游戏在化学教育中应用研究绪论

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【题目】化学学科教学中游戏的融入分析 
【第一章】游戏在化学教育中应用研究绪论 
【第二章】教育游戏与体验式教学相关理论 
【3.1】体验式中学化学游戏的设计策略 
【3.2】基于体验学习的中学化学教育游戏的设计流程 
【第四章】体验式化学教育游戏设计案例分析 
【第五章】化学教育游戏实例开发研究 
【参考文献】中学化学教育中教育游戏设计研究参考文献

　　第一章 绪 论

　　一、研究背景

　　（一）中学化学课程与教育游戏结合性分析

　　1、必要性与可行性分析

　　教育的发展要以新课程的培养目标作为依据和根本，而为了迎合 21 世纪社会的信息化飞速发展，要求改变教育实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。而在这个过程中，教育者提出了多种多样的教学模式供学生们从中获取知识经验，例如多媒体授课、网络课程等等。

　　化学是一门以实验为基础的科学，又与日常的生产生活有着密切的联系，应特别强调对学生的动手操作能力以及实践能力的培养。目前为了迎合应试教育，通过传统的课堂讲授知识的形式只能使学生从单一的角度形成知识概念，做到“学会”,而无法达到“会学”、“学以致用”的更高境界。

　　与此同时，我们在进行化学实验操作的过程中有时情境复杂或是现象短促不明显亦或是存在着一定的危险系数，很难运用于演示实验或是学生实验中，如果对其持放弃态度，会使学生很难从直观感受中形成对化学问题解决的能力，不利于实践能力的养成，所以加强对化学学科与信息技术的融合研究，发挥信息技术的优势来促进优化教学是非常必要的。

　　如果我们问儿童学习和游戏他更偏爱哪项活动，十有八九的人会选择游戏，这是儿童的天性，毋庸置疑。而网络游戏的普及确实造成了很多青少年网络游戏成瘾、逃学甚至偷盗抢劫等价值观发生偏差的行为，其实游戏本身是可以对儿童的发展起到正面的影响，只是当今一些游戏商家只是将目光局限在如何更多牟利的角度，而青少年又缺乏自制力和自控性，导致痴迷网络而产生厌学心理，对个人及社会都造成了不良影响。

　　健康的游戏不仅可以丰富儿童的想象力、逻辑思维能力、实操动手能力，大型多人游戏更能培养学生的协作及团队能力，并在不断的问题解决中获得成功。与此同时，游戏还可以给玩家带来沉浸感和继续游戏动机，如果可以将其运用于教学过程中，那积极地效果也是不言而喻的。而就目前青少年对网络游戏的钟爱程度与其对教育软件或是教育游戏的冷漠形成了鲜明的对比。为什么会造成这种现象是教育学者需要发现并研究的问题。一定程度上，由于我国传统教育模式的传承而言，网络教学为现代教育发展提供了更新的技术理念，多媒体教学、虚拟仿真技术等教育手段的应用，更大程度的增大学生学习的注意力，减轻了教师教学的主导型，不同种类的教学网站及软件应用于对学生学习质量的检测上时也使评价机制更为简便、及时、可靠、具有针对性。儿童对教育游戏的冷漠态度可能是由于其在国内教育手段使用性上不够广泛，另一方面的原因就可能是教育者急于将网络教育植入中学教学中所造成的生搬硬套，忽视了与知识趣味性的挖掘。

　　根据教育游戏对学生身心健康的正向影响以及化学学科与信息技术之间的互求，笔者提出将教育游戏融入到化学学科教学中形成化学教育游戏，并试图通过教育教学理论为指导探索研究教育游戏的研发和设计，寻求优化化学教育游戏的积极策略。

