高中化学教育游戏制作的实践研究&以海水中一种富氯元素为例_教育游戏论文

高中化学教育游戏制作实践研究——以“富集在海水中的元素——氯”为例，本文主要内容关键词为：为例论文,海水论文,元素论文,高中化学论文,游戏论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      一、问题的提出

      电子游戏已成为社会娱乐文化的重要部分，对于有较高逻辑思维能力但意志力不强的高中生，电子游戏已成为日常娱乐的重要内容。如何引导学生将玩游戏这种无目的娱乐活动转化为有目的学习活动，是国内外诸多学者和公司研究的方向。

      我国以2007年第一届“全国教育游戏与虚拟现实学术会议”的召开为标志，对于教育游戏的研究逐渐发展起来。方向主要是应用研究和设计与开发研究，学科主要涉及语文、英语、物理和信息技术，学段主要是小学，初中很少，未见有高中化学相关的实践研究[1]。

      目前将电子游戏应用于教育的方式有两种：一是利用现有的游戏进行教学设计。教育的组织者根据教学目的，有组织地安排任务，如利用CS（反恐精英）进行军事类培训[2]。此类应用方式的优点是充分利用商业游戏，研发成本低，缺点是无法在游戏基础上进行二次开发，只能根据游戏内容设计课程。二是专为特定的教育目的设计游戏软件。游戏的开发主体以政府和大学为主导，商业公司制作，其中不乏精品。此类软件的优点是画面精良，配乐优美，情节吸引人，娱乐性强，有一定的教学功能；缺点是内容无法根据教学内容的变化进行更新，与课堂教学相脱节。

      电子游戏应用于教育可以有第三种方式：一线教师根据自己的课堂需求，制作适合自己学生，配合自己教学过程的游戏。这可以让学生在游戏中学习、巩固知识，检测学习成果，使学生实现愉悦学习。在信息技术发达的今天，游戏制作的门槛并不高，教师通过简单的学习就可以掌握基本的游戏开发。

      二、教育游戏类型及制作工具介绍

      可用于教育的游戏类型有策略类、射击类、角色扮演类等。策略类游戏是指游戏者可以自由控制、管理和使用游戏中的人或事物，在特定规则下完成相应的任务。此类游戏涉及场景较多，故事背景复杂，适合综合运用多学科知识和学科中多样知识。但策略类游戏故事编写难度大，游戏规则制定复杂，制作难度比较大。射击类游戏是指游戏者使用枪支、弓箭、飞机等装备对一定物体进行射击，命中正确则获得相应得分。此类游戏适合于识记性知识的巩固，但情节单调，不容易持续吸引学生的注意力。RPG游戏（Role-playing game，角色扮演游戏）是指玩家扮演一位角色在虚构的世界中活动，这个角色在一定规则下通过一些行动完成剧情，使角色发展。对于有一定阅历和心理发展水平的高中学生，有情境、有故事的角色扮演类游戏更适合制作教育游戏。

      RPG游戏的开发引擎有Unity 3D、RPG Maker等。其中最适合于普通教师使用的开发工具是RPG Maker。利用该软件，不懂得编程知识也可以简单制作出原创RPG游戏，只需绘制地图和设置怪物、道具、魔法等等要素就可以完成属于自己的RPG游戏。该软件内置大量素材和默认脚本，上手容易，程序脚本为中文，有强大的输入辅助系统，略懂计算机的人通过两小时学习可以编制出一个简单的游戏。RPG Maker有3个版本，2003版、XP版和VX版，其中VX版最新，但素材较少。因此，建议选择RPG Maker XP作为游戏的开发工具。

      三、教育游戏的设计与制作

      在此以“富集在海水中的元素——氯”（下文简称“氯”）为例，介绍教育游戏的设计与制作过程。

      1.选择合适的教学内容

      将教学内容与游戏整合时，涉及知识的任务化、情境化和故事化。因此，不是所有教学内容都适合制作游戏。对于纯粹的理论和概念知识，设计合理活动情境或任务的难度比较大。“氯”是高中人教版必修1第四章第三节的内容，属于元素及其化合物知识，知识点较为分散，理解难度不大，有丰富的情境素材可供使用，适合任务化，适合用游戏形式表现。

