进，数字骰子“1、 2、 3、 ……、 6”代表题库题号，数字点数可代表题号的选择范围，如“3”代表的题号既可以是3的倍数“3、 6、 9……”，也可以是题号含3的“13、 23、 33……”。图案骰子决定了行动目标，分别是“绘画”“速度”“语言”“唇语”“抢答”“抽奖”。

“绘画”是由一名组员用板书概括的形式来表达选择题题干信息，其他组员根据已给选项猜题并解答该题，不能原封不动抄写题目。如选择例题1用“绘画”方式进行表达，则需亮明题目中的所有选项，将题干“为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是”隐藏并用“绘画”方式进行表达，可表示为“NaHCO3（Na2CO3）？”（非唯一表示方式，言之有理即可）。

例题1  为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是（    ）。

A. 加热，观察是否有气体放出

B. 溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀

C. 溶于水后加石灰水，看有无沉淀

D. 取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生

“速度”是由一名组员用任意方式在最短时间内来表达选择题题干或选项的较长部分，其他组员根据显示信息猜题并解答该题，期间用沙漏进行计时。如依旧选择例题1用“速度”方式进行表达，应先观察该题题干和选项哪部分信息較多，之后亮明信息较少的题干信息，隐藏题目中的“所有选项”并用任意方式（可以是板书、语言、动作等或板书和语言结合等方式）进行表达。该例题的所有选项可用板书和语言结合的方式进行表达，边画边说，如图6所示（非唯一表示方式，言之有理即可）。

“语言”是由一名组员用语言间接描述所要表达的填空题部分信息，其他组员根据显示信息猜题并解答该题，描述过程中，不能出现题目中的动词或名词。如例题2中可自主选择隐藏信息“上述反应中，可能属于化合反应的是________（填序号，下同），可能属于复分解反应的是________，一定属于氧化还原反应的是________。”并亮明其他信息，再用语言的方式进行表述，过程中不能出现“化合反应、复分解反应和氧化还原反应”，因此可表述为“这些序号中的变化可能属于多变一的类型是哪些？可能属于两种化合物交换成分生成另外两种化合物的形式的序号有哪些？一定属于化合价升降类型的又有哪些？”（非唯一表示方式，言之有理即可）。

例题2  以钙为例，钙及其化合物之间的转化关系如图所示，

上述反应中，可能属于化合反应的是________（填序号，下同），可能属于复分解反应的是________，一定属于氧化还原反应的是________。

“唇语”是由一名组员用唇语表示该题出现的化学名称，其他组员猜词并解答该题。如例题2中可用唇语表示“钙”，其他组员猜对后亮明完整题目解答正确方为成功。

“抢答”是由一名组员选择用绘画、速度、语言其中之一表达信息，其他组员猜题并解答该题。

“抽奖”是由该组玩家可抽取技能卡牌一张，抽取后再摇图形骰子决定行动目标。

2.2.2.5  沙漏

沙漏作为计时使用，玩家必须在规定时间内完成任务，如若未完成，则判定失败，游戏交由下一组继续完成任务。沙漏作为任务的一部分，可以在“速度”环节使用，也可以是在“语言”“绘画”等其他环节使用增加挑战难度，推进游戏进程。

2.2.2.6  若干道化学作业题目

若干题编号后的化学作业题目代替了原始桌游中的词汇卡，作为预设挑战，与目标和奖励相关。题目的选取来源有教材的课后练习、校本作业、试卷等，题目范围小到每一节的课后练习，大到中高考题，只要是适合学生整体水平的，都能够列入选择范畴。

2.2.3  游戏模式

游戏模式有组队模式、单挑模式和挑战主持人模式。

2.2.3.1  组队模式

组队模式中将所有学生分为2～4组，每组人数不限。进行分组后，分发每组学生的起始道具有：行动棋子1枚，画笔、本子1套，金币2枚，任意抽取的技能牌1张。在该模式中不要求公开每组学生的金币数量和技能牌信息。游戏开始时，每组学生将行动棋子作为代表物置于游戏版图的起点。自行决定游戏先后顺序后，每一回合，由一名学生抛掷图形骰子和数字骰子，根据数字骰子在题库中选择题目，将题目分为“已知题目信息”和“未知题目信息”，将“未知题目信息”进行遮挡后根据图形骰子确立行动目标开始表述，其他学生根据未遮挡部分的“已知题目信息”猜测完整题目并解答，答对则可在游戏版图上前进一步并获得金币，任务失败则交由下一组学生开始游戏。附图7对该模式加以说明。

