基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學探究

【摘要】近年來，新課改在教育領(lǐng)域逐漸得到深化落實，對小學數(shù)學教學提出更高標準，教師需要基于認知發(fā)展理論，加大游戲化教學開展，確保學生在參與學習中有效提高綜合素質(zhì).教師要想在小學數(shù)學教學中落實新課改提出的教學要求，應(yīng)深入探究基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學策略，積極創(chuàng)新教學理念，采取新型教學模式，不斷強化教學質(zhì)量.文章先簡單介紹了認知發(fā)展理論，然后闡述了基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學特征，接著分析了基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學要求，并提出了目前小學數(shù)學游戲化教學中存在的問題，最后根據(jù)學生的數(shù)學學習能力，基于認知發(fā)展理論提出了游戲化教學策略，力求學生在參與游戲中切實提高數(shù)學核心素養(yǎng).

【關(guān)鍵詞】認知發(fā)展理論；小學數(shù)學；游戲化教學

引 言

隨著教育體制改革的深化落實，教師已經(jīng)意識到認知發(fā)展理論的應(yīng)用價值，明白結(jié)合學生心理特點、認知特征、認知發(fā)展順序和認知發(fā)展影響因素有序開展教學的積極作用.現(xiàn)今大部分教師開始將認知發(fā)展理論應(yīng)用到小學數(shù)學教學中來.教師要想提升認知發(fā)展理論的應(yīng)用效果，應(yīng)積極將其與游戲化教學結(jié)合起來，立足學生數(shù)學學習表現(xiàn)，設(shè)計多元的游戲化教學措施，使學生在參與游戲中全面發(fā)展各項能力.

一、認知發(fā)展理論概述

認知發(fā)展理論是發(fā)展心理學上最權(quán)威的理論之一，由著名發(fā)展心理學家讓·皮亞杰提出.該理論認為，個體的認知發(fā)展是指個體在適應(yīng)環(huán)境的過程中，對事物的認知及面對問題情境時的思維方式與能力表現(xiàn)隨年齡增長而改變的歷程.讓·皮亞杰對認知發(fā)展研究的特殊興趣是出于將兒童的認知發(fā)展看作溝通生物學與認知論的橋梁，他認為通過對兒童個體認知發(fā)展的了解，可以揭示整個人類認識發(fā)生的規(guī)律，從而構(gòu)建起他的整個學說“發(fā)生認識論”.

二、基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學特征

（一）趣味性特征

認知發(fā)展理論認為，一切教學活動均應(yīng)以趣味性為基礎(chǔ)，這樣學生會受到興趣或需求影響，主動參與相關(guān)活動.如果學生對相關(guān)活動的參與興趣未能有效激發(fā)出來，活動教學效果則會低于預(yù)期.因此，教師基于認知發(fā)展理論組織小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)立足趣味性特征，結(jié)合不同階段學生的興趣愛好、生活經(jīng)歷等，設(shè)置趣味性強的游戲活動，通過游戲規(guī)則、獎勵措施等激發(fā)學生參與游戲化教學的積極性，使學生在參與游戲中，主動應(yīng)用所學知識解決問題，為提高游戲化教學質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ).

（二）實踐性特征

認知發(fā)展理論認為，培養(yǎng)具有良好實踐能力和創(chuàng)新精神的實踐活動，比照本宣科、理論灌輸教學更加上乘.在認知發(fā)展理論中，知識的獲取過程是積極主動建構(gòu)的過程，是學生主動實踐探索和歸納總結(jié)的結(jié)果，并且該理論將學生實踐能力培養(yǎng)放在核心位置.因此，教師基于認知發(fā)展理論組織小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)根據(jù)實踐性特征，積極開展各類游戲化實踐活動，如項目式游戲?qū)嵺`活動、角色扮演式游戲?qū)嵺`活動、手工操作式游戲?qū)嵺`活動等，并在各類實踐活動中，引導(dǎo)學生通過操作、觀察、思考、討論、總結(jié)等方式，學會運用所學知識和數(shù)學思維，從不同角度解決實際問題，確保學生在參與各類實踐活動期間，能夠有效鍛煉和培養(yǎng)處理問題的創(chuàng)新精神.

