游戲背后思考的力量
——在游戲化、實驗化的學與教中培養(yǎng)學生思考力

江西省贛州市章貢區(qū)第二小學

郭燕玲 黃家林

新課標倡導游戲化、生活化、活動化的“學”與“教”方式，給常態(tài)化課堂教學提出了要求，同時也指明了方向。對此，教師也有了新的思考：

問題1：面對小學生對數(shù)學抽象性的認知困難，如何發(fā)揮游戲在數(shù)學教學和課程體系建設(shè)中的作用，落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標？

問題2：如何在常態(tài)化的教學中設(shè)計出符合小學生年齡特點的實驗活動，讓他們在真實的生活情境中經(jīng)歷學習的過程，真正感受到數(shù)學好玩、數(shù)學好用？

筆者從以下幾個方面進行了嘗試與探索。

一、游戲化學習“看見”思考的軌跡，“看見”思考的力量

以“小思考家”思維游戲課“提前計劃——尋寶探險”的教學為例：

該課程以游戲“尋寶探險”創(chuàng)設(shè)情境，通過“掌握規(guī)則—經(jīng)歷任務(wù)—規(guī)劃路線—利用資源—達成目標（獲得寶藏）”等環(huán)節(jié)開展教學。

教學目標：在經(jīng)歷任務(wù)、規(guī)劃路線、達成目標的環(huán)節(jié)中，通過自主嘗試、主動思考，總結(jié)概括問題解決的策略，培養(yǎng)學生有序思考、理性分析的思維能力，逐漸建構(gòu)問題解決的思維模型。

（一）利用智能課件“人機對話”，自主學習，主動思考

在學習游戲規(guī)則時，教師通過播放視頻、智能提問等方式讓學生自主學習規(guī)則，并通過智能課件預(yù)設(shè)問題，在輔助加深對游戲規(guī)則理解的同時，引發(fā)學生主動思考。這不僅能幫助學生熟練運用規(guī)則，開展游戲，還能讓課堂充滿趣味性、互動性，最大限度地提高學生的專注力與參與度。

（二）經(jīng)歷任務(wù)將思維過程“可視化”，“看見”思考的軌跡

（1）角色扮演——經(jīng)歷任務(wù)過程：讓學生做游戲中的“尋寶奇兵”，學生仿佛身臨其境，充滿挑戰(zhàn)的激情和獲勝的欲望。

（2）規(guī)劃路線——“看見”思考的軌跡：通過動畫分解游戲過程，展現(xiàn)出“尋寶奇兵”的尋寶路線，引導學生體會“尋寶奇兵”中尋找寶藏的過程就是我們的思考過程；尋寶路線就是我們的思考軌跡。

（三）有序思考獲得寶藏，“看見”思考的力量

通過學習思考法則“鋪路策略”幫助學生掌握正確的思考方法“明確目標—找到所有完成任務(wù)的行動路線—充分利用游戲資源—確定正確路線—獲得寶藏”。

思考法則：“鋪路策略”就像一個解決問題的思維模型，學生在游戲中不斷運用，使其成為思考策略，再逐漸內(nèi)化，形成良好的思維習慣，在解決問題的過程中螺旋式上升最終形成思維品質(zhì)，使學生感受到思考的力量。

二、數(shù)學實驗將抽象概念變成實驗數(shù)據(jù)，感受思考的力量

數(shù)學實驗化教學一直是數(shù)學教師不斷探索、創(chuàng)新的教學方式，在科技不斷發(fā)展的今天，尤其是信息技術(shù)課程的引入，使數(shù)學實驗化教學的實現(xiàn)通過跨學科融合有了新的探索。

以人教版數(shù)學教材中“相遇問題”和“追擊問題”的教學為例：

（一）與信息課程融合

將全班學生分成10 個學習小組，并指定小組長，具體要求：

（1）利用“機器人編程課程”完成“編程機器小車”的搭建。

（2）打開編程軟件完成兩個小車電機的速率、方向、時間、圈數(shù)的設(shè)定。先將兩個電機功率設(shè)置為100 的最高轉(zhuǎn)速，方向設(shè)置為直行，時間設(shè)置為1 秒，最后加一個停止。完成后，打開主控器，會看到小車用100 的速度向前直行1 秒后停止。兩個小車調(diào)試完以后放在旁邊備用。同時準備一個大于2 米的皮尺和計時秒表備用。

（二）以數(shù)學實驗的形式開始“相遇”和“追擊”問題的教學

（1）首先教師要求各小組對小車的時速進行數(shù)據(jù)的測量，A 小車在程序上設(shè)置30 的轉(zhuǎn)速，方向設(shè)置為直行，時間為2 秒；B 小車在程序上設(shè)置20 的轉(zhuǎn)速，方向設(shè)置為直行，時間為2 秒。為了保證數(shù)據(jù)的真實性，兩個小車分別測試3 次，每次10 秒鐘，用皮尺測量小車行進的距離，計算得出A 小車的平均時速為0.15 米/秒，B 小車的平均時速為0.1 米/秒。

