楊英梓

摘 ?要： 為了回避應(yīng)試教育之乏味枯燥，結(jié)合高中化學(xué)知識和游戲激勵機(jī)制，提出將化學(xué)方程式和化學(xué)物質(zhì)生成過程嵌入游戲各個(gè)環(huán)節(jié)的“化學(xué)城堡”游戲框架。通過游戲升級、玩家互動、建城材料制備和構(gòu)造化學(xué)城堡，使玩家從化學(xué)知識小學(xué)渣變身為學(xué)霸和學(xué)帝，達(dá)到快樂學(xué)習(xí)并記憶方程式和熟悉實(shí)驗(yàn)過程的目的。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)方程式; 游戲; 快樂學(xué)習(xí)

中圖分類號：TP399 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1006-8228（2015）01-40-02

Game framework design based on chemistry knowledge

Yang Yingzi

（Wuhan Foreign Languages School， Wuhan， Hubei 430021， China）

Abstract： Inthispaper， a "chemical castle" game framework is proposed， which combinesthe chemistry knowledge with game incentive mechanism. Chemical equations and material generation processes are embedded into the framework. Through game promoting，interacting with each other online， city constructing materials preparing and the chemistry castle building， players transform from "little slag" to "curve wrecker". The players can achieve the aim of easily remembering chemical equations and being familiar with the processes of experiments.

Key words： chemical equation; game; studying with fun

0 引言

以初中化學(xué)認(rèn)知為基礎(chǔ)的高中化學(xué)，強(qiáng)調(diào)化學(xué)[1]是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用，其特征是研究分子和創(chuàng)造分子。我們在學(xué)習(xí)高中化學(xué)的過程中，雖然對死記硬背、聽寫罰抄的教學(xué)模式深感厭倦，但也知道化學(xué)課程的知識是不能回避的，因此迫切希望有更好的學(xué)習(xí)方法來鞏固所學(xué)內(nèi)容。

通過觀察身邊的學(xué)生，發(fā)現(xiàn)游戲總是讓人樂此不疲，其升級獎勵模式[2]、動感變換畫面、趣味懸念的故事線索能夠吸引學(xué)生連續(xù)幾個(gè)小時(shí)深入聯(lián)系與鉆研，這一現(xiàn)象令我深受啟發(fā)。能不能為化學(xué)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一款游戲，將化學(xué)知識融于游戲活動之中，使枯燥的知識點(diǎn)變得有趣自然。

通過對目前同學(xué)玩的比較典型的與學(xué)習(xí)相關(guān)的游戲進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“文明帝國”[3]是一款建城游戲，該游戲在建立城池的過程中回顧人類發(fā)展進(jìn)化歷史概念，通過建設(shè)、戰(zhàn)爭等積累獲取財(cái)富，用財(cái)富換取更高級的生產(chǎn)及戰(zhàn)爭裝備，以此升級進(jìn)行更快速高級的建設(shè)和戰(zhàn)爭。文明帝國游戲的問題是可能會使玩者欲罷不能，一旦進(jìn)入游戲，不斷的建設(shè)與升級貫穿24小時(shí)，游戲者不分晝夜積累財(cái)富與分?jǐn)?shù)，這導(dǎo)致沉溺，最后就會忽視了知識概念本身而進(jìn)入升級-建城-升級的惡性循環(huán)。

“我要當(dāng)學(xué)霸”[4]是一款時(shí)間計(jì)劃游戲，每當(dāng)學(xué)霸模式開啟，玩者再要進(jìn)入其他游戲就被頻繁提醒，讓玩者不能安心玩游戲。該模式看似提供了約束機(jī)制，實(shí)則為家長、教師嘮叨監(jiān)控的模擬，學(xué)生一般很快就放棄學(xué)霸模式，恢復(fù)常態(tài)。

“仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”[5]嚴(yán)格說來不是游戲，它將化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真到電腦界面上，使學(xué)生、教師能在任何時(shí)候觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由于該軟件完全模擬實(shí)驗(yàn)室場景，因此不具備游戲“迷人有趣”的特征，且不方便對大量化學(xué)方程式的記錄與記憶。

本文提出一款基于化學(xué)知識的游戲框架，目的是將化學(xué)知識點(diǎn)與游戲結(jié)合，以此提高同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，用升級分?jǐn)?shù)等手段吸引玩者使用化學(xué)方程式構(gòu)造材料物質(zhì)裝備，進(jìn)入幸福指數(shù)更高的城池，成為學(xué)霸、學(xué)神、學(xué)圣。

1 設(shè)計(jì)框架

在設(shè)計(jì)游戲時(shí)需要關(guān)注八個(gè)方面[6]，即：快樂的學(xué)習(xí)、知識的范圍、解決問題、體驗(yàn)、游戲社區(qū)、多重身份、創(chuàng)造力、引起反射。該游戲技術(shù)上分為三個(gè)模塊，分別是知識模塊、分?jǐn)?shù)模塊和界面模塊，如圖1所示。

