基于項目化學習的生物學桌面游戲《細胞大作戰(zhàn)》的研制

摘 要：本文以項目化學習為基本理念，以免疫應答為核心知識背景，巧妙融合游戲元素，成功研制了一款名為《細胞大作戰(zhàn)》的生物學桌面游戲。該游戲具備良好的情境性、互動性和趣味性，能夠讓學生在愉悅的氛圍中掌握知識。游戲的體驗過程不僅是學生掌握知識的途徑，更是學生體驗思維碰撞、享受交流溝通的寶貴經歷。本研究為高中生物學教學提供了新的思路和策略，有助于提升學生的學習興趣和自主探究能力。

關鍵詞：高中生物學教學；桌面游戲；項目化學習

文章編號：1003-7586（2024）09-0051-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）提出教學過程重實踐，在教學中培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)，高度關注學生在學習中的參與程度，幫助學生通過探究性學習活動或工程學任務，加深對生物學知識的理解，進而用所學知識解決現實生活中遇到的問題。項目化學習（Project-Based Learning，簡稱“PBL”）是一種建構主義理論下以學生為中心的學習模式，主張學生通過小組合作的方式，解決真實世界中復雜且有挑戰(zhàn)性的問題，并形成公開成果，進而幫助學生習得核心知識技能，獲得高階思維能力，同時培養(yǎng)其學科核心素養(yǎng)。

1 項目背景和驅動性問題

免疫學知識在中學生物學課程中占據重要地位，但其涉及范圍廣泛，概念繁多、抽象且相互關系復雜。教師在進行該部分內容的教學時，通常會遇到學生掌握程度參差不齊以及知識起點和思維方式差異顯著等問題，導致在單純的教學講解中構建過程模型的難度較高。因此，教師需要調整教學策略并創(chuàng)新教學設計。

桌面游戲作為一種深受高中生喜愛的娛樂活動，具有良好的情境性、規(guī)則性、互動性和趣味性，為免疫學知識的教學提供了新思路。桌面游戲能激發(fā)學生的好奇心，促使他們主動積極參與學習過程，并通過交互加深對知識的理解。 ［1］

基于上述考慮，筆者帶領學生組成團隊，積極探索將桌面游戲融入免疫學教學的可能性。團隊嘗試研制一款以免疫細胞對抗病毒為情境的桌面游戲，以期為免疫學知識教學提供新思路與指導。

2 實施過程

2.1 明確任務，要素分析

團隊首先參考市場上已有的以生物學知識為背景的桌面游戲，結合任務目標，對研制過程中涉及的STEAM要素進行分析（見表1）。

2.2 頭腦風暴，方案設計

（1）玩家安排：玩家人數為偶數時，分為兩個陣營，一方代表病毒進攻方，一方代表免疫細胞防衛(wèi)方；若玩家人數為奇數，則選取一人為物資商店管家，剩余的人同樣分為以上兩個陣營。

（2）游戲地圖設計：制作者在設計手牌和地圖時，應與具體操作相結合。為了使玩家有效理解游戲規(guī)則，團隊在手牌與地圖設計中設置多處提示信息，以增加游戲的可玩性。

（3）游戲規(guī)則設計：①對于物資的獲取，玩家可以通過擲骰子的方式從物資收集圈獲取或支付一定的對應原料，并以此從物資商店購買對應物資，具體換取資源所需支付的原料數額通過試玩測試不斷完善；②玩家可使用手牌進行攻擊、保護，不同選擇決定了游戲局面的變化，通過擲骰子增加游戲的隨機性與趣味性；③可在測試階段調整規(guī)則，使雙方陣營玩家獲取原料、獲取物資與支付原料的速度達到平衡；④在玩家進攻時，為了體現游戲的科學性與嚴謹性，手牌的具體操作將在測試中不斷完善，如輔助T淋巴細胞的激活與否由手牌翻轉的正反面表示等。

（4）游戲終止：游戲以病毒卡牌完全消耗或地圖上的細胞全部進行過對抗作為終止條件，占領細胞個數較多的陣營為勝利方。

2.3 測試方案，迭代產品

初步完成游戲設計后，本團隊用已有的自制紙牌進行試玩測試，并發(fā)現以下問題需要改進：①正反方在技能和地圖設置上不平衡，如游戲地圖的物資設置、進攻和防衛(wèi)所需要的物資等方面；②缺乏游戲趣味性，具體解決措施是添加意外卡，增加隨機條件影響游戲勝負的概率；③組員間配合不默契，解決措施是雙方陣營選擇一名組長來協調組員。

3 公開成果

3.1 產品外觀

本團隊設計的桌面游戲包括一張游戲地圖（見圖1）、四種免疫細胞和四種病毒卡牌（見圖2）、物資卡、意外卡等。各要素的辨識度較強，能夠幫助學生在游戲過程中形成記憶，從而內化相關知識點。

3.2 游戲規(guī)則

3.2.1 準備階段

準備階段說明和游戲地圖提示如圖3所示。

玩家分組：玩家分成兩組并決定正反方，正方為保衛(wèi)方，每位正方玩家擁有一套免疫細胞卡；反方為進攻方，每位反方玩家擁有一套病毒卡。若總玩家人數為奇數，則選出一位玩家作為商店管家，負責收發(fā)物資和場外提醒。

