羅 敏

四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，成都 611231

計算機輔助教學(xué)在化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用已取得不小成績。然而已有的一些研究表明，僅憑CAI課件的運用還難以在更大程度上激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)設(shè)更生動的學(xué)習(xí)情境?；瘜W(xué)這門極具探究性、實驗性的學(xué)科，其探究的特性蘊涵著豐富的游戲化內(nèi)容［1-2］。

“生活中處處有化學(xué)”。在新課程條件下，化學(xué)教學(xué)更加關(guān)注生活。這與國際教育界提出科學(xué)、技術(shù)、社會(science technology society，STS)教育思想相一致。STS教育的核心即“生活教育”，強調(diào)為科學(xué)學(xué)習(xí)提供真實情境的重要性，讓學(xué)習(xí)者盡可能多地接觸與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會生活實際，以社會生活為背景學(xué)習(xí)科學(xué)知識［3-4］。該文試圖將生活教育思想引入化學(xué)游戲的設(shè)計和開發(fā)中，選取青少年科普知識中的一部分—“生活化學(xué)知識”作為游戲型學(xué)習(xí)軟件要表現(xiàn)的內(nèi)容，把與現(xiàn)實生活密切相關(guān)的化學(xué)知識設(shè)計開發(fā)成集趣味性、生活性、情境性、參與性于一體的游戲型學(xué)習(xí)軟件，使學(xué)習(xí)者在輕松環(huán)境中就能習(xí)得生活化學(xué)常識。

1 理論與技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 理論基礎(chǔ):STS教育思想

STS教育是20世紀(jì)80年代以來，世界科學(xué)教育改革與發(fā)展的一種新范式，是以研究科學(xué)、技術(shù)及社會實踐相互關(guān)系和科學(xué)技術(shù)服務(wù)于社會生產(chǎn)、生活與發(fā)展的科學(xué)教育。其基本意圖是指學(xué)習(xí)者對于自然的理解(科學(xué))與人造世界(技術(shù))和他們的日常生活經(jīng)驗(社會)結(jié)合起來［5］。

根據(jù)上述對STS教育思想特征的分析，STS思想對化學(xué)游戲型學(xué)習(xí)軟件開發(fā)的指導(dǎo)主要體現(xiàn)在兩個方面:

1.1.1 有助于游戲內(nèi)容的選擇 生活中處處有化學(xué)。在人類社會發(fā)展過程中迫切需要解決的幾個重大問題:健康、環(huán)境、糧食、能源等，都與化學(xué)密切相關(guān)［6］。我國新近頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》也特別指出了中學(xué)化學(xué)的STS教育內(nèi)容，而該文的游戲型學(xué)習(xí)軟件的內(nèi)容也正是以化學(xué)新課標(biāo)選修教材《化學(xué)與生活》中的內(nèi)容為藍本。

1.1.2 有助于游戲型學(xué)習(xí)軟件類型的準(zhǔn)確定位STS思想尤其適合指導(dǎo)角色扮演型的游戲軟件開發(fā)。因此，對于化學(xué)這門極具探究性的學(xué)科，在實踐教學(xué)中，若適當(dāng)?shù)乩媒巧缪菪偷幕瘜W(xué)游戲軟件輔助學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建貼近現(xiàn)實生活的學(xué)習(xí)情境，則可令學(xué)習(xí)者用相關(guān)知識處理一些生活和學(xué)習(xí)中的實際問題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的實踐能力和科學(xué)探究能力，對拓展學(xué)習(xí)者生活化學(xué)知識有著積極作用［7-8］。

1.2 技術(shù)基礎(chǔ)

目前用于制作開發(fā)游戲的軟件主要有VC++、C#、VB、RPG Maker、Macromedia Flash 等。鑒于 Flash易學(xué)易用，具有強大的動畫制作效果，使用的2D矢量圖在放大或縮小的情況下，可以保證圖形的清晰度，顏色的明度、純度等元素效果不發(fā)生改變，為游戲場景、角色、交互圖形等的繪制提供較高品質(zhì)的保障。所以該游戲軟件主要利用Flash的ActionScript語言實現(xiàn)腳本程序，對游戲場景進行繪制和動畫制作。

