基于學生高階思維發展的小學數學游戲化創新課程開發與實踐

莫建忠，何雪君

(杭州市蕭山區萬向小學，浙江杭州，311215)

在游戲的陪伴下成長的“90后”“00后”對游戲有一種特殊的情感。在這樣一個大背景下，筆者開始思考，游戲除了娛樂還有什么功能，能否為教育所用？尤其是一些蘊含著數學知識、游戲規則、數學思想方法與游戲策略的數學游戲，這些數學游戲中的趣味、娛樂、激勵、合作等多種元素，不僅可以給數學“冰冷的美麗”增添 “五彩的外衣”，還可以豐富數學教育，拓寬數學課程范疇。本課程組用游戲化思維和機制整合各種教學資源、教學內容和教學方法，建立一門基于學科素養發展、綜合能力培養、創新應用等高階思維提升的創新課程。課程的開發與實施，不僅能夠綜合學生分散在數學日常教學中的分析與思考、交流與表達、創新與實踐等方面的知識與高階能力，還能促使學生編創、學創游戲，解決生活中的疑惑和問題，適應未來社會的發展。

一、游戲化創新課程的建構

(一)課程內涵

1.游戲化學習

游戲化學習是指在學習游戲化觀念的指導下，根據學習者的年齡、心理特征與教學策略，在教學設計過程中就培養目標的發展、評價手段，借鑒游戲，設計、選擇適當的發展工具、評價方法、教學策略的一種學習方式。游戲的核心教育價值可以概括為游戲動機、游戲思維和游戲精神。

2.數學游戲

數學游戲是一種基于數學知識運用的大眾化的智力娛樂游戲活動，它必須既是游戲又是數學問題，同時具備趣味性、娛樂性和知識性。

3.游戲化創新課程

游戲化創新課程是以數學游戲為基本活動的學習過程。有趣的、適合各年段單元活動教材內容的數學游戲，以課程目標為指引，目標指向明確、內容多樣、實施方式靈活，能使學生在掌握國家課程規定的基礎知識與技能的同時，收獲經驗，發展高階思維。游戲化創新課程主要包括三個模塊，分別是以數學游戲為教學根本的選修類課程、以教材為基本內容的游戲化設計必修課程、以學創中心為基地的創新實踐選修課程。

(二)課程目標

作為校本數學的游戲化創新課程，其價值主要體現在游戲的數學性對促進學生素養的發展上。游戲的探究性能激發學生的創造力，游戲的趣味性能積淀學生良好的數學情感，游戲的交互性能促進學生的社會化，使蘊含于數學游戲教學中的核心素養具體化、策略化。為此，課程組確立了以下課程目標。

(1)通過游戲化課程，進一步掌握課程標準規定的數學基本知識、基本技能，并在游戲中收獲數學思想方法，積累數學活動經驗。

(2)形成用數學的思維方式和活動經驗去觀察、分析游戲中的現象的意識，能嘗試發現游戲中的數學事實，探究游戲中的數學事實。

(3)激發學習數學的興趣，在游戲中加大好奇心和提升創造力，體會游戲的數學教學價值，發展高階思維能力。

(4)促進學生社會化的發展，在游戲中提高學生交往、合作的意識，提升耐挫的能力。

同時，針對不同學段和年齡的學生，研究團隊又擬定了游戲教學學段目標，如表1所示。

表1 游戲教學學段目標

(三)游戲化課程體系構架

基于以上的課程目標與學段教學目標，筆者所在的團隊根據教材內容游戲化設計、游戲教學、創建游戲學創中心等步驟，研發了結合數學學科特點的游戲化創新課程，主要分為選修課程和必修課程兩大類，具體的結構如圖1所示。

