基于体验式学习的高中物理教学游戏的设计与开发.pdf
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1、高中物理课程改革和课程标准越来越重视学生核心素养的发展,对教学提出了创设情境、注重体验的要高中物理课程改革和课程标准越来越重视学生核心素养的发展,对教学提出了创设情境、注重体验的要求。但在实际教学中,物理知识的抽象性使得教师在讲解某些知识点时,很难再通过实际操作创设真实求。但在实际教学中,物理知识的抽象性使得教师在讲解某些知识点时,很难再通过实际操作创设真实情境。而教学游戏能够给学生创建真实的模拟情景,能提高学生的学习参与和学习体验,有助于培养学情境。而教学游戏能够给学生创建真实的模拟情景,能提高学生的学习参与和学习体验,有助于培养学生的核心素养。基于此,本文依据体验式学习理论,从具体体验、反
2、思观察、抽象概括和主动检验四个生的核心素养。基于此,本文依据体验式学习理论,从具体体验、反思观察、抽象概括和主动检验四个方面,利用方面,利用Mugeda、PowerPoint和万彩动画大师设计并制作了关于 宇宙航行 的高中物理教学游戏。和万彩动画大师设计并制作了关于 宇宙航行 的高中物理教学游戏。关键词关键词 体验式学习,高中物理,教学游戏体验式学习,高中物理,教学游戏 Design and Development of a High School Physics Teaching Game Based on Experiential Learning Xingyu Liu,Enqin Xu*
3、School of Media and Technology,Liaocheng University,Liaocheng Shandong Received:Jul.10th,2023;accepted:Aug.10th,2023;published:Aug.18th,2023 Abstract The high school physics curriculum reform and curriculum standards pay more and more atten-tion to the development of students core literacy,and put f
4、orward the requirements of creating *通讯作者。刘星宇,徐恩芹 DOI:10.12677/ae.2023.138888 5698 教育进展 contexts and focusing on experiences for teaching.However,in actual teaching,the abstract na-ture of physics knowledge makes it difficult for teachers to create real situations through practical operations when e
5、xplaining certain knowledge points.Teaching games can create realistic simu-lated situations for students,which can improve students learning participation and learning ex-perience and help cultivate students core literacy.Based on this,this paper designs and produces a high school physics teaching
6、game about“Cosmic Voyage”based on experiential learning theory,from four aspects:concrete experience,reflective observation,abstract conceptualization and ac-tive experimentation,using Mugeda,PowerPoint and Wancai Animation Master.Keywords Experiential Learning,High School Physics,Teaching Game Copy
7、right 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 在新课改的背景下,高中物理教学改革稳步推进。新的普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)以立德树人为根本任务,以提升学生的物理学科核心素养为导向,对教学提出了“让学生在观察和体验后有所发现、有所联想”、“
8、在教学设计和教学实施过程中重视情境的创设”、“引导学生经历科学探究过程”等要求1。这些要求的本质是倡导教学方式的转变,构建以学生为主体的教学模式,注重学生的学习体验。但在实际的教学中,高中物理知识相对抽象,部分内容无法通过实际操作或借助生活中的案例来创建真实情境,如微观粒子的运动、太阳与行星之间的引力、宇宙航行等。这些内容对于学生来说难以理解,却是高中物理学习中的难点。而教学游戏可以突破传统教学的空间局限,给学生创建真实的模拟情境。教学游戏的认知真实性也架起了沟通物理真实性的学习环境与抽象知识学习的桥梁2。学习者可以在教学游戏创设的模拟情境中进行体验、感悟、反思和应用,充分激发主动性和参与感。
9、基于此,设计和开发高中物理教学游戏有助于帮助学生在体验和探究中培养发现问题、分析问题、解决问题的能力,真正实现“做中学”,促进学生核心素养的全面发展。2.理论依据理论依据 开发教学游戏的要求不同、目的不同,研究者选择的理论依据也各不相同。有些研究者依据行为主义学习理论开发教学游戏,有些研究者依据沉浸理论开发教学游戏。由于高中物理教学改革提出了注重体验的要求,但很多物理知识无法通过创设情境进行体验,因此本文主要依据体验式学习理论进行教学游戏的开发。体验式学习理论的理论依据是 Kolb 的体验式学习循环模型3,该模型把学习过程具体划分为具体体验、反思观察、抽象概括和主动检验四个阶段4,如图 1 所
10、示。Kolb 的体验式学习循环模型一直被看作是体验式学习中较为经典的理论模型,其本质是一种综合学习。其中,具体体验是指学习者在真实或模拟情境中活动,获得经验;反思观察是指学习者在体验的过程中进行观察,反思探究新旧体验之间的联系和区别;抽象概括是指学习者把反思和观察到的结果形成概念并抽象出规律,实现认知提升;主动检Open AccessOpen Access刘星宇,徐恩芹 DOI:10.12677/ae.2023.138888 5699 教育进展 验则指学习者在新情景中应用验证这些概念和规律。在主动检验的过程中,学习者可以获得新的具体体验,从而形成一个循环。值得注意的是,体验式学习循环不是从具体
11、体验到主动检验的单一循环,也不是周而复始的“平面循环”,而是一个螺旋式上升的过程,主动检验又意味着新的体验的开始,从这个意义上讲,所有的体验学习都是全新的学习5。Figure 1.Kolbs experiential learning cycle model 图图 1.Kolb 的体验式学习循环模型 3.基于体验式学习的高中物理教学游戏设计基于体验式学习的高中物理教学游戏设计 人教版高一物理必修第二册第七章第四节 宇宙航行 主要包括宇宙航行的基本知识、原理和应用,还渗透了许多研究实际物理问题的方法,对学生的逻辑思维能力和空间想象力要求较高。但是本节课内容抽象并且与学生的生活有一定的距离,学生很
12、难在真实情境中进行感知,因此设计了“宇宙航行物语”教学游戏来增强学生的学习体验。总体来看,游戏分为文化导入、游戏活动和总结提升三部分,体验式学习理论主要用于游戏活动的设计,在游戏活动中设计了体验环节、反馈环节、视频讲解和实践练习,分别对应体验式学习理论的具体体验、反思观察、抽象概括和主动检验四个阶段,学习者以游戏闯关的形式达成学习目标,如图 2 所示。3.1.具体体验具体体验 在学习宇宙航行之前,高一年级学生已经学习了平抛运动、匀速圆周运动及万有引力定律,具备了解决宇宙航行问题的知识基础,且对探索宇宙奥秘有浓厚的兴趣。但思维方式仍处在由形象思维向抽象思维过渡的阶段,对宇宙航行问题缺乏直观感受。
13、游戏从创设情境和增强人机交互两个方面进行设计,帮助学生在模拟情境中获得直观体验,从而更好地理解和应用本节课的物理概念和物理模型,提高课堂效率。一为创设游戏情境。游戏创设了学习者穿越到 2040 年,接到宇宙航行秘密任务,需要以第一视角操纵飞船去往不同星球的情境。学习者在抵达不同星球的过程中,能够看到不同天体的相对位置,从而对天体知识形成初步感知。每成功抵达一个星球,都会获得对应的奖励,以激励学习者继续探索。二为增强人机交互。通过触摸屏幕进行交互,学习者可以选择不同的速度驾驶飞船。由于选择的速度不同,飞船在宇宙中飞行的范围和轨迹也不同。在人机交互中,学习者能够直观感受到不同宇宙速度所代表的含义以
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