支持小學數學游戲化學習的“玩學空間”

【摘 要】創新思維是培養創新人才的重要內涵，游戲化學習則是培養創新思維的有效途徑之一。小學數學游戲化學習以教育性玩具為中介，以“玩學空間”為學生發展的基本場域，以實踐活動為學生發展的基本路徑。它具有明確的玩學任務與目標，呈現出由低階思維到高階思維的金字塔發展形態。在游戲化學習中，搭建適宜的教學支架，采用自由、自主、探究、互動、對弈等學習方式，有助于學生積累豐富的游戲活動體驗，做到玩數學、學數學、愛數學，通過“指尖上的智慧”成就“一輩子的智慧”。

【關鍵詞】游戲化學習；教育性玩具；“玩學空間”；教學支架

創新思維是培養創新人才的重要內涵，游戲化學習則是培養創新思維的有效途徑之一。在學習領域中，游戲化學習是指在原本沒有游戲元素的學習場景中增加或設計游戲。［1］然而，當前小學數學教育面臨游戲中介物與支架式教學不足的困境，這極大地制約了游戲化學習的普及與應用。游戲中介物，作為連接學生與游戲化學習的橋梁，扮演著“直接接觸刺激源”的角色。以色列心理學家弗斯坦曾提出中介經驗理論，用S-O-R（即刺激—有機體—反應）來描述。［2］這個刺激源就是游戲中介物，稱之為“教育性玩具”。支架式教學源于維果茨基的“最近發展區”理論［3］，即學生學習需要有實例、啟發式問題、操作、示范等活動。在游戲化學習活動中，教師可通過支架式教學使學生參與游戲體驗，以形成一個完整的學習過程。

在小學數學游戲化學習中，教師需設計教育性玩具，分析游戲所蘊含的學習任務或目標，并搭建游戲化教學支架與空間，將其稱為“玩學空間”。“玩學空間”不僅為小學數學游戲化學習提供了創新的解決路徑，還代表了一種新興的教育空間模式，它融玩、學、評為一體，旨在促進學生創新思維和學習品質的發展。該教學方式將傳統經典思維游戲與學科知識有效整合，通過互動、探究和體驗的方式，實現學習與游戲有機結合，強調學習過程的重要性，提倡多元化的評價方式，突破了傳統學習模式的局限。目前，“玩學空間”的研制主要集中在小學數學游戲化學習領域，并支持其他學科、跨學科以及綜合實踐活動，為學生的學習與發展注入新的活力。本文將從小學數學游戲化學習的資源建設、思維能力架構、教學支架與空間支架的搭建三個維度，深入探討“玩學空間”的構建策略與實施方法。

一、小學數學游戲化學習的資源建設

隨著游戲在人類社會的演化，它出現了較為高級的樣式，其中重要特征是人類創造出獨特的游戲工具，即“教育性玩具”。這些教育性玩具以其獨特的功能，將原來難以通過語言表達的概念、關系和規律等抽象知識具象化，為學生提供了一個可操作的中介物，有效促進了學生對這些抽象知識的學習與理解。

（一）教育性玩具的研制

在“玩學空間”的構建中，游戲玩具設計是基礎。研究團隊廣泛收集了全球4000多個經典游戲，通過改編與創新，初步開發了80多種以積木為主要材料，適合中國學生的數學游戲玩具。這些數學游戲玩具以玩學課程為核心，秉承“零起點、高發展”的設計理念，為0～12歲兒童構建了一個全面支持其思維發展的課程體系（如圖1）。

這一課程體系圍繞學生的思維發展路徑，通過想象、聯結、邏輯、遷移四大模塊，設計了一系列與學生認知特點相匹配的游戲玩具。研究團隊將這些游戲玩具融入課程之中，創建了多主體互動的學習情境。這種情境設計不僅激發了學生的學習興趣，還能促進他們之間的交流與合作。同時，研究團隊通過系統有趣的活動安排和適宜的環境設計，為學生打造了一個既有趣又富有挑戰性的學習空間。