　　二、体验学习理论与教育游戏结合性分析

　　（一）体验学习理论与教育游戏的关联

　　1、体验学习理论为教育游戏提供理论支持

　　体验学习理论是指学习过程应是学习者首先能够自愿投入一种情境中，使自身经验与环境相互作用从而得到信息反馈，不断调节自身认知结构体系从而达到自我知识经验不断提升的过程。体验式学习最大的特点在于强调学习以学生为主体，支持学生的独立思维和行动，提供自主选择的机会，让其在自由、轻松的学习氛围中获得成长。所以体验式学习理论旨在“寓教于乐”,从“学会”到“会学”的思维转变，从而获得继续学习的动机，这与游戏理念在某种意义上是想通的，两者都是以提高参与者的自我体验及自我价值的实现为目的展开的一种活动。

　　体验式学习强调真实学习环境的模拟训练，注重让学生在做中学的教育方式，只有在真实的生活场景中才能激发学生已有的认知经验与现有的认知问题相结合，使学习者愿意对困难问题进行探索和尝试，所以从理论上分析，体验学习理论为教育游戏提供着理论支持。

　　2、教育游戏是体验式学习理论运用在实践中的良好手段

　　游戏从其构成要素上看可以包括画面、情境、角色、音效、任务、规则、奖惩机制、趣味性等等，而网络游戏的不同情景为参与者在短时间内提供不同的活动空间、可以触发的活动项目并且游戏过程中逻辑性极强，对游戏者有引导的作用。以此同时，游戏可分为单人或是多人游戏两种，单人游戏重在锻炼游戏者的逻辑能力、实操能力、信息反馈能力等，而多人游戏重在培养互动能力、分工协作能力。而游戏的灵活性也是深受使用者喜爱的原因之一，在情节发展大致不偏离的情况下，游戏者可以根据自身状态控制和调节游戏内容的进行，与此同时，游戏情节更能依赖参与者的信息反馈不断延伸，使游戏者在模拟的环境中感知、观察、体验，从而获得一定的积极结果促进再实践的动机。这些游戏中的积极因素都能成为完成体验式学习的良好手段。

　　三、国内外教育游戏研究现状

　　随着心理学、社会学等学科的快速发展，国际上对于教育游戏的研究也步入了一个全盛的时代，在国外的化学教育领域中，化学教育游戏已被广泛的运用在课堂教学上，而中国为了发展自身的教育实力，也涌现出很多教育家试图将游戏与化学学科知识相结合，并且在不断地摸索中取得了一定的成果。虽然在国内的化学教育游戏市场，并没有一款较好的化学教育游戏被正式运用到课堂教学中，但可以肯定的是，国内教育希望能有更多更好的教育游戏被学生使用并受益。

　　（一）国外化学教育研究现状

　　在国外比如说一些欧美国家中，教育益智类游戏的设计研发比较早，也出现了在线游戏教育网站，针对儿童不同的能力发展进行训练，例如语言学习、模拟实验、逻辑探索、决策诊断等，所设计的教育游戏有针对小模块的个别化问题解决，更有网络在线情境模拟教学以及以形成知识结构体系为训练准则的大型益智类游戏都非常广泛的被使用。英国访问量最大的游戏化教育网站是 WoodlandsJunior School 网站，网站的最大特点是游戏内容的趣味性，以游戏化、故事化的思想来设计游戏发展的脉络，该网站主要针对的游戏受众是小学生，所以并为以化学学科的知识作为考察中心，而是以自然科学的形式形成交互式教育游戏，旨在生活经验的积累。

　　而我们知道化学离不开实验，中学化学实验操作往往有些含有一定危险性，而有些化学实验由于耗时长或是条件有限只能作为演示实验，大大降低了学生在实操过程中对化学知识原理的掌握，美国 COREL 公司针对高中生研发的“虚拟化学实验室”游戏软件为化学实验提供仿真环境，可以使学生像在真实的实验室中一样操作各种实验仪器来进行预设实验的探究，学习者更可以利用该软件提供的各类设备完成相关实验的设计，从而更为真实的增加受众的体验感和代入感，提高学生的化学实验技能以及学习的主观能动性。