组队模式的游戏示例如下：“一、二、三、四”共四组学生中一组先开始游戏，派出A同学掷骰子，掷到“4”“绘画”，A同学选择第8题（4的倍数）用“绘画”方式表示。该题的原题如下：

8. 盐是一类常见的特质，下列物质通过一步反应可以直接形成盐的是（    ）。

① 金属单质  ② 碱性氧化物  ③ 碱  ④ 非金属单质  ⑤ 酸性氧化物  ⑥ 酸

A. ①②③    B. ①④⑥    C. ②⑤⑥    D. 全部

A同学亮明所有选项信息“A.①②③  B.①④⑥

C.②⑤⑥  D.全部”，隐藏题干信息并用“绘画”方式表示见图8。此时同组的C同学选出正确答案D，解锁完整题目信息且C同学阐述解题思路后，该组学生的代表棋子在游戏版图上前进一格并获得金币一枚。此时可以考虑是否购买技能卡，技能卡根据使用条件使用。

2.2.3.2  单挑模式

单挑模式的游戏人数为3～8人为宜，此模式不需要用技能卡、行动棋子和游戏版图。每位学生的起始道具为金币两枚，所有学生的金币公开。该模式的胜利条件为最先获得十一枚金币的学生获胜。每一回合由一名学生作为出题者投掷数字骰子和图案骰子，如果掷到绘画、速度、语言、唇语，则按照原有规则行动表达，其他学生进行竞猜，猜中者及出题者都可从资源堆中获取金币一枚；如果掷到抽奖，则交还一枚金币，再掷图案骰子，直到出现的不是抽奖为止；如果掷到抢答，则掷骰子学生的下家可以要求掷骰子的学生在绘画、速度、语言、唇语中选择其中一种行为目标作为表达方式，猜中者及出题者都可从资源堆中获取金币一颗。附图9对该模式的主要过程进行说明。

2.2.3.3  挑战主持人模式

挑战主持人模式无人数限制，此模式不需要游戏版图、行动棋子、技能卡和题目骰子。该模式顾名思义，需要选择一名学生作为主持人，主持人将提前准备所要表达的题目，将“已知题目信息”用PPT等便于所有学生看到的形式展现出来，选择任意方式来表达“未知题目信息”。其余学生作为抢答者不限时抢答，只要有人猜中则可获得一枚金币，若主持人放弃，可进入下一题。胜利条件在游戏之前达成共识即可，比如某位学生获得11枚金币数量则为胜利者，游戏结束。或者主持人表达完所有已经准备的题目时，获得金币数量最多的学生获胜。附图10对该模式加以说明。

3  “不在‘化’下”中学化学桌游的实践结论与反思

对化学桌游“不在‘化’下”进行教学实践，实践前参考Goetz等人的学业情绪问卷［10］设计问卷以调查学生对常规型化学作业和桌游型化学作业的情绪。在游戏实施前，发放并手机问卷调查学生对桌游型化学作业的情绪。游戏实施时，通过借班上课进行该化学桌游的游戏宣講及试玩，让教师和学生可以更快捷、更全面地了解桌游型化学作业后，根据试玩过程进行组与组之间的人员微调以确保游戏平衡，再利用自习课时间借助这一桌游完成当日化学作业后发放并收集问卷调查学生对桌游型化学作业的情绪。除此之外，还临时成立了一个高一的化学桌游社，在每双周的固定自习课上以当日化学作业为题实施该游戏。最后对教师和学生进行访谈并分析实践过程和问卷结果。

在教学实践的过程中发现，学习者在游戏化教学中参与率大大提升。通过访谈可以探知此过程不仅提高学生的阅读能力、思考能力和表达能力，促进学生的才略养成，也让学生在合作中形成良性竞争，竞争中培养合作意识，增进生生之间、师生之间的交流，发挥学生的主体性。

