小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

姚鐵龍

【編者按】通過(guò)操作、游戲、制作等豐富多彩的活動(dòng)，對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生一定的好奇心，形成學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和初步的合作交流意識(shí)與獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這是《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在低學(xué)段提出的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一線教師在低學(xué)段的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)游戲化教學(xué)應(yīng)給予足夠的關(guān)注，做好幼小銜接工作。事實(shí)上，小學(xué)數(shù)學(xué)游戲化教學(xué)因其多樣化的形式、豐富的數(shù)學(xué)元素，以及與學(xué)生心智發(fā)展的高度適應(yīng)性，產(chǎn)生的教學(xué)效果令人刮目相看。本期話題圍繞“小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段游戲化教學(xué)”展開。

【摘 要】游戲化教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教育中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效果的有效教學(xué)方式。本文首先分析了游戲化教學(xué)對(duì)低學(xué)段學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要意義和價(jià)值，接著闡述了小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)的四大原則，最后通過(guò)桌面游戲、具身游戲、繪本游戲和視頻游戲的課堂案例分析，展示了游戲化教學(xué)在小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段的應(yīng)用效果，為一線數(shù)學(xué)教師開展游戲化教學(xué)提供借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué) 低學(xué)段 游戲化教學(xué)

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出：“第一學(xué)段（1～2年級(jí)）應(yīng)通過(guò)操作、游戲、制作等豐富多彩的活動(dòng)，對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生一定的好奇心，形成學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和初步的合作交流意識(shí)與獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣［1］?！庇纱丝梢?jiàn)，在小學(xué)低學(xué)段數(shù)學(xué)課堂上實(shí)施游戲化教學(xué)是非常必要的。低學(xué)段學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心，但自律性較差，注意力容易分散，而游戲是一種能夠吸引低學(xué)段學(xué)生注意力的重要活動(dòng)。在數(shù)學(xué)游戲中，學(xué)生能主動(dòng)地觀察、猜測(cè)、驗(yàn)證、推理和交流，自主探索，尋找解決問(wèn)題的思路和方法。游戲化教學(xué)為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供了直觀的感性材料和愉悅的學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生構(gòu)建了“具體形象思維”和“抽象數(shù)學(xué)知識(shí)”之間的橋梁，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)涵的理解，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的靈活性思維、發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維，為學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展提供有力的支撐。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)原則

數(shù)學(xué)游戲化教學(xué)是一種通過(guò)將游戲元素和游戲機(jī)制融入課堂教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性特征和學(xué)習(xí)水平制定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和策略，以游戲?yàn)槊浇?，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)方式。教師在自主設(shè)計(jì)低學(xué)段游戲化教學(xué)內(nèi)容時(shí)，需要遵循以下四個(gè)原則。

（一）緊扣教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)認(rèn)知理解

緊扣教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)游戲，才能“有的放矢”。教育游戲兼具教育性和娛樂(lè)性，教育性是教育游戲的核心特征，只有立足于學(xué)科體系和目標(biāo)知識(shí)體系進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)的教育游戲才可能有良好的應(yīng)用效果，也就是說(shuō)，教育游戲的娛樂(lè)性要服務(wù)于教育性。所以在設(shè)計(jì)教育游戲時(shí)，必須以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知理解和意義建構(gòu)為核心，使得游戲的情境設(shè)計(jì)、交互方式和獎(jiǎng)懲機(jī)制等方面都緊扣教學(xué)目標(biāo)。

（二）把握低學(xué)段學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)

低學(xué)段學(xué)生以形象思維為主，對(duì)事物充滿好奇，求知欲旺盛；模仿能力強(qiáng)；注意力容易分散，易受到外界干擾；學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)以興趣為主，意志為輔；以模仿和動(dòng)手操作為主要學(xué)習(xí)方式［2］。教師在進(jìn)行游戲設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)基于低學(xué)段學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)設(shè)計(jì)游戲。例如，增加趣味故事或動(dòng)畫場(chǎng)景，用可視化的圖示代替抽象的語(yǔ)言，由易到難，設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，等等。