      2.设计游戏故事和游戏任务

      RPG游戏的特点是在故事中展开游戏，通过完成任务推动游戏的发展。因此，设计与教学内容密切相关的故事和任务是教育游戏制作的关键。

      在“氯”的制作中，笔者设计了这样的故事：主角在舍勒（NPC1）的指导下，用海水制备食盐，使用浓盐酸和

来制备氯气；制得氯气后舍勒很高兴，派主角到学堂中向教师（NPC2）学习氯气相关知识。主角圆满完成学习任务后，发现村里有很多人生病，生病之前都喝了井水，主角来到了井边，发现井边有细菌之王（细菌之BOSS），使用了各种方法来杀死细菌之王都无效后，主角使用了刚制得的氯气，将细菌之王打败。细菌之王逃走前留下话来，说要到邻村去。主角又去向舍勒请教，舍勒教他制作漂白粉和漂粉精的办法，主角成功制得漂白粉和漂粉精，游戏结束。学生需要学习的内容与游戏任务的对应关系见表1。

      

      3.游戏制作

      （1）绘制地图

      游戏中的地图是游戏人物活动、情节发展的场所，构成地图的元素是图块，RPG Maker XP内置了50种场景，包括草原、小镇、海边、矿山等，不同的场景提供不同的图块，图块有建筑物、室内装饰品等各种物品，教师可根据游戏情节选择。每张地图分为四层，第一层常用来画地面、河流、天花板、地板和墙壁等；第二层则用来画墙壁、陈设，如果是野外的地图可能还需要画一些遮蔽；第三层添加最后的点缀，比如花草树木、放在第二层物品之上的物品（如桌子上的茶杯）；或者一些需要挡住第二层东西的设施，而第四层则是设置事件的层，放一些人物或者宝箱等。一个游戏中会有多个场景，要通过绘制多个地图来实现。地图的尺寸不宜过大，否则会造成游戏速度过慢。

      “氯”中一共绘制了4个地图，分别是外景、教会、商店和学院。游戏情节分别在这4个场景中展开。下面以外景和教会两张地图的绘制，介绍地图分层绘制的办法。

      外景地图（图1）包括教会、商店和学院的外部图，也包括海边（获取海水）和井（与细菌之王战斗）这两个事件发生地。本张地图的第一层绘制海水和草地，第二层绘制建筑物，第三层绘制井、雕像等装饰品，第四层在建筑物的门口设置事件和事件人物。游戏者通过与建筑物的门接触切换进另一张地图（方法见下文事件部分）。

      

      教会（图2）是进入游戏后主角出现的地方，该图的第一层绘制红色地毯和墙壁，第二层绘制橱子、箱子、桌子和雕像，第三层绘制放在桌子上的物品，第四层设置事件和事件人物，如在门口设置一接触即转移到外景地图，在箱子和橱子上分别设置一旦按空格键即可以获得酒精灯、石棉网等物品。

      

      （2）数据库的设置

      数据库是RPG游戏的重头，共有13个部分，分别是角色、职业、特技、武器、防具、敌人、队伍、状态、动画、图块、公共事件和系统。相关内容要预先在这里设定好，之后再做剧情的时候就可以直接从这里调用。在默认的新工程里面，角色的数据都是被设定过一个默认数值的，如果想修改，就要在数据库里调整。可以用F9或者在“工具”里面打开数据库。例如，要设定角色的初始属性，可以打开数据库，选择角色标签页，更改角色的姓名、职业、初始等级和初期装备等。再如，需要增加物品，选择物品标签页，在其中添加物品名，设置物品属性即可。

      在“氯”中，酒精灯、三脚架等实验用品和氯气、浓盐酸、漂白粉等化学试剂都需要用这种方法预先加入游戏数据库中。物品的属性有名称、图标、属性、命中率等23个，本游戏中主要用到两个：一个是价格，供游戏者在商店时购买相应物品；一个是HP回复量，是使用物品的杀伤力。“氯”中设置氯气的命中率为100，HP回复量为-9999，游戏者在遇到“细菌之王”时，只要使用氯气，即可做到一击必杀，以此强化学生对于氯气杀菌消毒作用的认识。

      RPG Maker中的角色有三种：第一种是和主角同一阵营的角色，需要在数据库设置，“氯”中未涉及；第二种是事件角色，只需要在编写事件时选择图像即可，无需加入数据库，“氯”中的舍勒、教师、海边人物等都属于此类；第三种是敌人，需要在数据库中设置其名称、生命值、攻击力等相关属性，“氯”中的“细菌之王”属于此类。

