基于沉浸理論的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計(jì)研究

◎閆英萍

(甘肅省酒泉第八中學(xué)，甘肅 酒泉 735000)

將沉浸理論融入課堂教學(xué)中，是教師培養(yǎng)學(xué)生專注力、增強(qiáng)學(xué)生沉浸性學(xué)習(xí)體驗(yàn)的重要途徑.如今，小學(xué)數(shù)學(xué)教師更注重在游戲教育理念下，基于沉浸理論來展開教學(xué)設(shè)計(jì).教師可抓住網(wǎng)絡(luò)化教育的發(fā)展趨勢(shì)，推進(jìn)沉浸理論下小學(xué)數(shù)學(xué)游戲教學(xué)的健康開展，讓學(xué)生在深度的主觀狀態(tài)下展開趣味性的自主學(xué)習(xí).

一、在沉浸理論下展開小學(xué)數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)

在教育領(lǐng)域，沉浸理論是指讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中完全投入情境中，高度集中自己的注意力，忽視其他不相關(guān)的知覺，在一種沉浸的狀態(tài)下展開積極自主學(xué)習(xí)的科學(xué)教育理論.目前，小學(xué)數(shù)學(xué)教師引入沉浸理論為其數(shù)學(xué)游戲教學(xué)設(shè)計(jì)提供理論支持.教師采取這一教學(xué)行為的根本出發(fā)點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

其一，小學(xué)生在數(shù)學(xué)課堂中容易出現(xiàn)注意力分散、開小差等情況，這影響了他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)效.在沉浸理論支撐下，教師注重增強(qiáng)學(xué)生的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這無疑會(huì)幫助小學(xué)生克服注意力分散的問題，提升其學(xué)習(xí)專注力.而數(shù)學(xué)游戲是輔助學(xué)生更快進(jìn)入沉浸狀態(tài)的教學(xué)手段，它迎合了小學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知特點(diǎn)與興趣愛好特點(diǎn)，這意味著學(xué)生在沉浸理論下的數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)中，會(huì)更容易進(jìn)入良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài).

其二，教師在課堂中開展數(shù)學(xué)游戲教學(xué)，這本身就是新課改倡導(dǎo)的一項(xiàng)有效的教學(xué)舉措.而網(wǎng)絡(luò)游戲是目前游戲教學(xué)的空白領(lǐng)域，究其原因是很多教師認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)游戲是影響學(xué)生學(xué)習(xí)意志的“誘惑物”，會(huì)影響其學(xué)習(xí)專注力.如今，教師反其道而行之，將網(wǎng)絡(luò)游戲與沉浸理論相結(jié)合，推進(jìn)數(shù)學(xué)游戲教學(xué)開展，這無疑可以更好地吸引學(xué)生的注意力，使其更容易在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)入沉浸式的游戲體驗(yàn)過程.雖然當(dāng)前基于網(wǎng)絡(luò)游戲的數(shù)學(xué)教學(xué)尚未取得理想的教學(xué)實(shí)效，但是這體現(xiàn)了未來數(shù)學(xué)游戲化教學(xué)的一大趨勢(shì).

二、在沉浸理論下加強(qiáng)小學(xué)數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)的教學(xué)價(jià)值

(一)有效增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣

沉浸理論強(qiáng)調(diào)的是教師要讓學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地參與到自己喜歡的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，確保他們能夠?qū)⒆⒁饬性谥R(shí)學(xué)習(xí)過程中，產(chǎn)生一種忘我感.這種情緒會(huì)在學(xué)生心中蔓延，逐漸形成一種強(qiáng)烈的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使其對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)抱有較高的熱情.在小學(xué)生普遍缺乏數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的情況下，教師基于沉浸理論來設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)，無疑可刺激學(xué)生的積極學(xué)習(xí)情感，使其主動(dòng)沉浸其中，一邊玩數(shù)學(xué)游戲，一邊學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí).

(二)突顯學(xué)生數(shù)學(xué)行為的自動(dòng)化

教師在設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)游戲時(shí)，一般會(huì)根據(jù)明確的教學(xué)目標(biāo)來進(jìn)行，同時(shí)要適當(dāng)考慮學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)能力，以確保學(xué)生在數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)中能夠真正習(xí)得數(shù)學(xué)知識(shí).在學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)能力與數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)難度相匹配的情況下，學(xué)生更容易產(chǎn)生自主的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)行為.這種學(xué)習(xí)行為的自動(dòng)化，能夠在一定程度上反映學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).尤其是在沉浸式的游戲體驗(yàn)下，學(xué)生的這種學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)會(huì)更明顯.教師應(yīng)加強(qiáng)沉浸理論下的游戲教學(xué)，讓學(xué)生始終在主觀狀態(tài)下開展自主性學(xué)習(xí).