（三）巧妙使用游戲元素和游戲機(jī)制

好的游戲設(shè)計(jì)自有其“道”，這就是我們常說(shuō)的游戲元素和游戲機(jī)制，通常包括目標(biāo)、規(guī)則、沖突、獎(jiǎng)勵(lì)、反饋、進(jìn)度條、計(jì)時(shí)和音效等。當(dāng)你真正進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì)時(shí)，就必須了解和巧妙地使用游戲元素和游戲機(jī)制。（1）目標(biāo)。所謂目標(biāo)，就是學(xué)生在游戲時(shí)的追求，是學(xué)生努力達(dá)成的具體結(jié)果。學(xué)生完成游戲的過(guò)程即是完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的過(guò)程，這是游戲化設(shè)計(jì)最高的境界。（2）規(guī)則。規(guī)則是游戲的另一個(gè)決定性特征，規(guī)則的制定可以用來(lái)規(guī)范學(xué)生的行為，使游戲可控。（3）沖突。為了讓教學(xué)游戲有趣，必須在游戲中設(shè)置一些沖突。要贏得挑戰(zhàn)，必須積極地打敗對(duì)手，看誰(shuí)是游戲的勝者。（4）獎(jiǎng)勵(lì)。獎(jiǎng)勵(lì)是游戲的另一項(xiàng)重要特征，包括積分、勛章等。獎(jiǎng)勵(lì)可以促使學(xué)生去做一些他們?cè)静幌矚g做的事情。獎(jiǎng)勵(lì)不應(yīng)該只有教師心血來(lái)潮的產(chǎn)物，而應(yīng)富有結(jié)構(gòu)和計(jì)劃性。（5）進(jìn)度條、倒計(jì)時(shí)和音效。教師根據(jù)游戲的難易程度，設(shè)置進(jìn)度條或倒計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間即將耗盡，學(xué)生頓時(shí)就感受到了壓力，不由自主地加快解答速度。為了讓游戲氛圍更濃厚，還可以在倒計(jì)時(shí)過(guò)程中添加音效，增加緊迫感，促使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程。

（四）把握數(shù)學(xué)游戲與學(xué)生成長(zhǎng)的契合點(diǎn)

結(jié)合數(shù)學(xué)的學(xué)科特質(zhì)，我們?cè)谟螒蚺c教學(xué)的結(jié)合中找到了數(shù)學(xué)游戲促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的五大契合點(diǎn)。（1）游戲活動(dòng)自帶的目標(biāo)和規(guī)則，符合知識(shí)學(xué)習(xí)的有序性與嚴(yán)謹(jǐn)性。（2）游戲機(jī)制內(nèi)含的邏輯，有助于培養(yǎng)學(xué)生自我探究與解決問(wèn)題的能力。（3）游戲設(shè)置帶來(lái)的沖突、競(jìng)爭(zhēng)與合作，對(duì)學(xué)生提出了靈活性與適應(yīng)性的要求。（4）游戲元素對(duì)課本知識(shí)的再加工，為學(xué)生建立了學(xué)習(xí)興趣曲線。（5）游戲化學(xué)習(xí)允許的試錯(cuò)與反復(fù)，指引學(xué)生逐步轉(zhuǎn)向探索式練習(xí)。面對(duì)游戲中遇到的數(shù)學(xué)問(wèn)題，學(xué)生可以從不同的觸點(diǎn)出發(fā)，從不同的方向、維度進(jìn)行知識(shí)的發(fā)散、鏈接和轉(zhuǎn)化，從而創(chuàng)生出不同的思考路徑和解決方法。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)低學(xué)段游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

