小學(xué)數(shù)學(xué)基于“游戲化學(xué)習(xí)”的研究與思考

［摘 要］ 游戲化學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)有體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論、多元智能理論、沉浸思考理論等。新課標(biāo)背景下如何應(yīng)用好“游戲化學(xué)習(xí)”模式實(shí)施教學(xué)呢？文章以“用字母表示數(shù)”的教學(xué)為例，從秉承“以生為本”的理念、游戲與教學(xué)平衡、創(chuàng)造性應(yīng)用游戲等方面進(jìn)行探索。

［關(guān)鍵詞］ 游戲；游戲化學(xué)習(xí)；教學(xué)

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱新課標(biāo)）強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)要改變接受性學(xué)習(xí)、機(jī)械訓(xùn)練與死記硬背等問題，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與的快樂學(xué)習(xí)模式。游戲化學(xué)習(xí)是指將課堂教學(xué)與游戲相結(jié)合的一種教學(xué)模式，讓學(xué)生在豐富有趣的游戲過程中主動(dòng)思考、建構(gòu)新知。這是一種符合小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特征的教學(xué)方式，尤其適用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)。

一、理論基礎(chǔ)

（一）體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論

美國學(xué)者約翰·杜威由“經(jīng)驗(yàn)”衍生出“體驗(yàn)”一詞，隨著時(shí)代的發(fā)展，研究者從關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果逐漸轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)習(xí)過程，“體驗(yàn)”這個(gè)詞語的使用頻率越來越高，它屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，應(yīng)用在數(shù)學(xué)教學(xué)中就成為結(jié)果與過程的統(tǒng)一體。

無獨(dú)有偶，瑞士的心理學(xué)家讓·皮亞杰對(duì)體驗(yàn)式學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究，他認(rèn)為認(rèn)知的發(fā)展有“同化”與“順應(yīng)”兩種形式，這兩者既是互相對(duì)立的矛盾體，又是唇齒相依的統(tǒng)一體，該理論的發(fā)展代表著人們對(duì)體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的認(rèn)知有了“質(zhì)”的飛躍。

“游戲化學(xué)習(xí)”模式建立在體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生興趣點(diǎn)將學(xué)生感興趣的游戲有機(jī)融合在教學(xué)活動(dòng)中，以不同形式輔助教學(xué)，讓學(xué)生在課堂中積極參與實(shí)踐活動(dòng)，獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而樂學(xué)、善學(xué)。

（二）多元智能理論

1983年加德納提出了多元智能理論，他認(rèn)為解決問題或創(chuàng)造產(chǎn)品的能力為智能，如音樂智能、語言智能、人際交往智能、數(shù)理邏輯智能、空間智能、自我認(rèn)識(shí)智能、運(yùn)動(dòng)智能等，每個(gè)人身上至少有7種不同的智能，因此人的智能具有多元化特征。

隨著新課標(biāo)的實(shí)施，對(duì)小學(xué)生的培養(yǎng)要求越來越高，基于全面可持續(xù)性發(fā)展的要求，游戲活動(dòng)是幫助學(xué)生獲得多元智能的重要載體。教師在游戲活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)可將多元智能理論作為活動(dòng)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，把各種豐富的智能有機(jī)地融入游戲中，在豐富游戲情境或活動(dòng)的同時(shí)有效發(fā)展學(xué)生的多元智能體系，提升教學(xué)成效。

（三）沉浸理論

沉浸理論對(duì)人們?yōu)槭裁磿?huì)全身心地投入一個(gè)情境中進(jìn)行了解釋，沉浸體驗(yàn)是一種注意力高度集中且能過濾其他不相關(guān)知覺的一種沉浸狀態(tài)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，沉浸體驗(yàn)的發(fā)生與目標(biāo)、行動(dòng)反饋、技巧平衡、挑戰(zhàn)、摒除雜念等因素相關(guān)。

日常教學(xué)中，應(yīng)用好“沉浸理論”往往能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，大幅度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生面對(duì)自己感興趣的游戲活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生專注、興奮等情緒，此為沉浸的表現(xiàn)。因此，教師可以將該理論與游戲化學(xué)習(xí)有機(jī)融合在一起，結(jié)合學(xué)情設(shè)計(jì)不同層次的游戲情境，幫助學(xué)生探尋挑戰(zhàn)與技能之間的平衡，讓學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)活動(dòng)中。