(三)打破學(xué)生呆板固化的學(xué)習(xí)模式

教師基于沉浸理論設(shè)計(jì)適合學(xué)生參與的數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)時(shí)，一般選擇能對(duì)學(xué)生產(chǎn)生較強(qiáng)吸引力的數(shù)學(xué)游戲.這些數(shù)學(xué)游戲形式需具有新穎性，且能打破呆板無趣的游戲模式，喚醒學(xué)生心中的自主發(fā)展欲望，讓學(xué)生樂于擺脫固有的學(xué)習(xí)模式，進(jìn)入全新的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境中，從中獲得沉浸式的數(shù)學(xué)游戲?qū)W習(xí)體驗(yàn).

在參與沉浸式數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)時(shí)，學(xué)生的創(chuàng)新數(shù)學(xué)思維也會(huì)獲得一定程度的發(fā)展.這樣的數(shù)學(xué)游戲能夠讓學(xué)生出色地完成學(xué)習(xí)任務(wù).教師要善于在沉浸理論的支撐下，利用合適的數(shù)學(xué)游戲來改善學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，以加快實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo).

三、在沉浸理論下小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計(jì)的科學(xué)策略

(一)挖掘教材的游戲素材，設(shè)計(jì)沉浸式數(shù)學(xué)游戲

數(shù)學(xué)教材中不僅蘊(yùn)含了豐富的知識(shí)內(nèi)容，也蘊(yùn)含著許多游戲素材.在沉浸理論下，教師可利用這些游戲素材來制作網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)學(xué)游戲，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)化的游戲環(huán)境下受到更強(qiáng)烈的感官?zèng)_擊，快速地沉浸在數(shù)學(xué)游戲氛圍中.教師要具備良好的數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)能力，善于將教材的游戲素材融入課堂的數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)中.

在部編版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級(jí)下冊(cè)“圖形的運(yùn)動(dòng)(一)”教學(xué)中，教師可將教材中提及的各種軸對(duì)稱圖形作為游戲素材，設(shè)計(jì)趣味的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)學(xué)游戲.

游戲一：給排成一排的圖形涂上色，讓整排圖形變成軸對(duì)稱圖形.不同的學(xué)生會(huì)采用不同的涂色方案，他們可以制作出不同的軸對(duì)稱圖形.在這個(gè)游戲中，學(xué)生可鞏固新學(xué)的知識(shí)，掌握好“軸對(duì)稱圖形”這一數(shù)學(xué)概念.

游戲二：在數(shù)學(xué)教材中，有這樣的一道練習(xí)題：(教材插圖中)有若干條白色小魚，請(qǐng)找出能夠通過平移的方式，使其與紅色小魚重合的白色小魚，并為這些白色小魚涂上顏色.教師在利用這一教材資源設(shè)計(jì)沉浸式數(shù)學(xué)游戲時(shí)，可以在網(wǎng)絡(luò)游戲界面上呈現(xiàn)一條紅色小魚，然后在其他位置插入幾條白色小魚，讓學(xué)生通過操作鼠標(biāo)的方式將其移動(dòng)，使白色小魚與紅色小魚重合.學(xué)生可在這一游戲操作中更好地掌握?qǐng)D形平移的知識(shí)點(diǎn).

教師也可增添新的游戲任務(wù)，讓學(xué)生通過操作鼠標(biāo)的方式，對(duì)其中的白色小魚進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后將其平移若干個(gè)位置，確保它與紅色小魚重合.這一游戲任務(wù)融入了圖形的旋轉(zhuǎn)這部分知識(shí)，學(xué)生可在游戲操作過程中了解圖形旋轉(zhuǎn)的基本形式.

游戲三：教師可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將教材中的插圖分割成一張張拼圖碎片，將其作為游戲素材，設(shè)計(jì)一個(gè)“移動(dòng)圖形，還原圖形”的網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)游戲.學(xué)生需要通過移動(dòng)鼠標(biāo)，將拼圖碎片通過旋轉(zhuǎn)、平移等方式拼接起來，組合成一個(gè)大圖形，還原教材中的插圖.學(xué)生可通過小組合作的方式來完成游戲任務(wù).比如，有的學(xué)生負(fù)責(zé)拼接插圖中的“蝴蝶風(fēng)箏”圖形，有的學(xué)生負(fù)責(zé)拼接“兔子鐘表”圖形，有的學(xué)生負(fù)責(zé)拼接“蜻蜓風(fēng)箏”圖形，有的學(xué)生負(fù)責(zé)拼接“纜車”圖形，還有的學(xué)生負(fù)責(zé)拼接“樹木”圖形……學(xué)生在齊心協(xié)力拼接圖形的過程中，會(huì)基本掌握軸對(duì)稱圖形的概念和特點(diǎn).