　　（二）国内化学教育游戏研究现状

　　而国内对教育游戏软件的使用起步较晚，但是由于其功能越来越被人们所熟知，所以国内自主研发的化学教育游戏软件也后来居上，积极运用在教育教学过程中。其中最具有代表性的是台湾地区利用 Flash 开发的化学小游戏，这也是中国化学游戏教育的开端，而其主要考察的还是相对单一的知识点模块，例如化学方程式书写、元素符号考察、物质化学性质的考察等游戏类型。

　　而国内另一种具有代表性的化学教育游戏是“化学网络扑克”游戏，把化学学习过程中的重难点（元素符号、化学方程式、物质的物理化学性质等）以扑克牌的形式展现出来，在对其表示的物质进行分类掌握的学习方法，有利于师生之间的互动和知识结构体系的巩固，但操作相对繁琐，没有故事情节发展的引导、考查知识点相对单一也是我们必须面对的现实状况。

　　（三）研究现状总结

　　首先，国内外对于化学教育游戏领域倾注了越来越多的关注，使其内容及功能都得到了发展，这类学习软件也将更好的被运用在教育实践中。

　　其次，国内外设计的化学教育游戏多以简单知识点模块进行堆砌，角色体验类化学游戏软件很少，特别是在中国。

　　再次，国外的教育游戏软件的研发设计更贴近生产生活，以生活化学知识的内化为主要方向，而国内开发化学游戏软件主要用于学业测试与评价，学科性太强，缺乏趣味性和体验性。

　　四、研究内容、研究方法

　　（一）研究的内容

　　通过简述化学教育游戏的研究背景，论证以体验式学习的方式将教育游戏与中学化学知识相融合的必要性、可实施性以及存在价值，对国内外已有的化学教育游戏现状进行综述。第二章介绍了体验式教育游戏的理论支持和依据。第三章为全篇的核心内容，研究体验式化学教育游戏的设计策略和流程。阐述如何通过加强学习者的体验从而使教育游戏体现自主性、趣味性、引导性的策略。第四章内容是根据第三章提出的研究策略设计可行性化学教育游戏的案例，以此来论证设计策略及流程的可操作性。第五章是对化学教育游戏设计成果的效果进行分析，做出总结，找到不足并继续寻求新的突破。

　　本文采取了一下的研究方法：

　　1、 文献研究法

　　通过对国内外化学教育游戏文章的学习了解，分析并总结出自己关于设计教育游戏时的理论依据，研究教育游戏的研发策略及流程，尝试设计教育游戏。

　　2、 案例分析法

　　通过对以往的化学教育游戏设计策略的分析，丰富自我教育游戏设计思维。

　　3、 实验法

　　用实验法论证化学教育游戏基于体验式学习中对受众所起到了正向引导，方案的可行性、有效性。

　　五、研究存在问题与发展趋势

　　新课程改革强调改变学生填鸭式学习、机械训练、死记硬背的现状，提倡自主学习、主动探究和合作学习，创建“以学为中心”的教学模式。随着新课程改革的深入与实践，教育工作者特别重视学生主动性和创造性的培养，新的教学理念和方式不断被引入教学中，教育游戏便是其中之一。因为教育游戏可有效培养学生积极态度，学习兴趣与学习动机，开发想象力，提高学习表现等学习行为。

　　在游戏过程中，学生是积极的参与者和问题解决者，能自主地学习，在分享设计的过程中，有利于加强学习的互动性和协作关系。这正好与新课程改革理念不谋而合，也促使了教育游戏的兴起及快速发展。教育游戏想要在课堂教学中被广泛的使用，就必须与特定的学科知识相结合，在教育游戏的游戏设计过程中充分融入学习过程，真正做到寓教于乐，让学生在游戏中学习知识，提高学习兴趣。而化学作为一门以实验为基础的自然学科，更加注重了教育与实践相结合。体验式学习强调为学习者提供情境化的学习活动，让学习者在学习活动中充分感受，并通过反思意义建构知识。体验式学习理论强调技术支持的体验情境创设，并对体验情境中的学习过程有较为系统深入地分析，对教育游戏设计具有实践指导意义。