（二）游戲化活動課程內容的設計

從2022年起，研究團隊開發了32個適合小學生的數學游戲，并在杭州20多所小學進行實驗。這些學校根據教學需求，靈活地將游戲融入一、二年級的數學課程，或設立獨立的“玩學空間”（一個教室、一個班級活動角、一條走廊），讓學生在課間自由參與。此外，部分學校還利用托管時間或“六一兒童節”等特定時段，在全校范圍內開展游戲活動。這些游戲活動的廣泛實施得益于游戲玩具的玩學無界特性，即“一種玩具千種玩法”，學生可以選擇適合自己的游戲難度，自定游戲規則。這些小學數學游戲活動，有力推進了學校一、二年級學生的數學進階式教學的開展。

表1為一年級上冊游戲活動大綱。在游戲活動實踐中，教師應密切關注學生的表現，及時了解他們的學習情況和思維能力的發展，不斷優化活動設計，為學生提供更有針對性的指導和幫助，讓學生愛學習、會學習、能學習，真正實現寓教于樂。

二、小學數學游戲化學習的思維能力架構

兒童是天生的“創造者”。教師需厘清小學生的數學思維能力，充分利用小學數學游戲化學習的自由性、主體性、創造性等特征，系統地觀察學生的認知行為，深入研究分析學生的游戲創作過程，并提供有效的游戲指導，從而實現游戲在學生學習過程中的“零起點、高發展”功能。

在“玩學空間”中，思維的發展與能力的培養是相輔相成的。依據教育心理學家布盧姆從低階思維到高階思維的理念［4］，遵循學生由“具象思維”到“抽象思維”的發展規律［5］，以學生游戲化學習認知水平的行為表現為視角，構建了“數學思維”能力架構（如圖2）。該架構涵蓋了從理解認知層次的有序思維、對應思維、分類思維，到應用認知層次的推理思維、轉化思維、比較思維，再到分析綜合認知層次的建模思維，直至批判與創造性思維等的全面培養。這一體系呈現出由低階思維到高階思維的金字塔發展形態，為學生提供了一條明確且系統的能力提升路徑。

在低階思維階段，注重培養學生的有序思維和對應思維。通過設計一些簡單的游戲活動，引導學生按照既定的順序、分類進行操作和思考，從而培養他們的邏輯思維能力。隨著學生能力的不斷提升，可以逐步引入更高階的思維訓練，如推理、轉化、比較和建模等思維訓練，直到培養學生的批判與創造性思維能力。這些高階思維能力的培養要求學生具備更為深刻的抽象思維能力和邏輯思維能力。通過不斷挑戰和突破，學生能夠顯著提升自身的思維水平，進而形成優質的思維品質。

三、小學數學游戲化學習教學支架與空間支架的搭建

實施小學數學游戲化學習，教師需要適度干預學習過程，提供全面的教學支架，包括多層次的學習任務與目標、豐富的探究活動、多角色的互動與對弈等。同時，良好的“玩學空間”是學生游戲化學習得以展開的主要場所，活動空間的布置是構成學習文化的重要內容。

（一）小學數學游戲化學習的教學支架

小學數學游戲化學習的教學支架主要包括游戲化學習任務與目標、有趣且有意義的任務情境、教師與學生的合作和對學生的學習支持、同伴游戲與獨立探索以及動態的活動效果評價等，具體實施措施如下。

1.分解任務與目標

鑒于學生的個體差異和游戲的特點，教師應將游戲活動細化為一系列具體的發展性任務與發展性目標，明確其“是什么”“玩什么”。這些任務與目標的設置應明確具體，難度由低到高，逐步深化學生對任務與問題的理解，并為理解數學概念提供必要的認知框架。

以玩具平衡盤為例，首先，教師應允許學生自由探索與操作（玩），以便他們在實踐中感知不同顏色圓柱體之間的等差、相等關系。其次，教師需引導學生深入理解以圓心為中心，對稱、等量、等距的平衡關系。這一教學過程不僅為學生提供了游戲化學習的基礎，更有助于他們構建扎實的知識基礎。

2.創設有趣且有意義的任務情境

教師出示平衡盤時，先放一個紅色的圓柱體在平衡盤上，啟發學生思考：挑一個什么樣的圓柱體，放上去后可以讓平衡盤保持平衡？然后用不同的圓柱體或圓柱體的組合進行嘗試，觀察“平衡盤如何繼續保持平衡”，通過不斷增加活動難度，維持學生的參與興趣并確保活動進行的方向性，從而使學生的注意力保持在尋求解決問題的方法上。