二、“游戲化學(xué)習(xí)”的實(shí)踐

（一）教學(xué)分析

“用字母表示數(shù)”是算術(shù)思維轉(zhuǎn)化為代數(shù)思維的起始，是方程、不等式與函數(shù)等知識(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)小學(xué)生而言，用字母來表示具體、明確的數(shù)，屬于認(rèn)知上的一次“質(zhì)”的飛躍，其抽象程度高，挑戰(zhàn)性大。基于思維定式的作用，不少學(xué)生仍固守于自身已有的思維模式，難以從真正意義上理解什么情況下需要用字母表示數(shù)，該如何表示，如此表示具有怎樣的意義等。

鑒于此，在實(shí)際教學(xué)中，教師可結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平、生活經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)發(fā)展規(guī)律，設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的游戲情境或活動(dòng)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，讓學(xué)生在和諧民主的氛圍下發(fā)展抽象能力。必要時(shí)，教師可降低難度、放慢速度，給學(xué)生留出充足的時(shí)間與空間，以增進(jìn)理解和發(fā)展思維。

（二）教學(xué)簡錄

1. 游戲情境，激活思維

課堂伊始，教師借助多媒體播放小動(dòng)物跳格子的視頻，其中小浣熊分別跳了8格與26格。

師：如果小浣熊還想繼續(xù)跳，請(qǐng)小朋友們猜一猜，可能會(huì)跳多少格呢？

學(xué)生的回答有40、35、50……

師：從視頻來看，當(dāng)我們確定小浣熊跳了多少格時(shí)，可用明確的數(shù)來表示，在無法確定可以跳多少格時(shí)，有沒有什么辦法來表示呢？

學(xué)生思考、交流，分別提出用○、□、x等表示，教師充分肯定了學(xué)生的想法。

師：究竟用圖形表示還是用字母表示呢？你們更傾向于哪一種表示方法？

生1：用字母更方便，我媽媽經(jīng)常說“這個(gè)錯(cuò)誤你已經(jīng)犯了n次了”。（學(xué)生笑）

師：很好！除了以上咱們提到的x、n之外，還可以用其他字母來表示嗎？

生2：我認(rèn)為任何字母都可以。

師：若用a來表示，這個(gè)a代表了什么意思？

生3：表示小浣熊跳了多少格，視頻中一共有50格，也就是說a表示1～50間的任意數(shù)。

師：由此可以獲得什么結(jié)論？

生4：字母能夠表示任意數(shù)，但是在不同的情境中，可能會(huì)被限制表達(dá)某個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)。

設(shè)計(jì)意圖：該游戲情境成功地將學(xué)生引入游戲活動(dòng)中，學(xué)生從自身已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在教師的啟發(fā)下逐漸邁向未知，對(duì)數(shù)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了“確定→不確定”的過程，關(guān)于“不確定的數(shù)”該怎么表示是學(xué)生首次遇到這種情況，小組合作學(xué)習(xí)成功突破了學(xué)生的固化思維，促使學(xué)生主動(dòng)提出用符號(hào)或字母來表示不確定的數(shù)。結(jié)合“跳格子”的游戲情境，讓學(xué)生充分理解可用字母表示某個(gè)特定范圍內(nèi)的數(shù)。

2. 游戲活動(dòng)，啟發(fā)思維

師：在小浣熊跳完格子之后，若輪到各位同學(xué)跳格子，大家說說你同桌可能會(huì)跳多少格。

有的學(xué)生回答比較豐富：有具體的數(shù)字，也有a、b、c等字母；有的學(xué)生提出如果小浣熊所跳格子的數(shù)據(jù)用a表示，那么其他人跳格子就不能再用a來表示了，可以用a之外的其他字母來表示。由此學(xué)生抽象出一個(gè)結(jié)論：在同一個(gè)問題中，需要用不同的字母來表示不同的數(shù)量。

師：現(xiàn)在請(qǐng)大家一起到教室的走廊來，根據(jù)我的指令進(jìn)行跳動(dòng)并思考問題。（學(xué)生瞬間就來了興趣，一個(gè)個(gè)躍躍欲試）

師：請(qǐng)學(xué)號(hào)為單號(hào)的學(xué)生向前跳2次，學(xué)號(hào)為雙號(hào)的學(xué)生向前跳8次，雙號(hào)學(xué)生比單號(hào)學(xué)生多跳了幾次？（學(xué)生跳動(dòng)并回答8-2=6次）