　　所以本文立足于体验式学习理论，以体验式学习理论为指导，结合化学教学设计理论、探究式学习理论、游戏动机理论等探讨体验式学习理论指导下的化学教育游戏设计。

　　（一）存在问题

　　体验式学习理论作为一种具有寓教于乐理念的学习理论，强调为学生提供丰富的体验情境，并对情境中的学习过程有较为深入地分析。体验式学习理论指导下的体验性游戏化学习被认为是娱乐和教学结合的新途径。有关学者也提出了体验式教育游戏的设计思想，但相关研究都比较零散，尚未形成系统的理论框架和设计模式。目前，国内外教育游戏已经得到一定的发展，但相关的理论研究并不成熟，其中包括没有有效的游戏设计模式供游戏设计者使用，所以对于化学教育游戏的设计依然需要从教育理论和游戏设计理论的角度出发来研究。体验学习理论对于学习的整个过程做了研究，强调知识、过程与技能、情感态度价值观三位一体的课程目标，同时它体现着娱教理念中对人之“乐”的尊重，所以可将之作为教学与游戏的一个桥梁作用来进行教育游戏的设计。以体验学习作为理论基础进行中学化学教育游戏的设计的目标是构建一个学习者可以进行体验学习的游戏环境。

　　（二）发展趋势

　　《中学化学课程标准（实验）》的课程目标从“情感态度与价值观”角度阐明：新课程应该发展生活中化学的乐趣所在，培养探究物质变化的精神【1】.在中学化学知识与技能的训练过程中，能适当地以自然现象、生产和生活实际、现实科技等为素材来设计化学游戏，体现其新颖性、真实性、趣味性，从而激发学习者的学习兴趣，保持学习者的学习热情，以达到培养学习者问题意识，提高其问题解决能力的目的。在这里化学知识与游戏的结合可以说是个水到渠成的过程，与此同时，化学教学更加关注体验，中学化学教学目标之一是能够认识化学在实际中的应用。经过大量的文献研究以及前期调研，本文试图将体验式教育思想引入化学游戏的设计和开发中，对基于生活教育思想游戏型学习软件的应用开发这一新兴课题进行了初步研究，把与现实生活密切相关的化学知识设计开发成集趣味性、生活性、情境性、参与性于一体的游戏型学习软件，使学习者在轻松环境中就能习得化学知识与技能。

　　教育性和游戏性的均衡仍是国内外中学化学教育游戏开发的关键。现今，商业化的网络游戏吸引了很多的青少年玩家，其原因主要是它应用较多的游戏形式（如刺激的战略和射击游戏，情境极强的角色扮演游戏等），趣味性很强，但是与此同时所引起的网络游戏成瘾话题也随之而来。而纵观国内外中学化学教育游戏，形式单调，多以题库或问答的形式出现，说教性太强，没有真正地把化学知识有机地整合到游戏之中。因此，笔者建议我们在设计中学化学教育游戏时，可以适当借鉴商业游戏的经验，让教育游戏形式更为多样，通过一些游戏设计策略，如目标层级策略，任务驱动学习完成策略、激励与处罚制度策略、竞争协作学习策略、及时反馈策略等来增强游戏的刺激性与趣味性，实现教育游戏教育性和游戏性两者的均衡，因此教育性与游戏性平衡的教育游戏设计的方法与策略以及教育游戏内在结构的设计依旧成为研究重心。国内可以把优秀的娱教类游戏设计成计算机游戏，逐步实现教育游戏与信息技术的整合。例如，化学扑克牌由纸质版向在线版的转变，正是一个典型的范例。而随着网络逐渐的普及，化学教育游戏将成为今后化学游戏开发的热点；手机的使用也逐步完善，为移动学习提供了极大的便利，设计手机版中学化学教育游戏将是互联网时代的积极尝试、希望化学教育游戏设计者能积极利用信息技术的优势，设计更多简便、实用、娱乐性的教育游戏。