3.教師與學生合作游戲

為了幫助學生理解平衡盤中的多種平衡關系，如對稱、等量、等距等概念，教師應積極參與學生的游戲過程，細心觀察學生在不同玩法中所面臨的問題，進而提出具有挑戰性的任務或問題，這些問題應能激發學生的新舊知識之間的認知沖突。同時，教師應提供解決問題的必要線索，引導學生主動探索和深入反思。在這一過程中，教師應逐漸撤離教學支架，以鼓勵學生自主學習與管理。

4.鼓勵同伴游戲和獨立探索

教學支架的提供是為了有效促進學生自主學習。自主學習的主要途徑包括同伴間的互動游戲與個人的獨立探索。學生通過與同伴共同參與游戲，不僅可以體驗游戲的樂趣，還能在與同伴的互動中（包括與能力更強的同伴互動，與能力較弱的伙伴互動）深化對問題的理解，逐步學會獨立探索和思考。

5.實施動態的活動效果評價

支架式教學的實質是教師對學生學習過程的適度干預。這種干預必須以學生已有的認知經驗為依據，只有在活動前、活動中了解學生已有的發展水平，教師才能明確應該在什么時機、采用什么方法幫助學生從一個水平向另一個水平提升。因此，對學生游戲活動的評價應體現動態性和發展性，這是支架式教學不可或缺的一環。評價幫助學生了解“去哪里”“怎么去”“到了嗎”等情況。同時，教師也能據此判斷中介因素（如教師、玩具和同伴等）的效能，為學生提供適宜的挑戰和下一階段的學習目標。

（二）游戲化學習的空間支架

“玩學空間”可以是獨立的場所，也可以是學校走廊、教室活動角等。“玩學空間”的建設需致力于學習化、游戲化、審美化的空間文化發展，以支持學生在這樣的教育空間中玩數學、學數學、愛數學。

學習化指“玩學空間”具備學習的功能。具體而言，“玩學空間”通過精心構思、設計和建設的環境，精準對接學生的學習需要，使學生的學習興趣在踏入這一空間的瞬間即被點燃，讓他們躍躍欲試。“玩學空間”應成為學生學習的“天堂”。

游戲化指要將“玩學空間”打造為集游戲、學習和勞動于一體的多元活動場景。無論是獨立游戲、同伴游戲，還是團隊游戲，都能在此找到一席之地。游戲內容與形式的豐富多樣，打破了傳統學習的界限，賦予了學生足夠的自由活動的時間與空間。因此，“玩學空間”是一種新興的教育時空模式（如圖3）。

審美化是空間文化的突出體現。心理學表明，整齊、優雅、寧靜的環境能夠顯著提升人的心情與精神狀態，從而促進智力活動呈現最佳狀態。

玩具是人類文化歷史發展的產物。“玩學空間”不僅是一個游戲和學習的場所，也是游戲文化傳承與創新的重要平臺。作為小學數學游戲化學習初步探索的研究成果，“玩學空間”僅僅是這一廣闊領域中的一朵奇葩。未來，我們將繼續深入研究與實踐，關注教育性玩具的多樣性和交互性、游戲內容的引入和迭代、游戲文化與校園文化的深度融合等議題，以期為學生創造充滿樂趣與智慧的成長環境。同時，我們也將充分利用游戲作為人類社會發展鏡子的特性［6］，將傳統益智游戲與現代教育理念、現代科學技術相結合，推動游戲文化的傳承與創新。

參考文獻：

［1］楊達維.基于游戲化學習環境的構建類玩具設計方法研究［D］.成都：西南交通大學，2021.

［2］弗斯坦.思維工具強化：弗斯坦智力開發課程［M］.劉育明，張緒揚，譯.北京：春秋出版社，1989.

［3］維果茨基.維果茨基教育論著選［M］.余震球，選譯.北京：人民教育出版社，1994.

［4］安德森.布盧姆教育目標分類學：分類學視野下的學與教及其測評［M］.蔣小平，譯.北京：外語教學與研究出版社，2009.

［5］皮亞杰.皮亞杰教育論著選［M］.盧濬，選譯.北京：人民教育出版社，1990.

［6］劉焱.兒童游戲通論［M］.北京：北京師范大學出版社，2004.

（浙江省教育廳教研室）