師：現(xiàn)在以同桌為單位，左邊的學(xué)生向前跳a次，右側(cè)的學(xué)生比他多跳4次，求右側(cè)學(xué)生跳動(dòng)的次數(shù)。（學(xué)生跳動(dòng)，列式a+4）

師生總結(jié)：在表達(dá)兩個(gè)數(shù)量關(guān)系時(shí)，若用字母表示其中的一個(gè)數(shù)量，那么就能根據(jù)其中的數(shù)量關(guān)系用含有相同字母的式子表示另一個(gè)數(shù)量。

為了讓學(xué)生更好地體會(huì)這種數(shù)量關(guān)系，教師隨機(jī)擇取了兩名學(xué)生到講臺(tái)上演示跳動(dòng)游戲，當(dāng)a=5時(shí)，另一名學(xué)生跳動(dòng)了幾次？當(dāng)a為10、20呢？要求學(xué)生列出式子并說說自己的體會(huì)。

生5：當(dāng)左側(cè)學(xué)生跳動(dòng)次數(shù)發(fā)生變化時(shí)，右側(cè)學(xué)生跳動(dòng)次數(shù)也跟著發(fā)生改變，即a在的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，a+4的結(jié)論也隨之改變，如a=10時(shí)，a+4=14；a=20時(shí)，a+4=24，也就是說不論a怎么改變，“＋4”是恒定不變的。

師：由此你們能看出什么？

生6：不論在什么情況下，右側(cè)學(xué)生比左側(cè)學(xué)生多跳4次。

師：很好！如果我們的列式為a-4，能發(fā)現(xiàn)左右兩人跳動(dòng)的什么情況？

生7：右側(cè)學(xué)生跳動(dòng)的次數(shù)比左側(cè)學(xué)生跳動(dòng)的次數(shù)少4次。

師：要是列式為a×3呢？

生8：這個(gè)式子代表右側(cè)學(xué)生跳動(dòng)的次數(shù)是左側(cè)學(xué)生的3倍。

由此師生共同總結(jié)：含字母的式子不僅可以表示學(xué)生跳動(dòng)的次數(shù)，還能揭示兩名學(xué)生跳動(dòng)次數(shù)間的數(shù)量關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖：邀請(qǐng)兩名學(xué)生到講臺(tái)上跳動(dòng)，將所有學(xué)生都引入活動(dòng)中來，讓學(xué)生從中感知在同一個(gè)問題中，不同的字母可以表示不同的對(duì)象。當(dāng)賦予兩個(gè)數(shù)量一些關(guān)系后，它能代表具體的數(shù)量，讓學(xué)生在游戲活動(dòng)中感知含有字母的式子的值受字母取值的變化而變化，由此初步感知函數(shù)思想。

3. 鞏固內(nèi)化，滲透數(shù)學(xué)文化

師：當(dāng)跳動(dòng)游戲結(jié)束后，大象伯伯準(zhǔn)備給所有參與活動(dòng)的人員頒獎(jiǎng)。如圖1，說說圖中的n表示什么意思？n×4表示什么意思？

生9：我認(rèn)為圖中的n表示1盒中有n塊巧克力，n×4則表示4盒所有巧克力的數(shù)量。

生10：我認(rèn)為n表示1盒巧克力的單價(jià)，n×4則表示購買4盒巧克力需要花費(fèi)的金額。

生11：n還可以表示1盒巧克力的克重，那么n×4則表示4盒巧克力的總克重。

此時(shí)，教師將圖片隱去，只留下n×4這個(gè)式子，要求學(xué)生說說在實(shí)際生活中，n×4還可能表示什么？

生12：n還可以表示汽車行駛的速度，n×4則表示汽車4小時(shí)行駛的路程。

生13：n可以表示1間教室的窗戶數(shù)量，n×4則表示4間教室的窗戶總數(shù)。

生14：n表示長方形的長，n×4表示長方形的面積。

學(xué)生的回答很豐富，教師在充分肯定的基礎(chǔ)上與學(xué)生共同獲得結(jié)論：n×4可以代表在不同情境下的4倍關(guān)系。教師利用微課播放數(shù)學(xué)發(fā)展史上用數(shù)字表示數(shù)到用字母表示數(shù)量關(guān)系的演變過程，以拓寬學(xué)生的視野，滲透數(shù)學(xué)文化。

