数学游戏化学习：内涵与教学策略

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　　摘要：在小学数学学习过程中引入游戏化的理念，将数学知识的抽象性和游戏的趣味性有机融合，变“学数学”为“玩数学”，能充分调动学生的学习兴趣和潜能，有效化解小学生思维直观性和数学知识抽象性之间的矛盾。针对数学游戏化学习中存在的问题，教师在教学中，要有机地融入游戏元素、设计游戏活动、创设游戏情境，使数学学习变得有趣味、有意义、有创意。
　　关键词：游戏化 数学学习 游戏元素 游戏活动 游戏情境
　　著名教育心理学家布鲁纳说过：“最好的学习动力莫过于学生对所学知识的内在兴趣，而最能激发学生这种内在兴趣的莫过于游戏。”在小学数学学习过程中引入游戏化的理念，将数学知识的抽象性和游戏的趣味性有机融合，变“学数学”为“玩数学”，能充分调动学生的学习兴趣和潜能，变被动学习为主动学习;能有效化解小学生思维直观性和数学知识抽象性之间的矛盾，使数学学习变得更有趣、更好玩。
　　一、数学游戏化学习的内涵
　　（一）游戏化学习
　　游戏化学习是指，在教学情境中，聚焦学科关键经验、概念和能力，通过设计有游戏元素的学习活动，激发学生积极的认知情感，从而驱动学生主动思考和探究问题。游戏化学习的本质是“玩中学”，即顺应儿童爱玩的天性，将枯燥的、呆板的学习过程变得有趣、好玩，让儿童在“玩”中体会学习带来的自由、快乐、想象和创造。
　　游戏化学习和游戏学习是易混淆的两个概念，两者既有联系又有区别。游戏化学习是将游戏元素有机融入知识习得过程中的一种探索活动，游戏学习是对某个游戏项目规则、方法的学习。两者的目的和内容不同：前者以探索学科知识为目的，以游戏为达成目标的方式和手段，不需要严格遵循游戏活动的程序;后者以某个游戏项目的学习为目的，指向游戏规则、方法的掌握。游戏化学习要以游戏学习获得的活动经验和情感体验为基础，将游戏元素有机地渗透或迁移至学科知识的探究过程，使学习变得有趣、好玩。
　　（二）數学游戏化学习
　　数学游戏化学习是根据数学学科知识特点和教学目的，通过有机地融入游戏元素，设计游戏活动，营造游戏氛围和情境，使学生获得愉悦的情感体验，从而主动地投入到数学知识的探究过程的一种学习方式。数学游戏化学习具有丰富的内涵，主要表现为：
　　它是指向数学知识理解和数学智慧发展的学习活动。数学游戏化学习旨在通过游戏活动的开发和设计来增强学生的学习内驱力，进而促进他们主动地探索数学知识的本质和知识间内在的逻辑关系，从而获得对数学知识的深刻理解，提高解决数学问题的能力。
　　它是有趣、好玩的体验性学习活动。数学游戏化学习着力改变学生枯燥、单调的数学知识学习现状，关注学生参与数学活动时积极的情感体验，通过设计有趣、好玩的学习活动，引导学生在“玩”中思考、在“玩”中合作，在“玩”中对话。
　　它是有利于培育创新思维的学习活动。美国心理学家西克森·特米赫利研究发现，人在游戏时能爆发出惊人的创造力。在游戏化学习中，学生能获得愉快而自由的探索体验，能在开放的游戏空间中大胆地想象，并与同伴积极地交流，从而产生新颖独特的、富有创见的想法。
　　二、小学数学游戏化学习的现状
　　目前，很多教师已经认识到“游戏”对于小学生数学学习的积极意义，但由于找不到“数学”与“游戏”的契合点，不能正确处理好游戏和数学学习之间的关系。主要表现如下：
　　（一）“数学课”和“游戏课”混淆，操作简单化
　　数学游戏化学习是用游戏的方式学习数学知识。数学知识的理解、数学思维的发展是目的，游戏是实现这一目的的手段。然而，在实际教学中，将两者混淆的现象比比皆是。
　　例如，教学“认识大额人民币”时，有教师直接把“大富豪”游戏简单地移植到课堂中，游戏规则和内容不变，唯一不同的是“购买别墅”所使用的人民币数量。不可否认，该游戏激发了学生数学学习的兴趣，也考虑了数学学习的内容，但是，原游戏中的很多元素成为学生数学知识学习的干扰，分散了他们的注意力。像这样，把经典游戏简单套用到数学教学中，不进行数学化加工和改造，会使“数学课”沦为“游戏课”。
　　（二）“游戏”与“游戏化”等同，理解标签化