（三）合作性特征

認知發(fā)展理論極為注重團隊合作對學生認知發(fā)展的作用.該理論認為，學生之間的合作極為重要，從智力層面來看，合作能夠使不同學生的思想相互融合，可以培養(yǎng)學生的語言表達能力、辯論能力以及發(fā)散性思維等.同時，合作可以引導(dǎo)學生主動與同學共同學習、相互討論，對學生去自我中心化具有積極作用.因此，教師基于認知發(fā)展理論組織小學數(shù)學游戲化教學過程中，應(yīng)按照合作性特征，設(shè)計團隊合作類游戲，為學生提供相互交流、共同合作的機會，保障學生在完成游戲任務(wù)中，能夠有效發(fā)展各項素質(zhì).

三、基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學要求

（一）課程安排要符合學生認知發(fā)展階段

在認知發(fā)展理論中，讓·皮亞杰按照認知圖式建構(gòu)過程，將個體認知發(fā)展分為感知運算階段、前運算階段、具體運算階段和形式運算階段.這四個階段從低級到高級逐步發(fā)展，指出學生的思維與身心發(fā)展規(guī)律分階段成長.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學過程中，在安排課程時，應(yīng)與學生認知發(fā)展階段保持一致，深入了解小學生每個階段的具體特征，以發(fā)展該階段學生認知為目標，設(shè)計難度適中、內(nèi)容合適的游戲活動，將游戲化教學重點放在與學生日常生活有關(guān)的案例中來，引導(dǎo)學生利用現(xiàn)有知識和生活經(jīng)驗完成游戲任務(wù)，力求學生在完成游戲任務(wù)中，能夠有效促進認知發(fā)展.

（二）任務(wù)設(shè)計要符合學生最近發(fā)展區(qū)水平

讓·皮亞杰在認知發(fā)展理論中提到，若學生在參與學習活動中，沒有將外界刺激所提供的信息過濾或整合到原有知識結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)同化目標，則其思維認知無法實現(xiàn)有效發(fā)展.然而在認知發(fā)展理論中，若同化沒有對立面、順化存在，則其不會單獨存在.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學時，在任務(wù)設(shè)計中，應(yīng)遵循學生最近發(fā)展區(qū)水平，為學生留有部分思考空間，引導(dǎo)學生通過主動思考和探究的方式，處理游戲中遇到的問題，確保學生在參與游戲活動中，能夠不斷進行自我調(diào)節(jié)，使自身認知發(fā)展從平衡狀態(tài)向更高平衡狀態(tài)過渡，切實提高學生自我效能感和個人學習能力.

（三）教學活動要遵循學生認知發(fā)展整體規(guī)律

讓·皮亞杰在認知發(fā)展理論中提出，學生的認知發(fā)展總體呈往復(fù)螺旋上升狀態(tài)，并且開口逐步擴大.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施游戲化教學時，在開展教學活動中，要遵循學生認知發(fā)展整體規(guī)律，比如在學習數(shù)學概念時，應(yīng)先展示與概念有關(guān)的實物，然后根據(jù)學生的理解能力進行講解，并逐步增加不同層次結(jié)構(gòu)，在學生充分掌握概念的基本內(nèi)涵和應(yīng)用技能的前提下，引導(dǎo)學生高效完成游戲任務(wù)，結(jié)合游戲體驗以及完成效果，形成自我認知圖式.