圖1 游戲化創新課程體系基本框架

二、創新游戲化課程的實施

(一)基于教材內容視角設計游戲化課堂

如何設計、開發與教材教學內容相融合的課堂游戲是一個值得探討的問題。在基于注重學科特點和教材學習內容差異的同時，筆者嘗試利用項目化的游戲學習活動設計，運用游戲的機制與思維，把不是游戲的事情變得有趣，激發學生的學習興趣，吸引學生的學習行為，促進學習發生，并開設基于教材內容的游戲化課堂。

1.從分學段學習的角度設計游戲化課堂

結構化的分學段學習是小學階段的普遍現狀，并非所有游戲化的學習對低、中、高年級的學生都是合適的。在低學段，孩子的游戲化設計中可以側重角色扮演、操作體驗的游戲化學習，比如設計貓捉老鼠的角色扮演，學生在地圖中開展貓捉老鼠的游戲，體會平移和旋轉在生活中的作用。在高學段孩子的游戲化設計中可以側重規則習得、競技比拼的游戲化學習，如用棋子做游戲的道具，“小小快遞員”可在探索棋子移動的變化規律中體會數對的意義。

2.從內容分類的角度設計游戲化課堂

對知識的認識和分類是多種多樣且不斷發展的。無論如何劃分，當前課堂中幾類重要的學習內容大致包括陳述性知識、概念性知識、程序性知識及軟技能。教師如果從內容分類的角度建構游戲化學習，就要考慮學習內容與游戲化學習原則和機制的對應性。教授概念性知識教師可將匹配、分類、沉浸感設計到游戲中。教授程序性知識教師可通過游戲模擬情境再現。教授軟技能教師可在游戲化學習中設計盡可能多的互動、合作機會。

3.從項目式學習的角度設計游戲化課堂

游戲源于生活的娛樂方式，而游戲化學習也要立足于生活中的一類學習方式。教師可設計各類進階任務并融入校園活動中，形成項目設計。比如，30秒碰撞、拼圖達人、開鎖達人和過目不忘等項目游戲，能引導學生快樂而又機智地完成學習任務。

(二)基于“情景體驗”視角開發游戲化學創中心

游戲化學習倡導“玩中學、做中樂”，強調體驗和持續體驗、挑戰和持續挑戰。基于這樣的理解，研究團隊建設了基于“情景和體驗”的游戲學創中心。數學游戲學創中心將以學生為中心，以學習體驗為目的，支持探究與創造力培養。

1.基于游戲概況閱讀探究的自主提煉

任何一門學科的學習都離不開閱讀。閱讀可以幫助兒童拓寬知識面、增長見識。課程組收集了各類游戲書籍供學生閱讀。學生可以在游戲學創中心里博覽各種有關游戲介紹、游戲化設計的書籍，了解游戲的分類和發展變遷，知曉游戲的一些設計元素，漸漸學會設計各類游戲。

2.基于游戲學材操作探究的自我編創

游戲的各種學具、學材常常是最能吸引兒童的，也是最能激發他們的學習興趣和探究欲望的。課程組收集了各類游戲學具，如魔方、孔明鎖、七巧板、磁力片等。學創中心配備了磁力墻、樂高墻等設施，低學段學生可以用七巧板拼組人物的108種神態，用樂高拼組各種平面立體等。同時，學創中心還組織中學段學生設計各類魔方造型，編創各種魔方代碼與玩法，運用各類學材創編各種趣拼游戲，比如，用磁力片趣拼四連方、長方體、正方體的各種展開圖等。

3.基于信息發展智能探究的自創設計

在人工智能高速發展的今天，信息素養、創新意識和創新能力、數字化處理習慣已經是未來學習的必備特征之一。學創中心根據實際需要配備了各種智能化設備，如納米黑板、3D打印設備、機器人創作等。具有一定能力的高學段學生可以學習各類智能科技游戲，如層疊拼圖、解繩子等，掌握游戲規則與游戲技巧之后進行創意編程、智能設計、機器人創作，并嘗試將學過的各類游戲設計生成各類APP軟件等。