[化學(xué)知識城堡][知識模塊][分?jǐn)?shù)模塊][界面模塊]

圖1 ?化學(xué)知識城堡游戲模塊

知識模塊用于存儲高中化學(xué)所有知識點(diǎn)，知識點(diǎn)所對應(yīng)的準(zhǔn)確化學(xué)方程式，并形成每個(gè)方程式和分?jǐn)?shù)的關(guān)系。

分?jǐn)?shù)模塊記錄玩家的分?jǐn)?shù)信息，以此形成玩家等級稱號和玩家權(quán)限，記錄玩家排行信息。玩家可以用分?jǐn)?shù)換取財(cái)富。

界面模塊類似于廣告位，不同級別的玩家都有與其貢獻(xiàn)相關(guān)的城堡位置，玩家可以用財(cái)富換取物質(zhì)，裝飾自己的城堡，發(fā)布求助和助人信息，發(fā)起團(tuán)隊(duì)發(fā)布公告。

2 模塊設(shè)計(jì)

文獻(xiàn)[7]研究了化學(xué)的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的意義，以及二者之間的區(qū)別與聯(lián)系。他們建議把化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知方式。材料的應(yīng)用領(lǐng)域是我們考慮的基礎(chǔ)，這里的化學(xué)物質(zhì)被分為10類。

2.1 知識模塊

知識模塊（見表1）將物質(zhì)按照使用范圍分為10個(gè)范疇，每個(gè)范疇又按照具體應(yīng)用分成若干個(gè)分類，每個(gè)分類對應(yīng)若干制作方法，制作方法的形式為化學(xué)方程式，完整的方程式將和某一個(gè)分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)。只要通過一個(gè)方程式，玩家就獲得了該化學(xué)制備權(quán)利，該權(quán)利可用于化學(xué)城堡的建設(shè)材料。

表1 ?知識模塊

[范疇＼&分類＼&介紹＼&燃料與能源＼&供暖及日常生活＼&天然氣、水煤氣＼&能源的獲得＼&煤：煤氣、煤焦油、焦炭＼& ＼&石油＼&熱兵器＼&火藥、彈藥＼&金屬＼&冷兵器＼&煉鐵、煉銅、合金＼&貨幣＼&銅錢、鎳鋅合金、銀、黃金＼&金屬的提純與鍍件＼&原電池、電解池＼&新型醫(yī)用金屬＼&鈦等＼&輕金屬＼&鋁等＼&金屬礦開發(fā)＼&還原劑、電解法、醫(yī)用材料制造＼&農(nóng)業(yè)生產(chǎn)＼&化肥＼&氨氣、含氮化肥的生產(chǎn)＼&酒＼&糖和糧食發(fā)酵＼&沼氣＼&沼氣生成＼&動物飼料＼&＼&動物防疫＼&抗毒血清＼&醫(yī)藥生產(chǎn)＼&抗生素＼&青霉素等＼&消毒劑＼&酒精等＼&有機(jī)藥＼&合成流程＼&麻藥＼& ＼&調(diào)節(jié)藥物＼&各種激素＼&食品飲料＼&發(fā)酵＼&酒、醋＼&營養(yǎng)物質(zhì)＼&油脂、糖類、光合作用、蛋白質(zhì)＼&添加劑＼&香精、色素、膨化劑＼&轉(zhuǎn)基因＼&轉(zhuǎn)基因方法＼&建材與家裝＼&天然建材＼&大理石、玻璃＼&人造建材＼&水泥、磚＼&油漆＼&乳膠漆等＼&合成＼&合成地板、夾板、防紫外線玻璃＼&交通＼&交通燃料＼& ＼&外殼＼&金屬、玻璃＼&高分子＼&塑料＼&合成、降解＼&其他＼&納米材料、人造纖維、人造橡膠＼&航空航天＼&供氧＼&氧氣制備、二氧化碳處理＼&宇航＼&航空服、表面涂層＼&燃料＼&火箭燃料、太陽能＼&化學(xué)劑＼&洗滌＼&肥皂、洗發(fā)沐浴露、洗衣粉、漂白劑＼&消毒＼&消毒劑、香水、農(nóng)藥、殺蟲劑＼&其他＼&燃料、凈水處理＼&環(huán)保＼&廢物處理＼&污水處理、電池處理、回收再造、煙塵處理＼&核＼&核武器＼& ＼&核能源＼&反應(yīng)堆＼&反物質(zhì)＼& ＼&]

