基于學(xué)生高階思維發(fā)展的小學(xué)數(shù)學(xué)游戲化創(chuàng)新課程開發(fā)與實踐

莫建忠，何雪君

(杭州市蕭山區(qū)萬向小學(xué)，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(yùn)含著數(shù)學(xué)知識、游戲規(guī)則、數(shù)學(xué)思想方法與游戲策略的數(shù)學(xué)游戲，這些數(shù)學(xué)游戲中的趣味、娛樂、激勵、合作等多種元素，不僅可以給數(shù)學(xué)“冰冷的美麗”增添 “五彩的外衣”，還可以豐富數(shù)學(xué)教育，拓寬數(shù)學(xué)課程范疇。本課程組用游戲化思維和機(jī)制整合各種教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，建立一門基于學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展、綜合能力培養(yǎng)、創(chuàng)新應(yīng)用等高階思維提升的創(chuàng)新課程。課程的開發(fā)與實施，不僅能夠綜合學(xué)生分散在數(shù)學(xué)日常教學(xué)中的分析與思考、交流與表達(dá)、創(chuàng)新與實踐等方面的知識與高階能力，還能促使學(xué)生編創(chuàng)、學(xué)創(chuàng)游戲，解決生活中的疑惑和問題，適應(yīng)未來社會的發(fā)展。

一、游戲化創(chuàng)新課程的建構(gòu)

(一)課程內(nèi)涵

1.游戲化學(xué)習(xí)

游戲化學(xué)習(xí)是指在學(xué)習(xí)游戲化觀念的指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)習(xí)者的年齡、心理特征與教學(xué)策略，在教學(xué)設(shè)計過程中就培養(yǎng)目標(biāo)的發(fā)展、評價手段，借鑒游戲，設(shè)計、選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)展工具、評價方法、教學(xué)策略的一種學(xué)習(xí)方式。游戲的核心教育價值可以概括為游戲動機(jī)、游戲思維和游戲精神。

2.數(shù)學(xué)游戲

數(shù)學(xué)游戲是一種基于數(shù)學(xué)知識運(yùn)用的大眾化的智力娛樂游戲活動，它必須既是游戲又是數(shù)學(xué)問題，同時具備趣味性、娛樂性和知識性。

3.游戲化創(chuàng)新課程

游戲化創(chuàng)新課程是以數(shù)學(xué)游戲為基本活動的學(xué)習(xí)過程。有趣的、適合各年段單元活動教材內(nèi)容的數(shù)學(xué)游戲，以課程目標(biāo)為指引，目標(biāo)指向明確、內(nèi)容多樣、實施方式靈活，能使學(xué)生在掌握國家課程規(guī)定的基礎(chǔ)知識與技能的同時，收獲經(jīng)驗，發(fā)展高階思維。游戲化創(chuàng)新課程主要包括三個模塊，分別是以數(shù)學(xué)游戲為教學(xué)根本的選修類課程、以教材為基本內(nèi)容的游戲化設(shè)計必修課程、以學(xué)創(chuàng)中心為基地的創(chuàng)新實踐選修課程。

(二)課程目標(biāo)

作為校本數(shù)學(xué)的游戲化創(chuàng)新課程，其價值主要體現(xiàn)在游戲的數(shù)學(xué)性對促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展上。游戲的探究性能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，游戲的趣味性能積淀學(xué)生良好的數(shù)學(xué)情感，游戲的交互性能促進(jìn)學(xué)生的社會化，使蘊(yùn)含于數(shù)學(xué)游戲教學(xué)中的核心素養(yǎng)具體化、策略化。為此，課程組確立了以下課程目標(biāo)。

(1)通過游戲化課程，進(jìn)一步掌握課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)學(xué)基本知識、基本技能，并在游戲中收獲數(shù)學(xué)思想方法，積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。

(2)形成用數(shù)學(xué)的思維方式和活動經(jīng)驗去觀察、分析游戲中的現(xiàn)象的意識，能嘗試發(fā)現(xiàn)游戲中的數(shù)學(xué)事實，探究游戲中的數(shù)學(xué)事實。

(3)激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，在游戲中加大好奇心和提升創(chuàng)造力，體會游戲的數(shù)學(xué)教學(xué)價值，發(fā)展高階思維能力。

(4)促進(jìn)學(xué)生社會化的發(fā)展，在游戲中提高學(xué)生交往、合作的意識，提升耐挫的能力。

同時，針對不同學(xué)段和年齡的學(xué)生，研究團(tuán)隊又?jǐn)M定了游戲教學(xué)學(xué)段目標(biāo)，如表1所示。

表1 游戲教學(xué)學(xué)段目標(biāo)

(三)游戲化課程體系構(gòu)架

基于以上的課程目標(biāo)與學(xué)段教學(xué)目標(biāo)，筆者所在的團(tuán)隊根據(jù)教材內(nèi)容游戲化設(shè)計、游戲教學(xué)、創(chuàng)建游戲?qū)W創(chuàng)中心等步驟，研發(fā)了結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點的游戲化創(chuàng)新課程，主要分為選修課程和必修課程兩大類，具體的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 游戲化創(chuàng)新課程體系基本框架

