生物游戏牌应用于单元复习教学的实证研究

　　胡继飞 肖海霞 庄梅燕[1]

　　摘要 为了检验生物游戏牌的单元复习效果和倡导游戏化教学，采用轮组实验设计选择高中生进行实验研究，结果表明：对提高复习课的教学效果具有显著作用，在提高生物学科的考试成绩和培养学生的发散思维能力、知识整合能力、合作与竞争意识等方面具有良好的教育价值。但也有少部分学生不适应竞赛带来的压力和节奏。

　　关键词 生物游戏牌;高中生物学;单元复习;实证研究

　　一、研究背景

　　游戏具有良好的情境性和竞争性，且有助于培养合作意识和规则意识，是少年儿童甚至成年人喜闻乐见的一种学习方式。用“游戏教学”作为主题词进行CNKI文献检索，获得相关信息超过2.8万条，且其中超过半数的条目属于“游戏化教学”。“游戏教学”包含了学前教育中专门的游戏课的教学，而“游戏化教学”则是指借用游戏的形式与方法就游戏课之外的课程组织教学活动。游戏教学法也非常适合于中学生物学科，用“游戏教学”并含“生物”进行CNKI全文的文献检索，记录超过2100条，说明游戏已经成为中学生物学科的一种较常用教学方法。但用“游戏教学”并含“生物”作为主题词进行CNKI文献检索，相关记录仅为63条，说明相关的专门研究并不多。

　　打扑克是最常见和最简便易行的一种智趣游戏活动，高中生物学概念多且知识较为零散，能否模仿扑克牌游戏来帮助学生学习生物学的重要概念?我们在2015年开始研制一款“高中生物智趣游戏牌”(简称为生物游戏牌)，并于2016年获得国家专利[1]。该生物游戏牌采用概念图学习原理设计游戏规则，有助于生物学概念的结构化和迁移性学习。近年来我们致力于生物游戏牌的推广和应用，并在2018年荣获广东省第29届中小学教育创新成果一等奖(排名第一)。目前生物游戏牌已经在部分省市的高级中学被学生或教师用于复习课的辅助教学，但教学效果究竟如何?一直缺少规范的对照实验研究。

　　二、研究方法

　　本研究于2019年10月至12月期间进行，采用轮组实验研究法，并辅以问卷调查。

　　(一) 研究对象

　　广东实验中学附属天河学校和肇庆市四会中学高二学生，已经学习完高中生物学必修一的全部以及必修二的有关细胞减数分裂等内容。任课教师结合学生平时学习和测验的表现，确定高二年级的A和B两个教学班用于对比实验研究。

　　(二)研究设计

　　采用轮组实验设计，见表1。复习内容选择高中生物学的重难点，第一轮复习专题为细胞代谢，内容包括酶、ATP、细胞呼吸和光合作用;第二轮复习专题为细胞分裂，内容涵盖无丝分裂、有丝分裂和减数分裂三部分。

　　实验组采用生物游戏牌进行单元复习，课堂上采用小组竞赛，每小组4人，课前组成竞赛小组(要求按能力异质分组)并进行训练。对照组仍采用常规的复习方式，教师引导学生对单元知识进行系统梳理，即教师讲评与学生练习相结合，课前要求学生自主复习和完成前置性检测题。实验组和对照组的每一轮的课堂教学时长都为为4学时，均提前要求学生进行自主学习。

　　表1 生物游戏牌的轮组实验设计

　　(三)测评工具

　　因变量采用纸笔测验和问卷调查进行评价。纸笔测验采用标准的往届试卷，题型包括选择题、简答题和分析题，满分100。问卷调查在第二轮实验后进行，采用专家效度自编问卷，主要让参加过实验的学生就单元复习的两种方式进行比较，共计5道选择题(第1题为单选题，后面的4道题均为多选题，多选题设计有“其他______”选项供自由补充)。

　　三、结果与分析

　　研究结果包括纸笔测验的结果和问卷调查的结果两部分。

　　(一)基于纸笔测验的结果分析

　　两轮对照实验的测验结果见表2。

　　表2 两轮实验的测验成绩比较表

　　从表2可以看出，在第一轮对照实验中实验组极显著地优于对照组(p<0.01)，在第二轮对照实验中实验组显著地优于对照组(p<0.05)。所以，生物游戏牌对提高生物学科单元复习课的考试成绩具有显著作用。同时从表2所示的标准差还可以看出，实验班的标准差都明显地小于对照班，说明生物游戏牌在缩小个体差异和提升全体学生的整体学习成绩具有明显优势。