四、目前小學數(shù)學游戲化教學中存在的問題

（一）教學目標較為滯后，缺乏合理性

在教學中發(fā)現(xiàn)，部分教師在小學數(shù)學游戲化教學中，沒有按照認知發(fā)展理論中的思想理念以及學生表現(xiàn)明確教學目標，習慣于結(jié)合教材提供的課時目標組織游戲化教學.再者，部分教師習慣憑借以往教學經(jīng)驗開展游戲化教學，沒有針對育人需求精細設(shè)計游戲目標，導(dǎo)致部分游戲活動在實施期間缺乏方向，出現(xiàn)重娛樂、輕教育的現(xiàn)象，從而影響了游戲化教學效果.

（二）教學理念存在不足，有待優(yōu)化改進

部分教師雖然在小學數(shù)學課堂上實施了游戲化教學，但是受到傳統(tǒng)教學理念影響，習慣于制訂游戲模板，按照理論知識教授需求，制訂各個環(huán)節(jié)參與規(guī)則，未能給學生留有充分發(fā)揮自我潛能的空間.這樣部分學生在參與游戲化教學中，不僅無法體驗到游戲的樂趣，還會阻礙學生認知，從而降低了游戲化教學質(zhì)量.

（三）游戲設(shè)計缺乏科學性，整體難度較高

在教學中發(fā)現(xiàn)，不同學生的接受能力、適應(yīng)能力以及表現(xiàn)能力等各不相同，對游戲活動需求存在較大差異.但是部分教師在開展小學數(shù)學游戲化教學時，沒有根據(jù)學生思維認知，設(shè)計難度適中、要求合理的游戲活動.即使部分教師設(shè)計的游戲活動具有普適性，但是在選擇游戲材料時，沒有結(jié)合學生動手操作能力，引導(dǎo)學生運用簡單易操作的材料完成游戲，導(dǎo)致游戲活動缺乏可行性，使得部分學生無法從中有效發(fā)展各項能力，從而影響了游戲化教學效果.

（四）游戲模式較為單一，學生自主性缺失

教學模式影響著游戲化教學質(zhì)量.這些年隨著新課改逐步實施，現(xiàn)代化教學模式增多，并且在教育領(lǐng)域得到有效普及.但是部分教師在小學數(shù)學游戲化教學中，通常會先系統(tǒng)講解理論知識，然后讓學生根據(jù)游戲規(guī)定完成任務(wù).整個游戲過程千篇一律，沒有將游戲主導(dǎo)權(quán)轉(zhuǎn)移給學生，導(dǎo)致學生只能被動參與到游戲中來，無法有效發(fā)展思維能力和學習能力，從而降低了游戲化教學效果.

五、基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學策略

（一）以學生為主體，設(shè)置合理的教學目標

學生是游戲化教學的主體.學生的興趣愛好、綜合素質(zhì)等，影響著游戲化教學開展規(guī)劃.再者，在新課改背景下，教師要革新傳統(tǒng)思想，大力提倡以學生為主體的教學理念.另外，教學目標是游戲化教學開展的依據(jù)，與小學數(shù)學教學質(zhì)量息息相關(guān).因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)立足于學生主體設(shè)計教學目標，結(jié)合新課改要求，從不同維度出發(fā)，制作不同游戲化參與要求，確保不同層次學生在參與游戲中，能夠有效提升各項素質(zhì).

例如，講到蘇教版二年級下冊第二單元“時、分、秒”時，教師可以在游戲化教學開展前期，精細分析教材文本，然后制訂讀表搶答游戲，讓學生通過舉手搶答的方式，說出鐘表上的時間，并結(jié)合該類比賽特征，確立知識和技能游戲化教學目標，要求學生在游戲化教學中了解時間單位時、分，知道1時=60分，能夠認識幾時幾分，掌握整時寫法.同時，教師應(yīng)從過程和方法維度出發(fā)，在游戲化教學目標中，重點了解學生在讀表搶答比賽中的表現(xiàn)，指出學生在時、分、秒換算中存在的問題，傳授正確的時間換算規(guī)律，告訴學生如何精準說出鐘表上的時間，注重培養(yǎng)學生的觀察能力和空間能力.最后，教師應(yīng)從情感態(tài)度及價值觀維度出發(fā)，在游戲化教學目標的指導(dǎo)下，引導(dǎo)學生養(yǎng)成遵守和愛惜時間的良好習慣，體驗生活與數(shù)學的緊密聯(lián)系，調(diào)動學生對生活中數(shù)學案例的探究欲望.

