應(yīng)用紙牌游戲提升烴的衍生物復(fù)習(xí)效果的案例研究

摘要：

選取24個有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，分別把每一個反應(yīng)的主要反應(yīng)物、次要反應(yīng)物、反應(yīng)條件和主要產(chǎn)物設(shè)計(jì)成紅、紫、藍(lán)、綠色紙牌，并仿照紙牌游戲設(shè)計(jì)游戲規(guī)則。設(shè)置實(shí)驗(yàn)班與對照班，開展實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)紙牌游戲有助于學(xué)生掌握化學(xué)方程式，促進(jìn)學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。關(guān)鍵詞：紙牌游戲；烴的衍生物；化學(xué)方程式；案例研究進(jìn)行“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”模塊教學(xué)實(shí)踐時，我們發(fā)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)繁雜、不同類型的化學(xué)反應(yīng)容易混淆和遺忘等是學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難的主要原因。而目前有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)主要采用知識羅列和習(xí)題鞏固的傳統(tǒng)模式，不僅消減了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，影響有機(jī)知識的吸收，還阻礙了學(xué)生能力的提升［1］。有研究發(fā)現(xiàn)，游戲在教學(xué)中具有積極作用，有助于克服學(xué)生學(xué)習(xí)參與度不高的問題。Peter等將紙牌游戲應(yīng)用于有機(jī)官能團(tuán)教學(xué)中，為學(xué)生提供更多的交流機(jī)會，對學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)產(chǎn)生積極影響，進(jìn)而加強(qiáng)對官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的理解［2］。也有研究者發(fā)現(xiàn)，把游戲教學(xué)引入到化學(xué)課堂里，不僅能提高自主學(xué)習(xí)的能力，還有助于發(fā)展學(xué)生的合作、競爭能力［3］。任紅艷等設(shè)計(jì)紙牌游戲，幫助學(xué)生通過微觀表征使得符號表征深刻化，實(shí)現(xiàn)不同表征之間的轉(zhuǎn)換和錯誤概念的轉(zhuǎn)變，從而建構(gòu)深刻的化學(xué)平衡觀念［4］。借鑒以上游戲教學(xué)實(shí)踐，設(shè)計(jì)適合高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)的化學(xué)方程式紙牌游戲，并在烴的衍生物復(fù)習(xí)課中進(jìn)行實(shí)踐研究。1

紙牌游戲設(shè)計(jì)選擇“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”模塊“烴的衍生物”內(nèi)容中的24個有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)是學(xué)生集中學(xué)習(xí)的、容易產(chǎn)生錯誤的，在近年來高考評價中出現(xiàn)頻率較高的反應(yīng)。1.1

內(nèi)容設(shè)計(jì)對于每個反應(yīng)，區(qū)分主要反應(yīng)物、次要反應(yīng)物、反應(yīng)條件和主要產(chǎn)物，分別對應(yīng)紅、紫、藍(lán)、綠四種花色紙牌。之所以設(shè)計(jì)四種花色，是因?yàn)橛袡C(jī)反應(yīng)都涉及反應(yīng)物、條件、產(chǎn)物等，而反應(yīng)物又可以分為主要反應(yīng)物和次要反應(yīng)物。4種花色紙牌中，紅、藍(lán)、綠紙牌每種花色各為24張，紫色紙牌因有3個反應(yīng)的次要反應(yīng)物有2種，因此多出3張紙牌，故四種花色紙牌共99張。紫色紙牌中有一張空白，是因?yàn)橐掖嫉南シ磻?yīng)沒有次要反應(yīng)物。藍(lán)色紙牌中有7張不需要條件，表示有7個反應(yīng)常溫常壓條件下就可以發(fā)生（見表1）。1.2

紙牌制作紙牌材料為硬質(zhì)紙板，長約10厘米，寬6厘米，可以利用廢紙盒，或者購買硬質(zhì)便簽。在裁剪好的硬質(zhì)紙牌或者便簽上，分別用四種顏色的記號筆寫出24個有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的主要反應(yīng)物、次要反應(yīng)物、反應(yīng)條件和主要產(chǎn)物（見圖1）。1.3