2 中學(xué)化學(xué)游戲型學(xué)習(xí)軟件開發(fā)案例的設(shè)計

2.1 軟件概述

軟件名稱:生活化學(xué)大本營

學(xué)習(xí)對象:青少年學(xué)生

學(xué)習(xí)內(nèi)容:①環(huán)境中的氣體;②水與常見的溶液;③生活中常見的酸堿鹽化合物。

2.2 軟件功能模塊設(shè)計

該學(xué)習(xí)軟件包括三個功能模塊:游戲室、百科館、禮品屋。其中，游戲室模塊是該軟件的核心模塊，而百科館模塊主要是作為學(xué)習(xí)軟件的拓展性資源而設(shè)計的，禮品屋模塊作為游戲室和百科館的輔助模塊而設(shè)計的。

該軟件的相關(guān)結(jié)構(gòu)圖如圖1、2所示。

圖1 學(xué)習(xí)軟件總體結(jié)構(gòu)圖

3 軟件開發(fā)案例的實現(xiàn)

3.1 軟件界面和游戲場景的實現(xiàn)

3.1.1 軟件界面的實現(xiàn) 為了體現(xiàn)內(nèi)容生活化的特性以及化學(xué)與健康、環(huán)境的密切相關(guān)，軟件色調(diào)以綠色、藍色為主，輔以橙色、粉色，使畫面給人以清新、自然、健康之感。

3.1.2 游戲場景的繪制 在Flash中手工繪制游戲場景有兩點需要特別注意的地方:

①環(huán)境與事件主題相符。對于化學(xué)游戲場景來說，特定的化學(xué)現(xiàn)象、原理需要符合現(xiàn)實生活，這就要求場景繪制遵循生活中的化學(xué)現(xiàn)象，各元素的設(shè)計都能正確體現(xiàn)出應(yīng)有的化學(xué)特性。

②場景障礙物元件化設(shè)計。在制作時遇到玩家存在邏輯上不能通行的障礙物，如建筑、樹、河流等，則需要進行碰撞測試，這就需要在場景繪制初期將這些物體設(shè)計成元件，以備后期實現(xiàn)碰撞測試之用。

圖2 游戲分支流程圖

3.1.3 游戲角色的繪制 主角是玩家操縱的角色，在角色扮演類游戲里，需要制作主角的四方行走圖、對話半身像。在行走圖中需要把人物的正面、背面、左側(cè)面、右側(cè)面的行走動作分別分解成4幀畫出來;對話半身像只需要描繪出人物戰(zhàn)斗時的一個狀態(tài)就可以了。

3.2 軟件功能模塊的實現(xiàn)

游戲室模塊的開發(fā)是該軟件開發(fā)的核心工作，主要包括角色相關(guān)功能、場景調(diào)度功能、關(guān)卡設(shè)置等功能的實現(xiàn)。

3.2.1 角色相關(guān)功能模塊的開發(fā)

①主角四方行走功能的實現(xiàn)。主角四方行走影片剪輯制作:在Flash中要實現(xiàn)主角四方行走，需先進行四方行走影片剪輯制作。具體方法為:將設(shè)計好的主角四方行走序列圖導(dǎo)入Flash影片剪輯編輯舞臺中，按照一定方向進行排列，便可制得行走的影片剪輯元件;碰撞測試主要使用hitTest()方法實現(xiàn)。

②主角狀態(tài)、所持卡片、化學(xué)物品、寶典分卷實時顯示的實現(xiàn)。在該游戲中，玩家的主要任務(wù)是找回8張寶典分卷。此外，為了激勵玩家，以及使游戲情節(jié)合理發(fā)展，該游戲還設(shè)計了獲得化學(xué)魔法卡片、化學(xué)物品等激勵措施。這里采用全局變量來存儲主角的狀態(tài)屬性和物品獲得的情況，利用系統(tǒng)菜單條實時顯示相關(guān)信息(如圖3所示)。在游戲過程中，玩家按下“S”鍵則會在畫面上方彈出系統(tǒng)菜單條，點擊相應(yīng)按鈕即可查看狀態(tài)、物品獲得情況，再按“S”鍵則收回系統(tǒng)菜單。