（二）開展角色扮演活動，強化認知水平

角色扮演活動屬于裝扮游戲，其能夠引導(dǎo)學生在特定故事世界中，通過扮演相關(guān)角色，掌握相關(guān)知識內(nèi)涵.同時，學生可以在參與該類游戲中，在原有認知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，判別和汲取能夠用來同化新知識的一般的、包容性強的觀念，以游戲為驅(qū)動，借鑒知識學習的歷史相似性類比，從中學到新知識.這樣不僅可以有效促進學生認知發(fā)展，還能提升學生學習能力.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)積極運用角色扮演活動提升學生學習能力，從實際生活中查找與教學內(nèi)容有關(guān)的案例，通過信息技術(shù)展示案例中的對話視頻，要求學生通過小組合作的方式，通過模仿有關(guān)角色的對話語言和肢體動作，現(xiàn)場還原對話情境，力求學生在參與該類游戲中，能夠深入了解知識之間的聯(lián)系性，有效發(fā)展認知能力.

例如，講到蘇教版三年級上冊第一單元“兩、三位數(shù)乘一位數(shù)”時，這節(jié)需要學生學會整十、整百數(shù)乘一位數(shù)的口算方法，并能進行口算，學會運用所學計算方法解決生活問題，發(fā)展應(yīng)用意識.教師可以先從互聯(lián)網(wǎng)中查找文具店購物視頻，將與這節(jié)內(nèi)容有關(guān)的不同角色對話視頻挑選出來，利用信息技術(shù)將其展示到電子屏幕中，要求學生重點觀察顧客、導(dǎo)購員以及收銀員等角色，討論各類文具購買單價、數(shù)量及總價等對話內(nèi)容.此后，教師可以根據(jù)學號將全班學生分成多個小組，確定扮演角色，讓每個小組組員根據(jù)個人喜好，從中選擇一個角色，現(xiàn)場還原對話情境，讓學生通過口算的方式，運用整十、整百數(shù)乘一位數(shù)，說出相關(guān)物品總價.教師可以結(jié)合每個小組表現(xiàn)打分，并在該類游戲結(jié)束后，指出有關(guān)小組在口算中存在的問題，告訴學生如何將以往所學乘法計算法則與本節(jié)所學知識有機聯(lián)系起來，精準口算物品總價，力求有關(guān)小組在該類游戲中，能夠不斷提高認知能力和學習能力.

（三）借助手工制作游戲，增強思維認知

手工制作游戲?qū)儆谟螒蚧虒W范疇，能夠有效鍛煉學生動手能力、觀察能力和知識遷移能力.經(jīng)教學發(fā)現(xiàn)，該游戲符合認知發(fā)展理論實施需求，可以引導(dǎo)學生根據(jù)活動結(jié)果，建構(gòu)知識體系，能夠使學生在參與該類活動中，有效發(fā)展智力，提升認知水平.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)積極通過手工制作游戲強化學生的探究能力，根據(jù)教學內(nèi)容設(shè)計手工制作方案，要求學生按照方案提示，獨立完成相關(guān)制作任務(wù)，并引導(dǎo)學生運用所學知識探究其中蘊含的基礎(chǔ)知識，確保學生在參與該類游戲中，能夠有效提升思維認知水平.