（2）探究相遇問題。

第一步：提出假設(shè)問題。

A 小車從甲地開往乙地，B 小車從乙地開往甲地，它們同時出發(fā)，A 小車與B 小車4 秒后相遇，已知A 小車的時速為0.15 米/秒、B 小車的時速為0.1 米/秒，甲、乙兩地的距離是多少米？

第二步：實驗驗證。

兩個編程車分別放置在甲、乙兩地（先任意設(shè)定，距離大于1 米），然后輸入指令讓兩輛小車相對行駛，4 秒后兩輛小車同時停止，讓學生觀察并測量：①兩車行駛的距離；②兩車相距的距離。

實驗結(jié)論：減去兩車相距的距離，得出兩地距離為1 米。

再次實驗驗證：在同一直線上設(shè)置甲、乙兩地，距離為1 米。然后重復上述實驗，4 秒后兩車相遇。

第三步：反思思考——探究數(shù)學原理得出相遇問題計算公式。

通過實驗，學生得出了以下結(jié)論和數(shù)據(jù)：兩輛小車相遇時，行走的距離之和就是兩地之間的距離。從而推導出相遇問題公式：速度之和×時間=兩地距離。

（3）探究追擊問題。

第一步：提出假設(shè)問題。

已知A 小車的速度為0.15 米/秒，B 小車的速度為0.1 米/秒，B 小車從甲地出發(fā)，先行4 秒后A 小車從甲地出發(fā)，問幾秒后A 小車可以追上B 小車？

第二步：實驗驗證。

學生利用秒表計時，得出8 秒后A 小車追上B 小車的實驗數(shù)據(jù)。

第三步：探究數(shù)學原理得出追擊問題公式。

通過實驗學生很直觀地看到：A 小車追上B 小車時，兩車行進的距離是不同的。

教師引導學生得出以下實驗結(jié)論：

①A 小車用8 秒的時間行駛了B 小車“4 秒+8 秒”的路程。

②B 小車先行的4 秒路程就是A 小車的追擊距離，從而推導出公式：。

只有所處的學習環(huán)境能提供恰如其分的挑戰(zhàn)，才能激勵學生探索、理解和不斷學習。通過信息課與數(shù)學課的融合，數(shù)學實驗改變了數(shù)學課堂的教學形式，也改變了學生的學習方式，不僅極大地激發(fā)了學生的學習興趣，還通過跨學科融合，全方位培養(yǎng)了學生的思考力和數(shù)學核心素養(yǎng)。

三、主題活動化學習讓思考有力量

以“小思考家”思維拓展課程項目“小齒輪”為核心，設(shè)計主題活動“小齒輪大世界”。

（一）課前預(yù)習

教師布置學生課前查閱有關(guān)“齒輪”的文獻資料，讓學生了解了無論是在工業(yè)革命時期，還是在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，小小的齒輪在機械制造、精密儀器、人工智能等高科技領(lǐng)域的基石地位和巨大的技術(shù)潛能。

（二）課堂活動

借助齒輪等裝置，讓學生能夠設(shè)計、測試機械運行過程并理解其原理。

（1）首先讓學生觀看齒輪運動的視頻。學生直觀地看到大小不同的齒數(shù)（相互咬合）之間轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)量關(guān)系。

（2）將齒輪學具發(fā)給各學習小組：①一個8 齒與一個40 齒的齒輪組合聯(lián)動；②一個20 齒與一個60 齒的齒輪組合聯(lián)動；③一個8齒與一個20齒的齒輪組合聯(lián)動。

要求分別在每個齒輪上任意選擇一個齒，用彩筆做標記，作為每次轉(zhuǎn)動的起始位置。

（3）要求學生動手操作并統(tǒng)計出下列數(shù)據(jù)：①每個組合中，大齒輪轉(zhuǎn)1 圈，小齒輪轉(zhuǎn)多少圈？②小齒輪轉(zhuǎn)1圈，大齒輪轉(zhuǎn)動了多少個齒？③觀察每個齒輪上作為起點標志的齒，轉(zhuǎn)動多少圈能夠再次重合？④重合時一共轉(zhuǎn)動了多少齒數(shù)？

（4）引導學生列出不同齒數(shù)齒輪間的轉(zhuǎn)動所表達的數(shù)量關(guān)系（見表1）：

表1 不同齒數(shù)齒輪間轉(zhuǎn)動周數(shù)與轉(zhuǎn)動總齒數(shù)的數(shù)量關(guān)系

（5）引導學生探究數(shù)據(jù)表，得出研究結(jié)論：通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)每組齒輪兩個作為起點的齒重合時，轉(zhuǎn)動的齒數(shù)是兩個齒輪數(shù)的最小公倍數(shù)。

（6）活動總結(jié)：通過實驗初步感受齒輪的工作原理與數(shù)學有著密不可分的關(guān)系。