當(dāng)前，游戲化教學(xué)主要有兩種方式，第一種方式叫結(jié)構(gòu)游戲化，第二種叫內(nèi)容游戲化［3］。結(jié)構(gòu)游戲化，即利用游戲元素驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成學(xué)習(xí)項(xiàng)目，同時(shí)不改變學(xué)習(xí)內(nèi)容。內(nèi)容游戲化是指，對(duì)教學(xué)內(nèi)容實(shí)施游戲化改造，加入游戲元素并融入游戲思維，使它具有游戲的特征。需要強(qiáng)調(diào)的是，這兩種游戲化教學(xué)的方式經(jīng)常出現(xiàn)在同一個(gè)課程里，它們珠聯(lián)璧合，相得益彰。下面分四種游戲類型談?wù)劦蛯W(xué)段游戲化教學(xué)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

（一）桌面游戲

桌面游戲大多使用紙質(zhì)材料，不需要電子設(shè)備的輔助，但它卻有著網(wǎng)絡(luò)游戲的特點(diǎn)——強(qiáng)調(diào)交流，是一種人與人面對(duì)面的游戲方式。對(duì)于低學(xué)段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們更喜歡和同伴一起玩操作類的桌面游戲。好玩的桌面游戲至少要有一個(gè)好名稱、一個(gè)好情境和一套好道具。當(dāng)然，互動(dòng)性、倒計(jì)時(shí)和及時(shí)反饋等游戲元素也是桌面游戲不可或缺的調(diào)味料。

例如，在北師大版一年級(jí)下冊(cè)復(fù)習(xí)“百數(shù)表”時(shí)，我們一改傳統(tǒng)課堂的教法，設(shè)計(jì)了數(shù)學(xué)游戲《捕數(shù)警探》，將傳統(tǒng)的百數(shù)表復(fù)習(xí)融入游戲元素，設(shè)計(jì)了緊張的抓捕逃犯的情境。這個(gè)游戲的任務(wù)以小組為單位進(jìn)行挑戰(zhàn)，抓捕逃犯最多的警探小組將成為獲勝小組。每個(gè)小組必須在用警探卡框住指定通緝犯的同時(shí)，再盡可能多地抓捕逃犯。該游戲所體現(xiàn)的核心驅(qū)動(dòng)力就是抓捕逃犯的使命感。

游戲中，教師扮演警長(zhǎng)，學(xué)生扮演小警探。同時(shí)有警探卡、數(shù)字牢房等配套的游戲道具，還有不同星級(jí)的通緝令（游戲關(guān)卡）和獎(jiǎng)懲機(jī)制等，這些游戲元素和機(jī)制為學(xué)生帶來(lái)愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)也服務(wù)于認(rèn)知內(nèi)容的呈現(xiàn)。

《捕數(shù)警探》這個(gè)游戲設(shè)定警探抓捕逃犯的情境，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過(guò)不同的抓捕方法，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、推理意識(shí)和空間觀念，培養(yǎng)學(xué)生遵守規(guī)則、團(tuán)結(jié)合作、勇于挑戰(zhàn)的游戲精神。

（二）具身游戲

具身認(rèn)知理論在教育學(xué)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是與游戲化教學(xué)的聯(lián)系更加密切。具身教育強(qiáng)調(diào)在教育教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)身體、大腦和環(huán)境的交互作用產(chǎn)生認(rèn)知，在體驗(yàn)中建構(gòu)新知，這與游戲化教學(xué)“玩中學(xué)”的理念是不謀而合的。具身認(rèn)知視域下的數(shù)學(xué)游戲化教學(xué)，為學(xué)生提供沉浸式學(xué)習(xí)情境，讓身體參與到游戲中，調(diào)用多感官增強(qiáng)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感，將抽象的數(shù)學(xué)符號(hào)轉(zhuǎn)化為具體形象的實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生在真實(shí)情境中親身經(jīng)歷從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題到解決問(wèn)題的全過(guò)程。