設(shè)計(jì)意圖：沿著游戲的發(fā)展，設(shè)計(jì)頒獎(jiǎng)環(huán)節(jié)可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的參與度，提高學(xué)生的探索熱情。學(xué)生在民主的氛圍下展開豐富的想象，用生活實(shí)例來理解n×4在不同背景下的意義，這對(duì)發(fā)展學(xué)生的符號(hào)意識(shí)具有直接影響。學(xué)生在此過程中，不僅進(jìn)一步感知了用字母表示數(shù)的價(jià)值與意義，還從數(shù)學(xué)史的角度對(duì)數(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步深化了對(duì)數(shù)的體驗(yàn)與感悟。

4. 應(yīng)用拓展，溝通聯(lián)系

如圖2，借助多媒體演示小松鼠、小青蛙與小兔子框數(shù)游戲，分析小兔子可能會(huì)框住什么數(shù)字？學(xué)生認(rèn)為可能是4和5，也可能是9和10；有的學(xué)生現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，認(rèn)為可能框到的數(shù)是a和b。

師：觀察小動(dòng)物們框到的數(shù)，存在什么規(guī)律嗎？

生15：雖然框到的數(shù)不一樣，但兩個(gè)數(shù)都是連在一起的，差為1。

生16：簡而言之，就是前一個(gè)數(shù)比后一個(gè)數(shù)少1或后一個(gè)數(shù)比前一個(gè)數(shù)多1。

生17：結(jié)合本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，若前一個(gè)數(shù)為a，那么后一個(gè)數(shù)就是a+1；若框內(nèi)后面的數(shù)是a，框內(nèi)前一個(gè)數(shù)則為a-1。

教師充分肯定了學(xué)生的說法，并要求學(xué)生自主總結(jié)本節(jié)課的收獲與感悟。

設(shè)計(jì)意圖：隨著教學(xué)體驗(yàn)的深化，教師讓學(xué)生不僅感知了兩個(gè)不同對(duì)象間存在某種聯(lián)系時(shí)該如何用含有字母的數(shù)表示，還通過框數(shù)游戲活動(dòng)的設(shè)計(jì)進(jìn)一步深化了學(xué)生的思維，發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生獲得了用簡單的方法表達(dá)復(fù)雜問題的能力，這是發(fā)展學(xué)生符號(hào)意識(shí)、抽象素養(yǎng)的重要通道。

三、幾點(diǎn)思考

（一）秉承“以生為本”的理念

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)生是課堂的主人，游戲化學(xué)習(xí)同樣要將學(xué)生放在首位。不論是游戲情境的應(yīng)用，還是游戲活動(dòng)的開展都應(yīng)從學(xué)生認(rèn)知水平出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的興趣去設(shè)計(jì)。本節(jié)課，課堂伊始的情境就以學(xué)生感興趣的動(dòng)物跳格子游戲作為切入口，成功激發(fā)了學(xué)生的探索欲；然后，游戲活動(dòng)的開展與知識(shí)的鞏固等都基于“以生為本”的理念實(shí)施，取得了較好的成效。

（二）游戲與教學(xué)需平衡

課堂教學(xué)有著明確的目標(biāo)與任務(wù)，任何游戲情境的創(chuàng)設(shè)或活動(dòng)的開展都為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)而服務(wù)。因此，教師要結(jié)合學(xué)情、教情建構(gòu)游戲規(guī)則，讓學(xué)生在豐富、有趣的游戲中提升學(xué)習(xí)效果。本節(jié)課，每一個(gè)游戲活動(dòng)都為“用字母表示數(shù)”服務(wù)，指向明確，成效明顯。

（三）創(chuàng)造性應(yīng)用游戲

新課改背景下的教學(xué)以促進(jìn)學(xué)生的全面可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，課堂游戲的創(chuàng)設(shè)與開展主要是為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生產(chǎn)生主動(dòng)探索的欲望。因此，教師應(yīng)創(chuàng)造性地用好游戲，通過引人入勝的關(guān)卡設(shè)置，讓學(xué)生在不知不覺中獲得新知；也可以創(chuàng)造豐富的游戲解決方案，激發(fā)學(xué)生的好勝心，發(fā)展學(xué)生思維和核心素養(yǎng)。

總之，游戲化學(xué)習(xí)是一種符合小學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，讓學(xué)生樂于接受的教學(xué)模式。以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的游戲活動(dòng)，不僅能讓學(xué)生樂學(xué)、善學(xué)，還能起到事半功倍的教學(xué)效果。因此，教師應(yīng)科學(xué)創(chuàng)設(shè)引人入勝的數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)，不斷提升學(xué)生的自我效能感。