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        “輕松突破化學(xué)用語”手游的開發(fā)及應(yīng)用

        2016-10-20 12:23:24馬仁章
        化學(xué)教學(xué) 2016年9期

        摘要:基于Android系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計開發(fā)的一款界面友好、操作簡單、自動反饋、難度可控、高效穩(wěn)定和富有娛樂性的化學(xué)用語手機(jī)小游戲。該手游集知識性、趣味性、挑戰(zhàn)性、拓展性于一體,引導(dǎo)學(xué)生在較少的時間內(nèi)更有效地掌握化學(xué)用語知識。

        關(guān)鍵詞:Android;游戲開發(fā);化學(xué)用語

        文章編號:1005–6629(2016)9–0028–04 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        1 開發(fā)背景

        化學(xué)用語是初中科學(xué)的重要組成部分,是高度濃縮的符號體系,是科學(xué)學(xué)習(xí)不可或缺的工具。初中階段要求掌握的元素種類雖只有二十余種,但由此衍變的化學(xué)式(化學(xué)方程式)較多,學(xué)生識記和使用存在一定的困難。為讓學(xué)生盡快掌握化學(xué)式(化學(xué)方程式)的書寫和使用,機(jī)械的記憶和大量的訓(xùn)練成為當(dāng)下大多數(shù)教師的選擇[1]。缺乏趣味的教學(xué)呈現(xiàn)給學(xué)生的是一堆沒有生命的符號,加劇了學(xué)生的抵觸心理,更容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的喪失,加劇科學(xué)學(xué)習(xí)的進(jìn)一步分化[2]。

        “520中學(xué)化學(xué)撲克桌游”[3,4]、“組合式化學(xué)用語象棋”[5]的開發(fā)應(yīng)用激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的興趣,對減輕學(xué)生記憶負(fù)擔(dān)起到積極的作用,收到良好的效果。但這些游戲需要多人配合,且攜帶性較差,對游戲使用的時間和空間要求較高,一定程度上影響了使用的效果。

        這是一個泛在游戲的時代。智能手機(jī)的迅速普及,3G(4G)、Wifi的廣泛覆蓋,使得“游戲人口”越來越龐大[6]。作為容易接受新事物的初中生,不可避免地加入到這一隊伍中。網(wǎng)絡(luò)游戲的泛濫,使越來越多的中學(xué)生深陷其中,嚴(yán)重影響正常的學(xué)習(xí)。開發(fā)具有教育功能的手機(jī)游戲,可以為學(xué)習(xí)者提供一種新的學(xué)習(xí)方式,增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的主動性,提高學(xué)習(xí)效果,讓學(xué)習(xí)者最大可能地將注意力聚焦于有教育效果的游戲中。

        2 系統(tǒng)設(shè)計

        “輕松突破化學(xué)用語”是一款在Android系統(tǒng)平臺上,基于元素、物質(zhì)之間的可組合性并結(jié)合連連看、消滅星星等特點(diǎn)設(shè)計而成的手機(jī)游戲。本款游戲旨在引導(dǎo)學(xué)生在較少的時間內(nèi)更有效地掌握化學(xué)用語知識,以提高使用者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,減少因化學(xué)用語枯燥乏味造成的兩極分化。與“沉淀連連看”[7]、“化合物命名連連看”[8]、“520化學(xué)網(wǎng)絡(luò)撲克”[9]等游戲軟件只針對化學(xué)用語的某方面輔助教學(xué)不同,“輕松突破化學(xué)用語”涵蓋從元素、化學(xué)式到化學(xué)方程式的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握從元素→化學(xué)式→化學(xué)方程式較為完整的化學(xué)用語知識,有利于學(xué)生更好地掌握化學(xué)用語知識。

        “輕松突破化學(xué)用語”遵循循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)初中化學(xué)用語教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度分三個主模塊:入門篇、基礎(chǔ)篇及提高篇,學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度或需要選擇相應(yīng)的模塊進(jìn)行練習(xí),如圖1所示。

        入門篇針對初中階段常見的元素(表1)與化學(xué)式(表2)的識記,以圖片消除的形式進(jìn)行,易于操作,自動反饋,可有效減少學(xué)生化學(xué)用語學(xué)習(xí)的挫折感。元素符號的識記是初中化學(xué)用語學(xué)習(xí)的起始點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),為避免學(xué)生在化學(xué)用語學(xué)習(xí)初期產(chǎn)生畏懼感,模塊分元素篇和物質(zhì)篇兩個子模塊(圖2),不設(shè)置難度等級并適當(dāng)延長游戲時間(設(shè)定時間180s)。每個子模塊均含64枚棋子,其中32枚為符號棋子,另外32枚為名稱棋子,符號與名稱為一一對應(yīng)關(guān)系,如圖3、圖4所示。