具身游戲簡(jiǎn)單地說(shuō)就是身體參與游戲過(guò)程，對(duì)于低學(xué)段學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)而言，不能單純依賴大腦的思考，還需要重視多重感官的體驗(yàn)。我們?cè)诮虒W(xué)北師大版一年級(jí)上冊(cè)“左右”這節(jié)課時(shí)，就可以調(diào)用身體經(jīng)驗(yàn)的“具身性”，基于感知和動(dòng)作，采用多維肢體語(yǔ)言表征的游戲設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在身體參與的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效建構(gòu)。

在進(jìn)行數(shù)學(xué)游戲《表演空間》時(shí)，教師讓全體學(xué)生起立，根據(jù)課件中的動(dòng)作指引，開始進(jìn)行表演——現(xiàn)在請(qǐng)揮一揮左手，用左手摸左耳，左手摸右耳，左手摸右肩；揮一揮右手，右手摸右耳，右手摸左耳，右手摸左肩；只睜開左眼，睜開你的雙眼。

《表演空間》的游戲設(shè)計(jì)，正是通過(guò)語(yǔ)音播放、課件示范、教師巡視矯正的多方介入，讓學(xué)生在一次次肢體模仿的過(guò)程中再次熟悉左右標(biāo)準(zhǔn)。教師、同伴、課件營(yíng)造的大型示范場(chǎng)，也有助于個(gè)別易產(chǎn)生左右混淆的學(xué)生厘清認(rèn)知，透過(guò)設(shè)置“鏡像”降低學(xué)生理解抽象概念的坡度。教師基于低學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，力求通過(guò)調(diào)用學(xué)生已有身體經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合肢體語(yǔ)言的引導(dǎo)，設(shè)計(jì)模仿學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助學(xué)生厘清“左右”的概念。

（三）繪本游戲

靜態(tài)的數(shù)學(xué)繪本可以變成動(dòng)態(tài)化的游戲載體，讓學(xué)生從一個(gè)閱讀者變成游戲者，在交流與探討中用自己獨(dú)特的動(dòng)作或是簡(jiǎn)短的語(yǔ)言以示回應(yīng)。學(xué)生會(huì)將動(dòng)作和語(yǔ)言結(jié)合起來(lái)表現(xiàn)對(duì)繪本內(nèi)容的理解，還會(huì)演繹數(shù)學(xué)繪本中的故事情節(jié)和人物對(duì)話，在你來(lái)我往的游戲互動(dòng)中探究數(shù)學(xué)繪本的內(nèi)涵。

因此，我們可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)以及邏輯思維，選擇與教材知識(shí)相關(guān)的數(shù)學(xué)繪本進(jìn)行加工和重組，適當(dāng)?shù)貪B透游戲元素與機(jī)制，進(jìn)行情節(jié)處理，搭建繪本學(xué)習(xí)場(chǎng)景，營(yíng)造輕松愉快的游戲環(huán)境。例如，北師大版一年級(jí)下冊(cè)“認(rèn)識(shí)圖形”就可以用繪本游戲《誰(shuí)偷了西瓜》來(lái)貫穿全課。

繪本呈現(xiàn)：村子里住著一些特別的村民，他們是一些立體圖形。村子外面有一片遼闊的土地，在瓜地主人的悉心照料下，西瓜一天天地長(zhǎng)大了。一天早上，主人發(fā)現(xiàn)西瓜被偷了。警察來(lái)到了現(xiàn)場(chǎng)，立即開始尋找線索。（圖1）

（1）出示線索一、線索二，這些腳印就是小偷留下的，而且這些腳印來(lái)自立體圖形上那些平平的面。想一想，你們認(rèn)為小偷會(huì)是誰(shuí)呢？猜一猜，這個(gè)腳印會(huì)是誰(shuí)留下的？（圖2、圖3）