游戲規(guī)則游戲在4位學(xué)生之間進(jìn)行，另選一位學(xué)生做裁判，在游戲過程中裁判參與討論出牌是否錯誤、負(fù)責(zé)記錄出牌錯誤的原因，統(tǒng)計(jì)每位選手錯誤次數(shù)等。裁判和選手在游戲之前由學(xué)習(xí)小組確定。4位學(xué)生分別拿某一種花色的紙牌，一輪游戲結(jié)束后交換游戲角色和紙牌的花色。游戲開始時，拿紅色紙牌的學(xué)生甲率先打出一張紙牌，拿紫色紙牌的學(xué)生乙根據(jù)學(xué)生甲的出牌打出另一次要反應(yīng)物的紙牌，然后拿藍(lán)色紙牌的學(xué)生丙打出反應(yīng)條件的紙牌，最后拿綠色紙牌的學(xué)生丁打出主要產(chǎn)物的紙牌，同時要說出其他產(chǎn)物（如乙醇的消去反應(yīng)產(chǎn)物有乙烯和水，學(xué)生丁在打出標(biāo)注乙烯綠色紙牌的同時，要說出產(chǎn)物水，沒有說出，則記錄1次錯誤）。四個選手出牌結(jié)束，紙牌標(biāo)注的信息構(gòu)成一個完整的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。在游戲的過程中，由裁判和參賽選手共同確認(rèn)出牌是否正確，如出牌錯誤，則收回，重新出牌，裁判負(fù)責(zé)記錄每位學(xué)生出牌的錯誤次數(shù)。參賽選手在游戲過程中也可以提出挑戰(zhàn)，要求裁判核實(shí)出牌正誤，但如果挑戰(zhàn)失敗，記錄該選手1次出牌錯誤記錄。所有學(xué)生手中的紙牌全部打完，一局游戲結(jié)束，然后重新抽簽，決定新的角色，進(jìn)行新一局的游戲。整個游戲的過程以失敗次數(shù)最少的為優(yōu)勝者。2

紙牌游戲的教學(xué)應(yīng)用在烴的衍生物復(fù)習(xí)課中實(shí)施紙牌游戲，研究紙牌游戲在烴的衍生物復(fù)習(xí)課中的作用，探究紙牌游戲?qū)W(xué)生化學(xué)方程式掌握和化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的影響，以及學(xué)生對紙牌游戲的態(tài)度。2.1

實(shí)施對象紙牌游戲的實(shí)施對象是某省級重點(diǎn)高中二年級1個班，任課教師為研究者本人，該班級共47名學(xué)生。實(shí)驗(yàn)班和另外5個班級227名學(xué)生的化學(xué)成績沒有顯著差異。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)烴的衍生物，按照教學(xué)計(jì)劃，需要進(jìn)行1課時的復(fù)習(xí)。本研究立足于教學(xué)實(shí)際，設(shè)計(jì)并實(shí)施化學(xué)反應(yīng)復(fù)習(xí)的紙牌游戲。2.2

實(shí)施過程5個對照班均采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，教師引導(dǎo)學(xué)生按烴的衍生物官能團(tuán)物質(zhì)類別進(jìn)行化學(xué)方程式的再認(rèn)、記憶，然后在典型例題中應(yīng)用化學(xué)方程式鞏固。對照班由另外5位化學(xué)教師任教，課前對任課教師不進(jìn)行任何教學(xué)干預(yù)。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生按照學(xué)習(xí)小組分為9組，每組5～6名學(xué)生進(jìn)行游戲，其中包括1～2位裁判。對于整個課堂活動，全程進(jìn)行視頻錄像，用于課后研究使用。由于改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生樂于參與游戲的方式學(xué)習(xí)。游戲開始，學(xué)生參與熱情很高，但很快就有學(xué)生出牌錯誤，經(jīng)過小組討論，出牌錯誤的學(xué)生打出了正確的紙牌，游戲繼續(xù)。隨著游戲的開展，不斷有出牌錯誤產(chǎn)生，在同學(xué)們不斷討論和修改之后，牌局繼續(xù)，直至手中紙牌全部打出，第一輪牌局結(jié)束，每小組錯誤次數(shù)平均6.7次。第一輪游戲結(jié)束后，由各游戲小組的裁判匯報(bào)本組出牌過程中出現(xiàn)的反應(yīng)物、反應(yīng)條件、產(chǎn)物的典型錯誤并歸類分析。例如乙醇的消去反應(yīng)和鹵代烴的消去反應(yīng)條件混淆；酯化反應(yīng)、消去反應(yīng)的另一產(chǎn)物水漏掉等等。隨后，交換游戲角色和拿牌花色（包括裁判在內(nèi)的小組成員），依次進(jìn)行牌局，直至每位成員都經(jīng)歷不同的角色。通過記錄發(fā)現(xiàn)隨著牌局輪次增多，錯誤次數(shù)呈現(xiàn)明顯下降趨勢，如第五輪牌局學(xué)生錯誤次數(shù)每個小組平均1.2次，這和第一次的平均錯誤6.7次差異明顯。實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)過紙牌游戲之后，學(xué)生能夠掌握24個有機(jī)反應(yīng)中的22.8個，達(dá)到比較理想的效果。紙牌游戲結(jié)束后，教師表揚(yáng)累計(jì)出牌錯誤次數(shù)最少的小組和個人，總結(jié)紙牌游戲過程中容易產(chǎn)生的錯誤并分析錯誤產(chǎn)生的原因，歸納有機(jī)化學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng)。2.3