例如，講到蘇教版六年級上冊第一單元“長方體和正方體”時，教師可以在知識點講解完畢后，圍繞鉛筆盒和魔方，設(shè)置手工制作方案，在方案中要求學生自主準備白紙、工具尺、剪刀、膠水等物品，并讓學生充分發(fā)揮個人想象力，在白紙上繪畫長方體和正方體的面、棱、頂點以及長、寬、高等，按照繪畫的點、線條等，動手完成鉛筆盒和魔方的制作任務(wù).此后，教師可以在方案中讓學生運用工具尺，測量制作好的鉛筆盒與魔方的長、寬、高，探究這兩類圖形的基本特征，分析二者之間的關(guān)系等.教師設(shè)計好方案后，可以將其展示到電子屏幕上，讓學生按照方案要求有序完成手工制作任務(wù).教師可以在學生制作手工期間，觀察每名學生的表現(xiàn)，了解學生的制作過程是否規(guī)范等，并在全體學生手工制作結(jié)束后，根據(jù)學生所用時間長短以及制作效果，先對整體情況良好的學生進行贊賞，指出其積極表現(xiàn)，然后對整體情況較差的學生進行教育引導(dǎo)，告訴學生在手工制作中的不足，分享其他游戲參與方法，使學生在后期參與該類游戲中，能夠切實發(fā)展探究能力.

（四）運用講課比賽活動，提高思維認知素養(yǎng)

講課比賽能夠為學生提供與他人進行思想交流的機會，可以引導(dǎo)學生主動參與到學習中來，打破學生以自我為中心的認知范疇，拓展學生思維.相比傳統(tǒng)教學方式而言，講課比賽能夠有效落實認知發(fā)展理論，全面發(fā)展學生各項能力.因此，教師基于認知發(fā)展理論實施小學數(shù)學游戲化教學時，應(yīng)積極借助講課比賽培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，根據(jù)教學內(nèi)容制作微課視頻，要求學生結(jié)合微課中的知識點，通過分隊協(xié)作的方式，探究相關(guān)知識含義，并按照每個分隊講課表現(xiàn)進行打分，力求學生在參與講課比賽中，通過與同學的互動交流，能夠掌握多種學習思路，不斷提升思想認知能力.

例如，講到蘇教版六年級下冊第一單元“扇形統(tǒng)計圖”時，教師在錄制微課時，應(yīng)重點講解扇形統(tǒng)計圖的特征和作用，闡述如何看懂并簡單分析扇形統(tǒng)計圖反映的情況等知識.錄制好微課后，教師可以利用現(xiàn)代化技術(shù)將其發(fā)送到學習群，并按照數(shù)學學習能力分隊，為每個分隊劃分學習能力不同的學生，要求每個分隊通過互動交流的方式，思考相關(guān)知識含義，并讓每個分隊從互聯(lián)網(wǎng)中查找與家庭用水量有關(guān)的生活案例，運用扇形統(tǒng)計圖表示出每天不同時段的用水情況.課堂上，教師可以讓每個分隊輪流講課，根據(jù)每個分隊內(nèi)容闡述準確度以及扇形統(tǒng)計圖制作效果進行打分，并在講課比賽結(jié)束后，夸贊分數(shù)高的分隊的講課優(yōu)點，指出分數(shù)低的分隊的講課缺陷，并結(jié)合學生講課表現(xiàn)，利用微課系統(tǒng)闡述這節(jié)課的知識，告訴學生分隊互動交流技巧，分享如何汲取同學的講課經(jīng)驗，探尋新型學習方法，確保學生在掌握這節(jié)知識的同時，有效增強各項能力.

結(jié) 語

綜上，基于認知發(fā)展理論的小學數(shù)學游戲化教學具有趣味性、實踐性和合作性的特征，能夠拉近學生與數(shù)學知識之間的距離，可以讓學生從自身生活實際出發(fā)，更好地認識數(shù)學知識，引導(dǎo)學生學會利用數(shù)學知識解決生活中遇到的問題.新課改背景下，教師應(yīng)基于認知發(fā)展理論，加大小學數(shù)學游戲化教學力度，從教學實際出發(fā)，深究游戲化教學要求，全面分析現(xiàn)存問題，并采取相應(yīng)解決策略，進一步強化學生的數(shù)學應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，有效促進學生全面發(fā)展.

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