        基礎(chǔ)篇針對初中常見化學(xué)式的書寫,通過元素(原子團(tuán))間一定規(guī)則組合形成不同的物質(zhì),如黑方棋子“H”和紅方棋子“O”能組合成H2O、H2O2。由于元素(原子團(tuán))間的組合為一對多的關(guān)系,棋子間的組合存在許多可能,游戲挑戰(zhàn)難度大大增加,但同時也提高了游戲的拓展性、可玩性。為提高游戲的適應(yīng)性,本模塊設(shè)置了新手級、能手級和高手級三個難度等級(圖5),選擇相應(yīng)難度等級后系統(tǒng)進(jìn)入游戲界面(圖6),適應(yīng)不同進(jìn)度、不同層次的學(xué)生需要。不同難度等級在內(nèi)容、形式上完全一致,但完成游戲的時間長短設(shè)置不同,新手級無時間限制,能手級須在60s內(nèi)完成游戲,高手級須在40s內(nèi)完成,否則挑戰(zhàn)失敗?;A(chǔ)篇棋子組成如表3所示,黑方棋子在化學(xué)式中通常顯正價,而紅方棋子則通常顯負(fù)價,游戲時須分別點(diǎn)擊紅方棋子和黑方棋子,若二者能相互組合則可以消去,否則系統(tǒng)不會出現(xiàn)反饋。提高篇針對初中常見化學(xué)方程式的書寫,棋子組成如表4所示。為降低提高篇的使用難度,拓寬游戲的使用,黑方棋子和紅方棋子既可作為反應(yīng)物,也可作為生成物,如紅方棋子“HCl”和黑方棋子“H2O”之間可以存在如下反應(yīng):6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O。在游戲時間上則較基礎(chǔ)篇有所提高,新手級無時間限制,能手級提高至120s,高手級則為80s。

        此外,系統(tǒng)提供了背景音樂和計時功能。游戲開始時,系統(tǒng)默認(rèn)自動播放背景音樂,也可點(diǎn)擊相關(guān)按鈕進(jìn)行選擇。同時游戲具備計時功能,進(jìn)度條隨著游戲的進(jìn)行逐漸減少,進(jìn)度條走完,系統(tǒng)自動終止游戲并返回游戲界面選項。

        3 系統(tǒng)的使用方法

        3.1 系統(tǒng)的安裝

        本系統(tǒng)在安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)上安裝后即可運(yùn)行,或借助“靠譜助手”等軟件在Windows環(huán)境下運(yùn)行。在手機(jī)文件夾找到“輕松突破化學(xué)用語.apk”點(diǎn)擊“安裝”,安裝完成后點(diǎn)擊“打開”即可,找到程序圖標(biāo)拖拽至手機(jī)主界面,方便以后使用。

        Windows系統(tǒng)中,先安裝“靠譜軟件”,按默認(rèn)方式安裝,安裝后桌面生成“天天模擬器”程序圖標(biāo),點(diǎn)擊后打開,點(diǎn)擊“我的應(yīng)用”后在右下角點(diǎn)擊“安裝本地apk”,彈出安裝對話框,按提示操作即可。安裝完成后即可運(yùn)行本系統(tǒng)。當(dāng)玩家點(diǎn)擊主界面的“退出”按鈕,可隨時退出游戲程序。endprint

        3.2 系統(tǒng)的使用

        本系統(tǒng)界面簡潔,操作簡單。運(yùn)行系統(tǒng)出現(xiàn)主界面菜單后(圖1),根據(jù)不同進(jìn)度和需要選擇相應(yīng)的模塊,也可進(jìn)行背景音樂的設(shè)置。本系統(tǒng)玩法簡單,只需點(diǎn)擊棋子,當(dāng)前后2次點(diǎn)擊的棋子存在關(guān)聯(lián),棋子會自行消去,否則棋子不會消除。游戲開始后,界面右側(cè)的進(jìn)度條開始減少,進(jìn)度條時間走完之前完成所有圖片的消除表示游戲挑戰(zhàn)成功,否則挑戰(zhàn)失敗。玩家在游戲過程中,可以點(diǎn)擊菜單按鈕,選擇重新開始游戲、重新排列圖片和退出游戲。

        在“入門篇”模塊中,棋子間是一一對應(yīng)關(guān)系,當(dāng)點(diǎn)擊的2個棋子存在關(guān)聯(lián)(符號與名稱相一致),棋子消失,若棋子間沒有關(guān)聯(lián)則棋子不消失。當(dāng)先后點(diǎn)擊黑色棋子“鈣”和紅色棋子“Ca”時,棋子消除;若先后點(diǎn)擊黑色棋子“鈣”和紅色棋子“Cu”時,由于二者不存在關(guān)聯(lián),棋子不會消除。