物資分發(fā)：每位玩家拿到若干個占據標記，正方玩家獲得兩個ATP，反方玩家獲得四個ATP。

游戲順序：取出與玩家人數相同的順序卡，抽取順序卡決定游戲順序。

起點設置：所有玩家將標記放至地圖左上角的物資圈的起點位置。

3.2.2 物資收集

（1）從一號玩家開始，各玩家按順序擲骰子，前進對應點數，獲取格子中的對應物資，若投擲走到“意外”處，可抽取一次意外卡并按照提示完成卡上內容。

（2）正方玩家每繞地圖一周，可以獲取六個ATP。正反方玩家在6的倍數格站定時，均能再次投擲骰子，獲取與投擲點數相同數量的ATP。

（3）當反方玩家集齊一定物資后，可消耗物資在地圖對細胞發(fā)起入侵，此后正方玩家可以消耗物資進行防衛(wèi)。

3.3 對戰(zhàn)細則

3.3.1 游離

反方玩家將玩家標記置于版圖內任意一個細胞旁邊的一號位點（見圖4），表示病毒已到達細胞附近準備入侵，這一步驟不消耗任何物資，但該玩家本輪失去擲骰權利。對此，正方玩家可選擇使用巨噬細胞進行防衛(wèi)，消耗卡面上對應的物資，獲得一次對抗機會。正反方各投擲一次骰子，骰子點數大的一方獲勝。若正方獲勝，則病毒卡牌失效，但反方玩家仍能對該細胞再次發(fā)起進攻；若反方獲勝，則病毒繼續(xù)占據一號位點。無論正方是否獲勝，都可以獲得對應該病毒的抗原-MHC復合體。正方使用對應的抗原-MHC復合體，同時消耗輔助T淋巴細胞（以下簡稱“輔助T細胞”）卡面的對應物資，獲得免疫活性物質。免疫活性物質用于激活細胞毒性T淋巴細胞（以下簡稱“毒性T細胞”）或B細胞。

3.3.2 對戰(zhàn)

反方玩家消耗病毒卡面上階段Ⅰ的對應物資，并將玩家標記挪到二號位點，表示開始復制病毒。對此，正方玩家可使用免疫活性物質，同時消耗毒性T細胞或B細胞卡面上對應的物資，獲得一次對抗機會，對抗方式同上

。若正方獲勝，則病毒卡牌失效，正方玩家可以把正方的占據標記置于該細胞內，反方不能再對該細胞發(fā)起進攻；若反方獲勝，則反方玩家從正方玩家處獲取三個ATP，繼續(xù)占據二號位點，且在反方玩家進入第三環(huán)節(jié)前，任何一位正方玩家仍能按照游戲規(guī)則對其發(fā)生重復對抗。例如，一號正方玩家對三號反方玩家發(fā)起對抗但失敗，且在二號正方玩家的回合前，三號反方玩家沒有消耗物資進入第三環(huán)節(jié)，二號正方玩家仍能對該玩家的病毒發(fā)起對抗。若正方玩家在地圖物資圈收集到了免疫活性物質，可跳過激活輔助T細胞環(huán)節(jié)，直接對進入第二階段的反方玩家發(fā)起挑戰(zhàn)，但必須消耗對應該病毒的抗原-MHC復合體。

3.3.3 感染

反方玩家消耗病毒卡面上階段Ⅱ對應的物資，將占據標記置于細胞內，表示成功感染該細胞，同時本張病毒卡牌失效。

3.4 游戲結束及注意事項

當地圖內所有細胞均被占據標記占領時，游戲結束。教師分別清點地圖對戰(zhàn)區(qū)內雙方占據的標記數量，占據標記多的一方獲勝。

注意事項：同陣營玩家間不能共用物資；所有玩家完成一次骰子投擲或進攻防衛(wèi)記為一回合，每回合每位玩家只能進行一項活動，如一號玩家選擇本回合發(fā)起進攻，則本回合不能再投擲骰子；抗原-MHC復合體、免疫活性物質都是一次性物資，使用后需重新獲??；反方玩家可通過消耗五個ATP獲得一次抽取病毒卡牌的機會；所有玩家可以消耗三個ATP兌換一個氨基酸或核苷酸。

4 項目反思

在研制桌面游戲的過程中，教師應當深刻洞察并充分挖掘背后的教育價值，從繁雜的生物學知識中精心選擇重點或難點專題作為游戲的背景知識，將抽象的概念具象化、枯燥的知識趣味化，真正實現寓教于樂。在將知識內容與游戲元素巧妙融合時，學生往往會發(fā)現新問題，面對這些情況，教師應當鼓勵學生積極尋找解決策略。這一過程不僅是學生掌握知識的途徑，更是其體驗思維碰撞、享受交流溝通的美妙旅程。

本款桌游作為一種創(chuàng)新型的學習工具，可以靈活地運用于課前的自主學習或課后的拓展活動。它不僅能夠幫助學生鞏固和深化知識理解，還能培養(yǎng)學生的團隊合作精神和創(chuàng)新思維意識。

參考文獻

［1］胡繼飛，肖海霞，莊梅燕. 生物游戲牌應用于單元復習教學的實證研究.教育與裝備研究［J］，2020，36（10）：19-22＋75.

［2］肖海霞，蘇潔，鄭暖暖，等. 高中生物學“智趣游戲牌”的研制［J］.生物學教學，2016，41（4）：51-52.

［3］鮑曉云，姚鵬程. 以桌游形式開展“建構炎癥反應的概念模型”的教學設計［J］.生物學教學，2024，49（1）：37-40.