实践后将问卷数据通过统计软件SPSS定量分析发现，将桌面游戏融入化学课后作业中能够改善学生对作业的消极情绪，也能充分调动学生对作业的积极情绪，尤其是对成绩“中下”及“较差”的学生、男生群体以及高一学生而言，因此本研究所设计的“不在‘化’下”化学桌游具有一定的教育性。该化学桌游主要可用于两种教学渠道：一是作业讲评，意在改善学生不喜欢学、教师不喜欢教的习题讲评课。二是成立化学桌游社团，意在“双减”政策背景下利用学生更多的课余时间增强其学习动机，提升其学习效果。

实践后发现，在适用化学桌游时还需要注意以下问题：

（1） 紧扣作业目标，完成作业任务。化学桌游对教师而言只是辅助手段，作业目标的实现不能依赖于化学桌游，教师在指导学生使用化学桌游应当充分考虑能否完成作业任务，实现作业目标。

（2） 使用化学桌游时应注意随机应变。即规则可根据实际情况进行改动。如对于学优生或熟练者可增加作业难度和游戏难度，对于学困生与新手玩家也可降低作业难度并简化游戏规则。任何一个化学桌游在设计时都无法将实际状况的出现考虑得面面俱到，这需要教师在使用化学桌游时根据教学实际进行微改动以达到教学目的。如在本化学桌游中，时间控制方面可以适时缩短或延长；技能卡中“求助卡”的比例可适当增加或减少；在对“未知题目信息”进行表述时，也可降低难度不限制选择题或填空题，也不限制选择题的题干或是选项；在“语言”描述环节，假设对需要表示的化学名词“碳酸钠”，将其直接表述为“Na2CO3”，难度则为“易”，升级难度后则不得出现化学符号的转换，需描述为“苏打或纯碱”等。

（3） 化学桌游的使用要注意因材施教原则。化学桌游并不适用于所有的学生，它只适合一部分如喜欢游戏、喜欢竞争、喜欢社交的学生。因此，在使用化学桌游时，要注意因材施教的原则，比如成立化学桌游社团，将这类学生组建起来；也可以作为习题讲评课调动课堂气氛，但要考虑到班级中不喜欢化学桌游的学生，不应作为长期的教学策略。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部制定. 义务教育化学课程标准（2022年版）［S］. 北京： 北京师范大学出版社， 2022： 44～45.

［2］中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020：87.

［3］教育部. 中共中央办公厅  国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》［J］. 教育与装备研究，2021，（8）： 1.

［4］中华人民共和国教育部. 教育部办公厅关于加强中小学生手机管理工作的通知［EB/OL］. （2021-01-18）［2021-06-05］. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s7053/202101/t20210126_511120. html.

［5］钱扬义， 周群力， 林建芬等. 中学化学教学创新——“520中学化学桌游”学习法（第二版）［M］. 北京： 科学出版社， 2013.

［6］陈滢洁， 郑柳萍. 利用游戏化教学  促进”微粒观”建构［J］. 化学教育， 2022， 43（1）： 58～65.

［7］Li， J. ; Yang， M. A. ; Xue， Z. H. CHEMTrans： Playing an Interactive Board Game of Chemical Reaction Aeroplane Chess ［J］. Journal of Chemical Education， 2022， 99（2）： 1060～1067.

［8］Jose M. Montejo Bernardo and Alfonso Fernndez Gonzlez. Chemical Battleship： Discovering and Learning the Periodic Table Playing a Didactic and Strategic Board Game ［J］. Journal of Chemical Education， 2021， 98 （3）： 907～914.

［9］［美］凯文·韦巴赫， 丹·亨特. 游戏化思维： 改变未来商业的新力量［M］. 杭州： 浙江人民出版社， 2014.

［10］Goetz T， Nett U E， et al. Students emotions during homework： Structures， selfconcept antecedents， and achievement outcomes ［J］. Learning and Individual Difference， 2012， 22（2）： 225～234.