結(jié)果分析完成教學(xué)后，通過測驗(yàn)方式了解學(xué)生對內(nèi)容的掌握情況，通過問卷調(diào)查知悉學(xué)生參與的情況與特征，以全面了解課堂教學(xué)效果。2.3.1

測驗(yàn)結(jié)果分析設(shè)計(jì)紙筆測驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)班和對照班進(jìn)行教學(xué)評價。測驗(yàn)內(nèi)容是要求學(xué)生書寫主要的有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的24個化學(xué)方程式。24個方程式以流程的形式標(biāo)明主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物之間的轉(zhuǎn)化，在連接主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物的箭頭上方注明序號，24個反應(yīng)對應(yīng)24個序號，學(xué)生按照序號順序?qū)懗?4個化學(xué)方程式。測試時間為15分鐘，由任課教師按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)批改。每一個化學(xué)方程式書寫完全正確記1分，有書寫錯誤記0分。測試回收有效問卷273份，有效率接近100%。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生平均得分22.2，而常模對照班級平均得分為18.3。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示，分析可知，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生得分顯著高于對照班。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在反應(yīng)條件以及有機(jī)次要產(chǎn)物的掌握方面更好，如很多方程式的產(chǎn)物中都有水生成，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在方程式書寫過程中很少漏寫水。由此說明游戲在復(fù)習(xí)中發(fā)揮了更加有效的作用。2.3.2

問卷調(diào)查結(jié)果分析為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教學(xué)結(jié)束后對學(xué)生進(jìn)行課堂反饋調(diào)查。采用問卷調(diào)查方法，對象為實(shí)驗(yàn)班學(xué)生，在5分鐘內(nèi)完成。調(diào)查內(nèi)容包括學(xué)生對紙牌游戲功能的認(rèn)識、紙牌游戲中自己的參與程度、是否會把紙牌游戲當(dāng)作一種學(xué)習(xí)方法等三個方面。研究結(jié)果如圖4所示，分析可知，學(xué)生普遍認(rèn)為紙牌游戲有助于化學(xué)學(xué)習(xí)，72%的學(xué)生表示“有幫助”（甲圖）。在紙牌游戲過程中，學(xué)生參與程度很高，87%的學(xué)生感到“高度參與”和“參與”，只有13%的學(xué)生認(rèn)為自己“很少參與”或者“沒有參與”（乙圖）。此外，37%的學(xué)生表示會把紙牌游戲作為一種學(xué)習(xí)方法，31%的學(xué)生回答可能會（丙圖）?？梢?，在化學(xué)教學(xué)中，紙牌游戲作為一種學(xué)習(xí)方法受到學(xué)生歡迎，能夠大幅度提高學(xué)生參與程度，也有利于知識的理解與掌握。3

研究總結(jié)與展望教學(xué)實(shí)踐表明，相對于傳統(tǒng)的有機(jī)復(fù)習(xí)課教學(xué)，紙牌游戲教學(xué)主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：一是紙牌游戲貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生更感興趣，學(xué)習(xí)過程中更加投入；二是學(xué)生游戲過程中需要判斷對錯、思維更為活躍，學(xué)生的主體地位更加凸顯；三是學(xué)生在游戲的過程中，互相評價，互相學(xué)習(xí)，總結(jié)、反思提升，既促進(jìn)了小組學(xué)習(xí)，又提升了合作能力和團(tuán)隊(duì)精神；四是學(xué)生在活動過程中充分暴露了問題，有利于教師針對關(guān)鍵問題展開講解，針對性更強(qiáng)，更有利于學(xué)生的理解和掌握。學(xué)生紙牌游戲的學(xué)習(xí)過程中，認(rèn)知活動發(fā)動了游戲，而游戲又回過來加強(qiáng)認(rèn)知活動［5］，紙牌游戲促進(jìn)了化學(xué)教學(xué)效果提升。因此，紙牌游戲作為一種輔助教學(xué)手段值得在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中推廣實(shí)施。當(dāng)然，本研究是立足于研究者自身所帶的班級進(jìn)行的研究，對于不同學(xué)情的學(xué)生，紙牌游戲是否能夠充分發(fā)揮教學(xué)作用還需進(jìn)一步研究。此外，對于在新授課或者其他模塊的教學(xué)中，如何基