二、創(chuàng)新游戲化課程的實施

(一)基于教材內(nèi)容視角設(shè)計游戲化課堂

如何設(shè)計、開發(fā)與教材教學(xué)內(nèi)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(xué)科特點和教材學(xué)習(xí)內(nèi)容差異的同時，筆者嘗試?yán)庙椖炕挠螒驅(qū)W習(xí)活動設(shè)計，運(yùn)用游戲的機(jī)制與思維，把不是游戲的事情變得有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，促進(jìn)學(xué)習(xí)發(fā)生，并開設(shè)基于教材內(nèi)容的游戲化課堂。

1.從分學(xué)段學(xué)習(xí)的角度設(shè)計游戲化課堂

結(jié)構(gòu)化的分學(xué)段學(xué)習(xí)是小學(xué)階段的普遍現(xiàn)狀，并非所有游戲化的學(xué)習(xí)對低、中、高年級的學(xué)生都是合適的。在低學(xué)段，孩子的游戲化設(shè)計中可以側(cè)重角色扮演、操作體驗的游戲化學(xué)習(xí)，比如設(shè)計貓捉老鼠的角色扮演，學(xué)生在地圖中開展貓捉老鼠的游戲，體會平移和旋轉(zhuǎn)在生活中的作用。在高學(xué)段孩子的游戲化設(shè)計中可以側(cè)重規(guī)則習(xí)得、競技比拼的游戲化學(xué)習(xí)，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(guī)律中體會數(shù)對的意義。

2.從內(nèi)容分類的角度設(shè)計游戲化課堂

對知識的認(rèn)識和分類是多種多樣且不斷發(fā)展的。無論如何劃分，當(dāng)前課堂中幾類重要的學(xué)習(xí)內(nèi)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(nèi)容分類的角度建構(gòu)游戲化學(xué)習(xí)，就要考慮學(xué)習(xí)內(nèi)容與游戲化學(xué)習(xí)原則和機(jī)制的對應(yīng)性。教授概念性知識教師可將匹配、分類、沉浸感設(shè)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(xiàn)。教授軟技能教師可在游戲化學(xué)習(xí)中設(shè)計盡可能多的互動、合作機(jī)會。

3.從項目式學(xué)習(xí)的角度設(shè)計游戲化課堂

游戲源于生活的娛樂方式，而游戲化學(xué)習(xí)也要立足于生活中的一類學(xué)習(xí)方式。教師可設(shè)計各類進(jìn)階任務(wù)并融入校園活動中，形成項目設(shè)計。比如，30秒碰撞、拼圖達(dá)人、開鎖達(dá)人和過目不忘等項目游戲，能引導(dǎo)學(xué)生快樂而又機(jī)智地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

(二)基于“情景體驗”視角開發(fā)游戲化學(xué)創(chuàng)中心

游戲化學(xué)習(xí)倡導(dǎo)“玩中學(xué)、做中樂”，強(qiáng)調(diào)體驗和持續(xù)體驗、挑戰(zhàn)和持續(xù)挑戰(zhàn)。基于這樣的理解，研究團(tuán)隊建設(shè)了基于“情景和體驗”的游戲?qū)W創(chuàng)中心。數(shù)學(xué)游戲?qū)W創(chuàng)中心將以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)體驗為目的，支持探究與創(chuàng)造力培養(yǎng)。

1.基于游戲概況閱讀探究的自主提煉

任何一門學(xué)科的學(xué)習(xí)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(xué)生閱讀。學(xué)生可以在游戲?qū)W創(chuàng)中心里博覽各種有關(guān)游戲介紹、游戲化設(shè)計的書籍，了解游戲的分類和發(fā)展變遷，知曉游戲的一些設(shè)計元素，漸漸學(xué)會設(shè)計各類游戲。

2.基于游戲?qū)W材操作探究的自我編創(chuàng)

游戲的各種學(xué)具、學(xué)材常常是最能吸引兒童的，也是最能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望的。課程組收集了各類游戲?qū)W具，如魔方、孔明鎖、七巧板、磁力片等。學(xué)創(chuàng)中心配備了磁力墻、樂高墻等設(shè)施，低學(xué)段學(xué)生可以用七巧板拼組人物的108種神態(tài)，用樂高拼組各種平面立體等。同時，學(xué)創(chuàng)中心還組織中學(xué)段學(xué)生設(shè)計各類魔方造型，編創(chuàng)各種魔方代碼與玩法，運(yùn)用各類學(xué)材創(chuàng)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(fā)展智能探究的自創(chuàng)設(shè)計

在人工智能高速發(fā)展的今天，信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、數(shù)字化處理習(xí)慣已經(jīng)是未來學(xué)習(xí)的必備特征之一。學(xué)創(chuàng)中心根據(jù)實際需要配備了各種智能化設(shè)備，如納米黑板、3D打印設(shè)備、機(jī)器人創(chuàng)作等。具有一定能力的高學(xué)段學(xué)生可以學(xué)習(xí)各類智能科技游戲，如層疊拼圖、解繩子等，掌握游戲規(guī)則與游戲技巧之后進(jìn)行創(chuàng)意編程、智能設(shè)計、機(jī)器人創(chuàng)作，并嘗試將學(xué)過的各類游戲設(shè)計生成各類APP軟件等。