（2）想一想，有沒(méi)有辦法幫助警察把立體圖形上這些平平的面移到紙上來(lái)？（圖4）

（3）描一描、印一印，觀察紙上的圖形，再對(duì)比瓜地留下的腳印，你能找到嫌疑犯嗎？

（4）我們?cè)倏吹谌齻€(gè)線索，現(xiàn)在能確定嫌疑犯了嗎？（圖5）

課例中的繪本故事選自《誰(shuí)偷了西瓜》，為了與“認(rèn)識(shí)圖形”這節(jié)課結(jié)合起來(lái)，我們?cè)谇度胗螒蛟氐倪^(guò)程中，對(duì)原故事進(jìn)行加工。游戲設(shè)計(jì)遵循了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，符合布魯納的“表象模式理論”的認(rèn)知流程，即“動(dòng)作—表象—圖形、符號(hào)”。在利用繪本游戲促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，我們可以讓學(xué)生經(jīng)歷“讀—辯—思—玩”完整的學(xué)習(xí)路徑，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地建構(gòu)數(shù)學(xué)知識(shí)。在上述課例中，學(xué)生通過(guò)描一描、印一印的方式得到圖形特征后，可以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。再借助線索三，最終確定嫌疑犯三棱柱。

（四）視頻游戲

隨著教育信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已基本普及，也讓很多有益的視頻游戲走進(jìn)了教育領(lǐng)域。在這樣的背景下，希沃白板等互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，它們以生成式教學(xué)理念為核心，為教師提供各類學(xué)科工具或教學(xué)資源，也為教師提供了根據(jù)數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)視頻游戲的可能。例如，在希沃白板的“課堂活動(dòng)”功能中，便提供了多種活動(dòng)類型，我們可以根據(jù)它們與教學(xué)內(nèi)容的適合程度，將視頻游戲繼續(xù)細(xì)分為四個(gè)小類：分類游戲、配對(duì)游戲、競(jìng)爭(zhēng)游戲、拼圖游戲，具體如下。

在視頻游戲的進(jìn)行過(guò)程中，除去學(xué)生對(duì)知識(shí)的思考，動(dòng)手操作部分并不復(fù)雜，大多是簡(jiǎn)單地拖拽、點(diǎn)擊，并不會(huì)對(duì)學(xué)生的思考過(guò)程產(chǎn)生過(guò)多的干擾。同時(shí)，及時(shí)的信息反饋?zhàn)寣W(xué)生在游戲過(guò)后直接聚焦對(duì)游戲結(jié)果的思考。甚至教師可以根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，決定再玩一局游戲還是直接出示答案，隨后讓學(xué)生分享自己的獲勝秘訣，讓“以生為本”的教學(xué)理念發(fā)揮最大的價(jià)值。

視頻游戲界面帶來(lái)的視覺(jué)沖擊、聽覺(jué)沖擊等，在感官上牢牢地抓住了學(xué)生。有研究表明，視頻游戲能為數(shù)學(xué)和閱讀帶來(lái)“認(rèn)知啟動(dòng)”，強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的注意力、自控力和記憶力。教學(xué)中，讓學(xué)生專注于知識(shí)地獲取與應(yīng)用，就相當(dāng)于緊緊守住了課堂的根。

游戲化教學(xué)作為一種創(chuàng)新有效的教學(xué)方法，在低學(xué)段小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中展現(xiàn)了巨大的潛力。數(shù)學(xué)游戲化教學(xué)勢(shì)在必行又任重道遠(yuǎn)，數(shù)學(xué)教師要具備更高的視角，把握數(shù)學(xué)本質(zhì)，緊扣教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)認(rèn)知理解，把握低學(xué)段學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)，巧妙使用游戲元素和游戲機(jī)制，設(shè)計(jì)指向核心問(wèn)題的數(shù)學(xué)游戲，讓學(xué)生在游戲中深度學(xué)習(xí)、交流與思考，促進(jìn)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的發(fā)展。

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