游戲四：在教材中的“練習(xí)七”有這樣的一道練習(xí)題：從給出的圖形中找出軸對(duì)稱圖形.教師可根據(jù)這一教學(xué)素材來制作網(wǎng)絡(luò)化數(shù)學(xué)游戲，將各種軸對(duì)稱圖形插入非軸對(duì)稱圖形里，打亂圖形的位置順序，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)找出軸對(duì)稱圖形.學(xué)生找到軸對(duì)稱圖形之后，可用筆將其圈出來，直到圈出了全部的軸對(duì)稱圖形，才能成功通關(guān)游戲.

這一數(shù)學(xué)游戲可有效鍛煉學(xué)生的“眼力”，促使學(xué)生主動(dòng)集中自己的注意力，細(xì)心地從一堆幾何圖片中找出軸對(duì)稱圖形.很多小學(xué)生具有學(xué)習(xí)注意力分散的特點(diǎn)，這一數(shù)學(xué)游戲可有效改善小學(xué)生的這一問題，讓學(xué)生沉浸在網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)游戲中，在快樂氛圍下提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率.

(二)結(jié)合學(xué)生喜愛的游戲，設(shè)計(jì)沉浸式游戲內(nèi)容

小學(xué)生天生愛玩，在童趣生活中，他們會(huì)參與到各種各樣的游戲活動(dòng)中.教師可了解小學(xué)生喜愛哪些游戲，然后結(jié)合數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)際需要，基于沉浸理論設(shè)計(jì)趣味的數(shù)學(xué)教育游戲內(nèi)容.

例如，在部編版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“位置與方向(一)”教學(xué)中，教師了解到學(xué)生比較愛玩捉迷藏的游戲，于是在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了這樣的數(shù)學(xué)游戲：(1)游戲有兩個(gè)角色，即“獵人”和“小怪物”，前者是捕捉者，后者是獵物；(2)“小怪物”們會(huì)藏在網(wǎng)絡(luò)地圖上的某個(gè)位置，“獵人”要找到并抓住“小怪物”，需完成智力關(guān)卡任務(wù)，每完成一個(gè)任務(wù)都可以獲得其中一只“小怪物”的位置與方向信息.

這一游戲是由“捉迷藏”游戲演變而來的，小學(xué)生很容易理解游戲的具體規(guī)則.教師所設(shè)計(jì)的智力關(guān)卡任務(wù)需與本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容息息相關(guān).比如，教師可設(shè)計(jì)以下的智力關(guān)卡任務(wù)：(1)早晨太陽升起時(shí)，它的位置與方向是什么？(2)如果一個(gè)人面向南，那他的背面是什么方向？(3)東南方向與什么方向相對(duì)？(4)地圖是根據(jù)什么原則來繪制的？(5)古人制作的司南是用來做什么的？學(xué)生在完成這些智力闖關(guān)任務(wù)時(shí)，需要用到“位置與方向”的數(shù)學(xué)知識(shí).教師所設(shè)計(jì)的這一數(shù)學(xué)游戲與教學(xué)內(nèi)容存在緊密的聯(lián)系，有利于學(xué)生沉浸在網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)游戲中，有利于學(xué)生提高課堂學(xué)習(xí)效果.

有的學(xué)生擁有一定的網(wǎng)絡(luò)游戲經(jīng)驗(yàn)，喜歡玩“打怪物”的小游戲.于是，教師為了引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下找準(zhǔn)正確的學(xué)習(xí)方式，可根據(jù)學(xué)生的這一興趣愛好，設(shè)計(jì)與這種游戲情境相關(guān)的數(shù)學(xué)游戲.具體游戲內(nèi)容：“小怪物”會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)在游戲界面的某個(gè)位置與方向，學(xué)生需立即對(duì)“小怪物”出現(xiàn)的位置和方向作出反應(yīng)，并移動(dòng)自己代表的“獵人”游戲人物到“小怪物”所在的位置對(duì)其進(jìn)行擊打，擊打成功后可獲得游戲分?jǐn)?shù).

這一游戲考查的是學(xué)生對(duì)“位置與方向”相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握情況.而且這種游戲符合小學(xué)生的興趣愛好，能夠讓學(xué)生更容易沉浸其中，通過玩游戲的方式有效掌握新課知識(shí).因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師要善于搜集學(xué)生的學(xué)情信息，基于沉浸理論科學(xué)設(shè)計(jì)符合學(xué)生興趣的數(shù)學(xué)游戲，以提高學(xué)生在數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)中的參與度.