        在“基礎(chǔ)篇”和“提高篇”中,玩家可根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度及自身掌握的情況選擇相應(yīng)的難度等級?!靶率旨墶边m合學(xué)習(xí)初期或基礎(chǔ)相對較弱者使用,無時間限制;“能手級”、“高手級”適合有一定基礎(chǔ)或需要進(jìn)一步提高者使用,有一定時間限定,同時在界面右側(cè)會出現(xiàn)時間進(jìn)度條?!盎A(chǔ)篇”和“提高篇”中,棋子間是一對多關(guān)系,“基礎(chǔ)篇”中黑方棋子“H”和所有的紅方棋子有關(guān)聯(lián),“提高篇”中黑方棋子“H2O”與紅方棋子“CaO”、“HCl”、“NaCl”、“Na2CO3”等都有關(guān)聯(lián)。當(dāng)先后點(diǎn)擊黑方棋子“H”和紅方棋子“O”系統(tǒng)會出現(xiàn)圖7所示的提示框,說明二者存在關(guān)聯(lián),點(diǎn)擊“確定”按鈕棋子消除,游戲繼續(xù);若先后點(diǎn)擊黑方棋子“O2”和紅方棋子“NaCl”系統(tǒng)無反應(yīng),說明二者不存在關(guān)聯(lián),棋子不會消除,可點(diǎn)擊其他棋子繼續(xù)游戲。

        4 實(shí)踐效果

        “輕松突破化學(xué)用語”手游從元素名稱、符號的配對到化學(xué)方程式的書寫,從無時間限制到限定時間,循序漸進(jìn),減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的畏難情緒和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)單人操作,使用簡便,內(nèi)置相關(guān)化學(xué)用語知識,即時反饋,自動糾錯,學(xué)生可隨時隨地糾正、學(xué)習(xí)化學(xué)用語,減輕了學(xué)生對教師的依賴。在系統(tǒng)程式化面前,學(xué)生沒有“作弊”的機(jī)會和可能,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。系統(tǒng)設(shè)有不同游戲等級、不同難度層次,供不同層次、不同能力學(xué)生使用,緩解學(xué)生“吃不了”和“吃不飽”的矛盾,避免“課堂時間短”和“教學(xué)內(nèi)容多”的矛盾,減輕了化學(xué)方程式集中出現(xiàn)導(dǎo)致學(xué)生短時記憶困難的局面。從反饋結(jié)果看,學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的積極性明顯高于其他班級,經(jīng)常在課余探討化學(xué)用語知識及系統(tǒng)使用的方法技巧。學(xué)習(xí)成績也有顯著提高,在校組織的化學(xué)用語相關(guān)內(nèi)容檢測中所任教班級優(yōu)秀率、平均率均居年級前列。學(xué)生在游戲的同時學(xué)習(xí)化學(xué)用語知識,起到很好的教育教學(xué)效果,給化學(xué)用語的教與學(xué)提供了新的方法與途徑,在十九屆全國教育教學(xué)信息化大獎賽中榮獲基礎(chǔ)教育組教育教學(xué)工具類軟件系統(tǒng)(單機(jī)版)二等獎。

        5 存在的問題

        本系統(tǒng)為單機(jī)版軟件,難以有效監(jiān)測學(xué)生的使用情況,需要學(xué)生具有高度的自我約束能力。系統(tǒng)的判斷基于設(shè)計者內(nèi)置的化學(xué)用語知識,容易出現(xiàn)系統(tǒng)誤判等現(xiàn)象的發(fā)生。系統(tǒng)以點(diǎn)擊相關(guān)圖片配對消除的方式進(jìn)行,無需輸入相關(guān)化學(xué)用語,無法真實(shí)有效地檢測學(xué)生的知識水平。這些問題在今后的教學(xué)實(shí)踐中,將不斷予以完善,開發(fā)更加適合廣大師生使用的化學(xué)用語象棋對弈系統(tǒng)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]王欽忠.核心概念在“化學(xué)方程式”單元教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué),2013,(3):44~46.

        [3]任競昕,林建芬,錢揚(yáng)義等. 520“化學(xué)開胃菜”撲克教育游戲——化學(xué)啟蒙學(xué)習(xí)的好幫手[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2013,(12):41~43.

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        [9]錢揚(yáng)義,顏璜.“520化學(xué)網(wǎng)絡(luò)撲克”游戲的開發(fā)及其應(yīng)用[J].中國電化教育,2009,(11):84~87.endprint

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