　　(二)基于问卷调查的结果分析

　　为进一步了解生物游戏牌的教学效果，我们在两轮实验结束后对参与对照实验的高中生进行了一项小的问卷调查。问卷包括5个问题，参与实验的156名同学接受了调查，收到有效问卷151份。统计结果见表3。

　　表3 生物游戏牌认同度的调查统计结果

　　从表3可以看出，参与过实验的高中生绝大部分对在复习课中使用生物游戏牌持积极的和肯定的态度，认为对提高全体学生尤其是成绩居于中下等的同学有帮助，并认同生物游戏牌在培养联想思维和发散思维能力、促进知识的系统化和结构化、培养竞争意识和小组合作意识等方面具有良好的教育价值。此外，也有约1/5的学生表示不太喜欢生物游戏牌的学习方式，主要原因包括两大方面，一是比赛会带来较大的心理负担，怕丢面子，二是对自己的知识和能力不够自信，难以适应竞赛中的快速抢答。

　　四、结论与建议

　　综合以上的实证与分析，可以初步得出如下结果和结论：(1)运用生物游戏牌组织复习课教学，对提高卷面考试成绩具有显著作用;(2)在缩小个体差异和提升全体学生的整体考试成绩方面具有明显优势;(3)绝大部分高中生对在复习课中使用生物游戏牌持积极的和肯定的态度;(4)认为对提高成绩居于中下等同学的成绩更有帮助;(5)认同生物游戏牌在培养联想思维和发散思维能力、促进知识的系统化和结构化、培养竞争意识和合作意识等方面具有良好的教育价值;(6)约1/5的学生不太喜欢这种复习方式，主要原因是不适应竞赛带来的压力和节奏。总之，通过本研究可以认为：生物游戏牌对提高高中生物学科复习课的考试成绩和培养学生的发散思维能力、知识整合能力、合作与竞争意识等具有明显效果。

　　结合上述的结果和结论，这里就生物游戏牌和游戏化教学提出三方面的建议：

　　一是要充分发掘生物游戏牌的教育价值。该游戏牌是运用概念图学习原理来设计的一种立体网络式和多维交互式的游戏方式，使得游戏过程更具挑战性、多变性、思考性和合作性，非常有利于生物学概念的结构化学习和变式运用，有助于生物学知识的复习和巩固，有助于学习者深度理解和掌握生物学重要概念，有助于知识的灵活掌握和发散思维能力的培养。竞赛中尽量采用组间同质、组内异质的分组方式，以便小组内能够互教互学。

　　二是进一步改进生物游戏牌的设计。其一，要优化游戏规则，有部分学生不适应因竞赛带来的心理压力和快节奏，故可以改变原来规则中的抢答方式，按照普通扑克牌的按顺序出牌的游戏规则，这样可以减轻参赛者的心理负担和延长思考时间。其二，要优化内容的设计，生物学教学要优先落实包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四大生物学科核心素养，并采用多样化的教学方式方法 [2]。所以，在游戏牌内容设计方面可以有目的地渗透一些体现核心素养的知识或观点，从更广义的角度来理解生物学概念的内涵和外延。

　　三是生物学科应积极倡导游戏化教学。教育装备作为教育情境构建的基本载体,在构建教育情境的过程中发挥着至关重要的作用[3]。游戏常被视为低龄孩子喜欢的活动，其实不然。很多学生和家长认为，高中生物学概念多、知识较为零散，记忆负担较重，所以不能过多采用“口耳授受”的教学模式，应多采用多样化和趣味化的教学形式，包括开发更多的趣味性学具和游戏化活动。游戏化教学具有情境性、规则性、互动性、竞争性、愉悦性等特点，非常适合用来改造传统刻板的中学生物学教学方式，但要注意把握好游戏化活动的目标性、知识性、智能性和教育性。

　　主要参考文献

　　[1] 胡继飞，广东第二师范学院生物与食品工程学院副院长(主持工作)、教授;肖海霞，广东实验中学附属天河学校教师;庄梅燕，广东省肇庆市四会中学教师。

　　本文为广东省高校质量工程应用型人才培养立项建设课程“中学生物教育课程群建设”(课题编号：粤高教2017-85)

　　参考文献

　　[1] 肖海霞，苏洁，黄志荣，等.高中生物学“智趣游戏牌”的研制[J].生物学教学，2016(4)

　　[2] 郑晓蕙，李增娇，张文华.核心素养与生物学教学[M].上海：华东师范大学出版社，2018：2

　　[3] 孙震，党建伟. 教育装备:教育情境构建的基本载体——论杜威实用主义哲学对教育情境构建的启示[J].教育与装备研究，2019：12

　　说明：本文发表于《教育与装备研究》