2.2 分?jǐn)?shù)與財(cái)富模塊

2.2.1 分?jǐn)?shù)模塊

分?jǐn)?shù)模塊用來記錄玩者答題分?jǐn)?shù)，包括分?jǐn)?shù)存儲、分?jǐn)?shù)與稱號關(guān)系、分?jǐn)?shù)與題目關(guān)系、分?jǐn)?shù)與獎勵關(guān)系、稱號頭像規(guī)格以及分?jǐn)?shù)排行榜。關(guān)系表見表2。

表2 ?分?jǐn)?shù)與其他參數(shù)的關(guān)系

[分?jǐn)?shù)＼&稱號＼&頭像亮度＼&頭像相框＼&權(quán)限＼&0～99＼&學(xué)渣狗＼&漆黑一片＼&夾板＼&求助1次＼&100～199＼&學(xué)渣＼&剪影＼&原木＼&求助2次＼&200～299＼&學(xué)弱＼&隱隱約約＼&塑料＼&求助3次＼&300～399＼&小透明＼&燭光＼&不銹鋼＼&幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤1次＼&400～499＼&學(xué)霸＼&陽光＼&白銀＼&幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤1次、助人得分*1＼&500～599＼&學(xué)帝＼&單色激光＼&黃金＼&幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤1次、助人得分*2＼&600～699＼&學(xué)神＼&多彩直視＼&寶石＼&幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤1次、助人得分*3＼&700～799＼&學(xué)圣＼&亮瞎眼之光＼&鉆石＼&幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤1次、助人得分*4＼&]

根據(jù)分?jǐn)?shù)將羅列學(xué)霸到學(xué)圣排行榜，方便低等級學(xué)生求助，求助將增加被求助玩家分?jǐn)?shù)。

2.2.2 財(cái)富模塊

財(cái)富模塊記錄玩家財(cái)富，財(cái)富是由分?jǐn)?shù)來兌換的，兌換后可以購買裝備模塊生產(chǎn)出的化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)可用于裝飾玩者自己的化學(xué)城堡，裝飾越豪華，成就指數(shù)越高，成就指數(shù)代表玩者解答問題、發(fā)布公告、組織團(tuán)隊(duì)的威信與號召力，表現(xiàn)為游戲界面上的版面位置與光鮮豪華程度。

2.3 界面模塊

界面模塊分排行、公告、用戶、物質(zhì)生成動畫和城堡，見圖2。

[排行榜][物質(zhì)生成動畫][公告][用戶][城堡][界面模塊]

圖2 ?界面模塊

排行榜用于展示高級玩家的頭像，提供求助入口;公告用于展示求助與答案，方便用戶學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí);用戶用于玩家注冊、頭像構(gòu)造;物質(zhì)生成動畫與化學(xué)方程式對應(yīng)，答題成功后展示該化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程;城堡用于位置申請與分配等，每個(gè)玩家裝飾自己的城堡所用的的材料物質(zhì)顯示。

3 結(jié)束語

按應(yīng)用范圍分類化學(xué)知識，結(jié)合游戲設(shè)計(jì)規(guī)則將知識點(diǎn)融入爭霸、升級、互助、積分的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一款寓教于樂的游戲框架和模塊設(shè)計(jì)。以此來避免學(xué)生的創(chuàng)造性被壓抑在反復(fù)背誦聽寫的讀書聲中，避免基于應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)給學(xué)生帶來知識的同時(shí)也帶來傷害?！盎瘜W(xué)城堡”將使學(xué)生在玩游戲的同時(shí)順便復(fù)習(xí)和鞏固了化學(xué)方程式和實(shí)驗(yàn)過程。

平面設(shè)計(jì)、動畫設(shè)計(jì)、算法和程序設(shè)計(jì)依然是我今后需要深入研究的內(nèi)容;游戲的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)及代碼部分也是需要進(jìn)一步解決的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ministry of Education of the People's Republic of China. Ordinary

High School Chemistry Curriculum Standard （Experiment）[S]. Beijing： People's Education Press，2003.

[2] Choi D， Kim J. Why people continue to play online games： In

search of critical design factors to increase customer loyalty to online contents[J]. Cyberpsychology and Behavior，2004.1：11-24

[3] Kevin Wilson. Sid Meier's Civilization： The Board Game[Z]. Fantasy

Flight Games， US 2010.

[4] Yang Yuan. I want to be Curve Wrecker[Z]. Huazhong University

of Science & Technology， Hubei， China 2012.

[5] Simulation chemical laboratory3.0[Z]. Nanjing Jinhua Software

Co. Ltd.， China 2001.

[6] Y. B. BIAN and Y. LI. Review of Research on Educational

Applications of Electronic Games[J]. Open Eucation Research，2009.1.

[7] X.H. Li and K.W. Liu. Discussion on Chemistry Knowledge

Structure and Cognitive Structure[J]. China Education Innovation Herald，2010.2.