(三)挑戰(zhàn)性與個(gè)性化并存，設(shè)計(jì)沉浸式數(shù)學(xué)游戲

小學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中會(huì)表現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)能力，這是因?yàn)樗麄儽旧砭褪遣煌膫€(gè)體，其學(xué)習(xí)思維、學(xué)習(xí)潛力、學(xué)習(xí)方式等都存在差異，所以教師需要根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求來設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng).在沉浸理論下，教師應(yīng)考慮學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，設(shè)計(jì)階梯性、層次性的數(shù)學(xué)游戲，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)能力參與到不同層次的數(shù)學(xué)游戲活動(dòng)中來.

此外，教師設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)游戲內(nèi)容應(yīng)具有一定的挑戰(zhàn)性，不能僅限于讓學(xué)生鞏固數(shù)學(xué)知識(shí)，還要讓學(xué)生擁有一定的拓展性學(xué)習(xí)空間，使其在玩數(shù)學(xué)游戲的過程中，激發(fā)出更大的學(xué)習(xí)潛力.

例如，在部編版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“長方體和正方體”的教學(xué)中，教師可在基于沉浸理論設(shè)計(jì)一個(gè)建構(gòu)性的網(wǎng)絡(luò)游戲.在這一游戲中，教師可讓不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生負(fù)責(zé)不同的建構(gòu)任務(wù).首先，低層次的學(xué)生可負(fù)責(zé)給空白的房屋立體建筑圖中的正方體、長方體物體涂色.比如，廚房的料理臺(tái)、臥室的床、客廳的玻璃柜臺(tái)是長方體的，房屋里的魚缸是正方體的，學(xué)生可以給這些正方體和長方體物體涂色，繪制一個(gè)有形有色的室內(nèi)空間.其次，中層次的學(xué)生可負(fù)責(zé)從圖形素材庫中選擇正方體、長方體的素材，利用繪圖工具，在房屋里面設(shè)計(jì)更多正方體、長方體模型的家具，讓整個(gè)房屋的室內(nèi)空間更具生活氣息、藝術(shù)氣息.這可鍛煉學(xué)生的繪圖能力，為學(xué)生的數(shù)形結(jié)合學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).最后，高層次的學(xué)生可負(fù)責(zé)精確計(jì)算室內(nèi)長方體、正方體物體的表面積與體積，并在3D技術(shù)的支持下自主繪制精確的立體房屋模型.這部分學(xué)生可與中層次學(xué)生合作，前者可為后者的繪圖任務(wù)提供精確的數(shù)據(jù)支持，讓后者可以做到精確繪圖，以共同構(gòu)筑這一房屋立體建筑.

這個(gè)數(shù)學(xué)游戲能夠讓學(xué)生全身心地沉浸其中，自主地完成各自的游戲任務(wù).同時(shí)，學(xué)生在游戲過程中，可根據(jù)自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，夯實(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，適當(dāng)?shù)靥嵘F(xiàn)有的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平.隨著學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升，教師還可在這一數(shù)學(xué)游戲中增添游戲功能板塊.比如，教師可在房屋的周圍設(shè)置快遞服務(wù)點(diǎn)、家具制造廠等不同的區(qū)域.學(xué)生可在游戲中扮演快遞員、家具制造廠的員工.扮演快遞員的學(xué)生可以計(jì)算自己在打包快遞時(shí)需要用多大表面積、多大體積的快遞盒子；扮演家具制造廠員工的學(xué)生可以計(jì)算自己需要制作多大表面積、多大體積的正方體與長方體形狀的家具產(chǎn)品.在這種建構(gòu)性的數(shù)學(xué)游戲中，學(xué)生可以獲得良好的沉浸式體驗(yàn)，教師應(yīng)加強(qiáng)這一數(shù)學(xué)游戲教學(xué)的健康開展.

結(jié) 語

總而言之，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸普及的社會(huì)背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來制作教育游戲，可加快數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐，讓學(xué)生將自己對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲的興趣轉(zhuǎn)移到數(shù)學(xué)游戲上，有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣.在沉浸理論引領(lǐng)下，教師更是能發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)化數(shù)學(xué)游戲的教學(xué)作用，讓學(xué)生在沉浸式的數(shù)學(xué)游戲體驗(yàn)中增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果.因此，在未來的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中，教師要充分利用沉浸理論下的數(shù)學(xué)游戲教學(xué)方法，開展真正高效的數(shù)學(xué)教學(xué).