(三)基于教育價值視角建構(gòu)游戲化課程

基于對游戲教學(xué)價值的認(rèn)同和課程開發(fā)的視角，兩年來，研究團(tuán)隊將游戲化課堂、游戲教學(xué)以及學(xué)創(chuàng)體驗引入各年級的必修和選修課程中，目前已經(jīng)形成了大量的數(shù)學(xué)教育游戲，并對游戲課程進(jìn)行了進(jìn)一步的開發(fā)與實施，推進(jìn)了游戲在數(shù)學(xué)學(xué)科中的應(yīng)用。

1.完善教育游戲素材，合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

基于課程目標(biāo)的理解，研究團(tuán)隊通過調(diào)查分析與課程實踐，了解了各個年級在學(xué)習(xí)相應(yīng)的游戲時需要掌握的數(shù)學(xué)知識、準(zhǔn)備的游戲?qū)W具以及學(xué)生學(xué)習(xí)的難點歸納，逐步規(guī)劃和完善了合理的數(shù)學(xué)游戲教學(xué)體系。兩年來，研究團(tuán)隊開發(fā)和實施的數(shù)學(xué)游戲內(nèi)容如表2所示。

表2 數(shù)學(xué)游戲內(nèi)容與設(shè)計

2.挖掘游戲的教育價值，探索游戲教學(xué)模式

為挖掘游戲中的教育價值，發(fā)展學(xué)生的素養(yǎng)，筆者立足游戲課堂實踐，有機(jī)融合教學(xué)本質(zhì)；立足教師游戲創(chuàng)新，有效容納思想方法；立足教學(xué)范式探索，著力形成游戲教學(xué)路徑設(shè)計。游戲要有規(guī)則、有意思，需要積累活動經(jīng)驗，在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上得出操作方法，感悟規(guī)律，發(fā)展創(chuàng)新意識?；谶@樣的理解，筆者經(jīng)過實踐經(jīng)驗總結(jié)認(rèn)為一般化的游戲教學(xué)可以嘗試進(jìn)行如下的模式實踐。

圖2 一般化的游戲教學(xué)模式實踐

3.明確學(xué)段課時總量，實施多元互動教學(xué)

創(chuàng)新游戲課程編入了學(xué)生課表，每個學(xué)段根據(jù)學(xué)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(xué)段每個學(xué)期分別安排8、9、10個課時。此外，游戲教學(xué)采用教師走班式和學(xué)生走班式兩種方式開展。學(xué)生如果對某一板塊的游戲感興趣，可以在網(wǎng)上申報該游戲拓展課程，學(xué)校集中安排時間和特定教師教學(xué)，這種方式就是學(xué)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(nèi)容又適合普遍的學(xué)生，那么課程組會安排該教師到每個班都教學(xué)一次，這種方式就是教師走班式。

三、游戲化創(chuàng)新課程的評價

在游戲化創(chuàng)新課程的評價方面，我們以學(xué)生縱向發(fā)生行為為基礎(chǔ)，以學(xué)生橫向發(fā)展目標(biāo)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(shè)計觀察量表，參照游戲課程目標(biāo)以及素養(yǎng)培養(yǎng)等方式，對學(xué)生個體的課堂行為和行為結(jié)果予以評價。

表3 游戲化創(chuàng)新課程觀察量表

2.立于經(jīng)驗積累的分享性評價

經(jīng)驗分享性評價主要關(guān)注游戲教學(xué)后學(xué)生方法和經(jīng)驗的收獲情況，鼓勵學(xué)生編寫簡單程序語言、編寫游戲教程與攻略等方式展示學(xué)習(xí)成果。比如，在“金字塔游戲”中，教師就要鼓勵學(xué)生用思維導(dǎo)圖畫出游戲策略，呈現(xiàn)多卡與前一卡游戲的關(guān)系。再比如，教師要鼓勵學(xué)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(chuàng)新課程中關(guān)于技能習(xí)得的部分，一般通過PK擂臺賽、魔數(shù)爭霸賽等方式進(jìn)行評價和激勵。每學(xué)年教師可以結(jié)合學(xué)?！拔骞?jié)”中的數(shù)學(xué)節(jié)，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(chuàng)新課程為學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展提供了豐富的可能性，培養(yǎng)了學(xué)生的多元素養(yǎng)。它既是對數(shù)學(xué)規(guī)定課程的一種補(bǔ)充，又是尊重學(xué)生認(rèn)知世界的規(guī)律的方式。在實踐的過程中，我們欣喜地發(fā)現(xiàn)游戲教學(xué)有著光明的前景。這種方式不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，讓學(xué)生在游戲的過程中學(xué)到各方面的知識，更為重要的是，數(shù)學(xué)游戲在提高解決問題能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、反思能力、建模能力以及創(chuàng)新能力方面對學(xué)生都有著積極的作用。