圖3 系統(tǒng)條影片剪輯圖示

3.2.2 游戲場景調(diào)度、存檔、讀檔等功能的實現(xiàn)

①游戲場景的幀標(biāo)簽設(shè)置。為了保證游戲的效果，筆者將所有游戲場景按一定順序放置在主場景中，這樣使得游戲主時間軸很長，為了便于管理和爭取實現(xiàn)游戲場景的調(diào)度，合理地安排游戲場景順序和設(shè)置幀標(biāo)簽是關(guān)鍵。

②存檔、讀檔功能的實現(xiàn)。該游戲存檔、讀檔功能的實現(xiàn)主要是利用ActionScript中的Shared Ob-ject類實現(xiàn)的。

3.2.3 游戲關(guān)卡設(shè)置功能的實現(xiàn) 針對化學(xué)學(xué)科知識的特點，筆者在該軟件中設(shè)計了多種關(guān)卡形式，如破解謎題、極限聯(lián)想填空、拖拽圖片互動、虛擬實驗互動等作為游戲的關(guān)卡。

3.2.4 資源加載功能的實現(xiàn) 對.swf類型以及圖形類文件進行加載時，可以通過loadMovie()函數(shù)來實現(xiàn);flv視頻相對復(fù)雜，需要通過Flash提供的Video組件來實現(xiàn)。

3.2.5 播放控制模塊功能的實現(xiàn) 當(dāng)用戶手動設(shè)置播放進度時，需要首先對進度按鈕的當(dāng)前位置進行計算，再用mySound.start(position/1000)方法來實現(xiàn)，其中的參數(shù)就表示當(dāng)前設(shè)置的播放進度。而對于聲音大小的設(shè)置，運用mySound.setVolume()方法即可實現(xiàn)，其中的參數(shù)表示聲音的大小，取值范圍為0-100。

3.3 游戲軟件功能模塊的整合、調(diào)試與發(fā)布

該文開發(fā)的游戲軟件主要包括游戲室、百科館和禮品屋三大功能模塊，而三模塊內(nèi)又嵌入了相應(yīng)的子功能模塊，這就使得軟件的結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜。在實現(xiàn)該軟件功能模塊整合時，筆者主要從三個方面進行:①利用ActionScript腳本語句整合軟件功能模塊;②對模塊圖層進行文件夾分類管理;③對模塊庫元件進行文件夾分類管理。

初期軟件調(diào)試工作完成后，將軟件所用的圖像、音頻、視頻等相關(guān)素材進行歸類整理，再次對軟件進行調(diào)試，確保無誤后，便將游戲軟件發(fā)布為成品。該軟件以.swf文件格式發(fā)布。只要在安裝有.swf文件播放器的計算機上即可運行該平臺。

4 游戲軟件的應(yīng)用與評價

4.1 將軟件應(yīng)用于實踐

在該研究中，筆者選擇了四川師范大學(xué)附屬中學(xué)初三年級的學(xué)生進行該軟件的教學(xué)應(yīng)用實驗。主要采取了1班和2班對照實驗的方式，即在一個班試用該軟件，另一個班未試用軟件。筆者采用隨機抽樣法從1、2班中抽出了2班作為游戲?qū)W習(xí)軟件試用班。在活動課進行軟件試用實驗時，筆者均到現(xiàn)場觀察和訪談學(xué)習(xí)者，以獲取相應(yīng)的信息。

通過訪談，筆者發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對游戲軟件以生活化學(xué)為內(nèi)容持肯定態(tài)度，他們認(rèn)為貼近生活的知識點激發(fā)了他們對化學(xué)學(xué)科的興趣。從相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計中可以看出，在前測階段，1、2班學(xué)生的得分相當(dāng)，差異很小。通過軟件試用，2班學(xué)生對生活化學(xué)知識有了更多的了解，在后測中得分明顯高于未試用軟件的1班。這說明該軟件對實驗對象學(xué)習(xí)生活化學(xué)知識確實可以起到積極作用，實驗對象能通過該軟件能學(xué)到一定的生活化學(xué)知識。