(三)基于教育價值視角建構游戲化課程

基于對游戲教學價值的認同和課程開發的視角，兩年來，研究團隊將游戲化課堂、游戲教學以及學創體驗引入各年級的必修和選修課程中，目前已經形成了大量的數學教育游戲，并對游戲課程進行了進一步的開發與實施，推進了游戲在數學學科中的應用。

1.完善教育游戲素材，合理規劃教學內容

基于課程目標的理解，研究團隊通過調查分析與課程實踐，了解了各個年級在學習相應的游戲時需要掌握的數學知識、準備的游戲學具以及學生學習的難點歸納，逐步規劃和完善了合理的數學游戲教學體系。兩年來，研究團隊開發和實施的數學游戲內容如表2所示。

表2 數學游戲內容與設計

2.挖掘游戲的教育價值，探索游戲教學模式

為挖掘游戲中的教育價值，發展學生的素養，筆者立足游戲課堂實踐，有機融合教學本質；立足教師游戲創新，有效容納思想方法；立足教學范式探索，著力形成游戲教學路徑設計。游戲要有規則、有意思，需要積累活動經驗，在經驗的基礎上得出操作方法，感悟規律，發展創新意識。基于這樣的理解，筆者經過實踐經驗總結認為一般化的游戲教學可以嘗試進行如下的模式實踐。

圖2 一般化的游戲教學模式實踐

3.明確學段課時總量，實施多元互動教學

創新游戲課程編入了學生課表，每個學段根據學生不同年齡階段的心理特征、思維能力水平的差異，安排不同的課時量。低、中、高學段每個學期分別安排8、9、10個課時。此外，游戲教學采用教師走班式和學生走班式兩種方式開展。學生如果對某一板塊的游戲感興趣，可以在網上申報該游戲拓展課程，學校集中安排時間和特定教師教學，這種方式就是學生走班式。如果教師對某一個游戲有特別深入的研究，而游戲內容又適合普遍的學生，那么課程組會安排該教師到每個班都教學一次，這種方式就是教師走班式。

三、游戲化創新課程的評價

在游戲化創新課程的評價方面，我們以學生縱向發生行為為基礎，以學生橫向發展目標為紐帶，制訂了以下三種評價方式。

1.基于過程參與的量化性評價

量化性評價通過設計觀察量表，參照游戲課程目標以及素養培養等方式，對學生個體的課堂行為和行為結果予以評價。

表3 游戲化創新課程觀察量表

2.立于經驗積累的分享性評價

經驗分享性評價主要關注游戲教學后學生方法和經驗的收獲情況，鼓勵學生編寫簡單程序語言、編寫游戲教程與攻略等方式展示學習成果。比如，在“金字塔游戲”中，教師就要鼓勵學生用思維導圖畫出游戲策略，呈現多卡與前一卡游戲的關系。再比如，教師要鼓勵學生用畫一畫的方法編出魔方教程并在宣傳欄中展出。

3.著眼于能力提升的PK賽評價

游戲化創新課程中關于技能習得的部分，一般通過PK擂臺賽、魔數爭霸賽等方式進行評價和激勵。每學年教師可以結合學校“五節”中的數學節，在每個年級中開展技能性和技巧性的游戲課程展示賽。比如，二年級開展“速疊杯”“巧算24點”，三年級開展“趣拼磁力片”，四年級開展“金字塔”“魔方”等PK賽。

游戲化創新課程為學生數學思維的發展提供了豐富的可能性，培養了學生的多元素養。它既是對數學規定課程的一種補充，又是尊重學生認知世界的規律的方式。在實踐的過程中，我們欣喜地發現游戲教學有著光明的前景。這種方式不僅可以激發學生的學習動機，讓學生在游戲的過程中學到各方面的知識，更為重要的是，數學游戲在提高解決問題能力、協作學習能力、反思能力、建模能力以及創新能力方面對學生都有著積極的作用。