      （3）游戏事件的编写

      RPG Maker XP中的事件是游戏中操纵剧情发展的程序。事件被分为地图事件和公共事件两类，公共事件的编写在数据库中直接编写即可，地图事件的设置被统一在地图的第四层。编写地图事件时，先切换到地图的第四层，在地图上相应位置点击鼠标右键，选择“新建事件”，设定事件发生的条件、角色图片和事件开始条件；在执行内容中，填入脚本内容即可。RPG Maker XP内置了丰富的脚本，基本可以满足对游戏控制的需求，如果需要拓展功能，可以按照Ruby语法进行自定义脚本的编写。

      事件分为条件和代码两个部分。例如，想实现游戏人物从室内场景（地图1）进入室外场景（地图2），可以在地图1中房间的门口点击右键，选择新建事件，设定事件开始条件为与主角接触，选择插入→场所移动，指定移动了地图2中的某个地方。游戏运行后，主角走到相应位置，自动实现场景切换。游戏中，可以通过条件来控制游戏的进展，如“氯”中要求主角必须收集齐二氧化锰、浓盐酸、海水才能开始制备氯气。

      教育游戏中重要的答题也通过脚本功能来实现。RPG Maker XP中可以实现的题目有两种，一种是选择题，一种是填空题（只能输入数字）。

      以“氯”中的一道选择题为例：题干为“氯气是什么颜色的？”，选项为“无色、黑色、红色、黄绿色”。制作过程如下：

      首先，在学院地图的第四层中选择添加事件，选择角色头像，设置人物出现条件是主角拥有物品氯气，设置事件开始条件是按决定键（回车或空格键）。这样游戏者在制得氯气后，到达学院中，即可看见教师，走到教师面前，按回车或空格键开始答题。

      

      其次，在事件代码页中编写如下代码（见下页表2）。

      

      （4）游戏的调试运行和发行

      游戏编写好后，在游戏菜单下点击运行（或按F12键），就可以进行游戏的调试。学生要运行这个游戏，拷贝游戏文件夹，进行其中的game.exe就可以了。

      四、教育游戏的应用及反思

      1.游戏的应用过程

      游戏是自主探索的过程，第一次玩耗时较长，不适合在教室这样的一对多的信息传递环境中使用。因此，笔者选择让学生在学习完本节课内容后，课后通过玩游戏来巩固知识。在单元复习课时，同样利用该游戏，请一位同学展示自己完成本游戏的过程，起到共同回顾知识的效果。

      在“氯”中，笔者设计程序记录了学生的学习过程数据，先将整个游戏中的题目进行编号，每答错一次，在程序中记录。游戏结束时，学生完成所有任务，让学生输入学号，将每道题目的错误次数、游戏时间和学生的学号拼在一起，利用算法对这个数值进行加密（将该数值与某数进行加减乘除等多次运算）。要求学生提交这个数字以证明游戏结束，教师可以通过该数值进行逆运算即可知道学生的学习过程数据。

      由于RPG Maker XP制作出的游戏只有单机版，学生无法针对游戏进行互动交流，协作学习。在应用中，不应局限于单一软件，要综合应用多种技术。在实际使用的过程中，笔者使用Moodle开设在线课程，展示相关学习内容，学生和教师在讨论区中进行讨论，弥补了软件本身的缺陷。

      2.游戏的应用反思

      （1）使用教育游戏有利于提升学生的学习兴趣当笔者第一次在课堂上介绍本游戏时，学生表现得非常兴奋，有多名学生要求快点将此游戏拷贝回家进行操作。这与传统的作业布置相比，学生投入的关注度高很多。本部分内容结束后，笔者在实验班里做了统计，35名学生中有32名感到非常有兴趣，有3名觉得较有兴趣，没有学生不感兴趣。

      （2）教育游戏对学生的信息素养与学生家庭情况有一定的依赖

      在实践中发现，信息素养也会对教育游戏的使用形成瓶颈。由于RPG Maker制作出的游戏中，人物的移动必须依靠键盘，无法如同当前流行的游戏一样使用鼠标操作。有的学生进行适应时比较慢。同时，由于游戏“氯”的使用方式是学生带回家使用，对个别家中未购置计算机的学生造成困扰。因此，实践时教师安排了该部分学生在学校机房中完成了该游戏。

      （3）学生对教育游戏兴趣的长期维持还有待观察

      目前学生对游戏应用于教育这种形式感到新奇，表现出兴趣。但如果这种形式常态化，学生能否对此维持兴趣，还有待观察。

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