最后，筆者就該研究軟件的試用效果訪談了主管教師。主管教師對該軟件的設(shè)計思想給予了肯定，她認(rèn)為這種基于STS教育思想的化學(xué)游戲型學(xué)習(xí)軟件的確能較系統(tǒng)地體現(xiàn)化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。同時也提出了這類游戲資源應(yīng)用存在的問題:教師需要花一定時間熟悉軟件;使用時間的安排;對學(xué)生的指導(dǎo)等。

4.2 總結(jié)與反思

4.2.1 軟件引入教學(xué)時須注意的問題 在使用游戲性學(xué)習(xí)軟件進行輔助教學(xué)時需要注意以下問題:

①游戲?qū)W習(xí)軟件不能完全取代實踐教學(xué)。游戲軟件雖然力圖以生活中實物構(gòu)建為基礎(chǔ)，但它本身并非是生活中的實踐，只是給我們提供一種獲得間接試驗的手段，學(xué)生接觸到的是一些生活化學(xué)常識，對于實踐操作也是通過鼠標(biāo)和鍵盤來完成的，所以真實感不強，這種虛擬實驗的先天不足，也不能完全取代真正的實驗儀器和實踐操作。

②充分利用集體學(xué)習(xí)的氛圍，提高游戲軟件的學(xué)習(xí)效果。盡管游戲?qū)W習(xí)軟件主要用于輔助學(xué)生自學(xué)，應(yīng)用方式既可采用學(xué)生單獨使用，也可以采用在教師的組織下集體使用。然而，已有的實踐研究以及該次試用實驗均表明:后一種應(yīng)用方式能更好地發(fā)揮軟件的效果。這應(yīng)該歸于組織學(xué)生集體使用游戲軟件時創(chuàng)造出來的一種無形競爭氛圍。這種氛圍有利于激發(fā)青少年學(xué)生普遍具有爭強好勝的心理，從而提高了游戲軟件的學(xué)習(xí)效果。

4.2.2 存在的主要問題和不足 在實際的開發(fā)設(shè)計中，受限時間、物力、財力以及筆者自身水平等，使得軟件并未如設(shè)計初衷那般盡善盡美。筆者經(jīng)過認(rèn)真反思，總結(jié)出了該軟件存在的一些問題與不足，以期在后續(xù)的研究中得到改進。

①游戲趣味性有待進一步增強。在該文游戲開發(fā)之初，筆者就試圖充分體現(xiàn)生活化學(xué)游戲的趣味性，但在實際開發(fā)中，由于受學(xué)科知識性的影響以及開發(fā)時間、物力、財力等的限制，使得軟件中游戲的趣味性打了折扣，在這方面還需要進一步加強。

②尚未實現(xiàn)促進合作和探究功能。就化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)而言是實驗，這就奠定了單純地依靠信息技術(shù)來開展游戲活動、單純地增強趣味性無法成為主流;而游戲活動中體現(xiàn)出來的合作學(xué)習(xí)和科學(xué)探究卻是國內(nèi)化學(xué)教與學(xué)可行而且需要的模式。所以依靠信息技術(shù)與游戲創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境一定必須是能體現(xiàn)促進合作和促進探究兩個方面。但由于時間限制，對開發(fā)投入的人力、物力有限，該軟件在創(chuàng)設(shè)合作學(xué)習(xí)環(huán)境方面還很欠缺，學(xué)習(xí)者只能單機進行游戲和傳統(tǒng)方式的交流。

眾所周知，任何教育、學(xué)習(xí)資源對教與學(xué)的作用都是有限的，游戲型學(xué)習(xí)軟件也不例外。我們不能期望游戲型學(xué)習(xí)軟件成為輔助學(xué)習(xí)的萬能者，在教學(xué)中盲目夸大其作用，對其產(chǎn)生過多的依賴。但是，我們相信，與實際生活相聯(lián)系的學(xué)習(xí)資源是可以在更大程度上調(diào)動學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣的。

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