　　上文说过，数学游戏化学习不需要严格按照游戏活动的程序操作，而是在学生学习数学时灵活、适时地添加游戏的元素。因此，其外在表现形式不是刻板、单一的，而是变化、灵活的。然而，很多教师将“闯关游戏”“扑克牌游戏”等“以游戏命名的活动”视为数学游戏化学习的必要条件。显然，把“游戏”一词作为游戏化学习的标签，是数学游戏化教学推进的一大障碍。
　　（三）“玩”和“思”主次不分，思维“浅表化”
　　数学游戏化学习把“玩”“思”“学”合一，以游戏推动思考，以思考促进学习。抽象能力、推理能力等数学思维能力是实现和推进游戏化学习的“灵魂”。然而，弱化数学思考或忽视学生思维能力的培养，是当下数学游戏化教学中存在的一个重要问题。
　　例如，教学“认识大额人民币”时引入的“大富豪”游戏，以“用人民币购物”为主线贯穿，从始至终都是同样的购物标准，没有思维“爬坡”的设计。由于缺乏思维上的挑战而使学生失去了思维提升的空间，失去了游戏化学习的意义。
　　三、数学游戏化学习的教学策略
　　（一）融入游戏元素，让数学学习有趣味
　　把握游戏精神，将游戏元素巧妙融入数学学习过程，是实施数学游戏化学习的关键。教师要根据数学内容和教学目的，合理利用时间、规则、反馈、竞争等游戏元素，营造游戏氛围，调控学生的学习情绪，让学生自觉、主动地探索数学知识，解决数学问题。
　　1.利用“时间”调节紧张度，激活思维。
　　“时间”是游戏化学习中最基本、最常见的元素。合理控制时间，能够调节学习状态和控制学习节奏，使学生保持适度的紧张感，激活学生思维。比如，在计算课中，可以进行限时计算或“比比谁做得又对又快”等竞赛类游戏，使枯燥的练习变得具有挑战性、富有乐趣。当然，要根据知识的难易程度和学生的掌握情况确定时长，才能充分发挥“时间”在学习活动中的价值。 　　2.利用“规则”把控难易度，维持兴趣。
　　一切游戏都是有规则的。数学游戏化学习中规则的设置需要具备两个条件：一是“数学化”，即规则和数学学习内容相吻合，使规则成为学生发展数学思维，构建意义，形成方法和探索规律的线索和路径;二是“可变性”，即可以通过改变规则来调节解决数学问题的难易程度，使数学问题具有一定的挑战性。教学时，教师可以就同一内容设置不同层次的规则，改变或增加、减少限制条件，以此为“诱饵”，促使学生就某个数学问题主动地进行深入探究或多角度的思考。
　　例如，为巩固“3的倍数特征”知识，设计练习时，可以出示7、3、4、5四张卡片，给出如下游戏规则：（1）选2张卡片组成两位数，是3的倍数;（2）选3张卡片组成三位数，是3的倍数;（3）选3张卡片组成三位数，既是3的倍数，又是5的倍数。从“两位数”到“三位数”，从“是3的倍数”到“既是3的倍数，又是5的倍數”，问题的综合性不断增强，对学生思维的挑战也在逐级提高，从而维持学生的兴趣和思考的积极性。
　　3.利用“反馈”保持成功感，深化思考。
　　及时的反馈能让学生了解与学习目标之间的差距，并通过自我反省调整思维角度、学习方法，寻找解决问题的办法。同理，游戏化学习中的反馈也必不可少。教学中，教师要运用语言、声音、奖品等刺激，对学生的数学学习情况进行及时、正确的信息反馈，使学生获得激励，触发进一步思考，从而保持追求成功的动力。
　　游戏化学习中的反馈具有激励性、暗示性的特点。特别是在学生挑战难度较大的问题时，除了给予“加星”“掌声”等鼓励性的反馈外，更要提供“还差一点就成功了”“试着换个角度思考”等启发性的信息反馈，促进学生反思和修正学习行为。
　　（二）设计游戏活动，让数学学习有意义
　　精心设计游戏活动，引导学生在游戏中积累数学经验，引发数学思考并获得数学理解是游戏化学习的重要内容。教师要精心设计与数学内容相契合的游戏，选择合适时机开展活动，使学生的学习更主动、体验更充分、理解更深刻、结构更合理。
　　1.在“引入处”游戏，使学习更主动。
　　小学生对结果“不确定”的事件充满好奇。因此，游戏就成为数学课导入环节的常见活动形式。如常见的通过“猜谜”游戏引出新知识。
　　好的游戏导入能有效吸引学生的注意力，让学生迅速进入积极思维的状态。例如，教学“周期问题”时，可以设计“猜图形”游戏：观察逐一摆出的“□”和“○”，连续猜想“接下来会摆什么图形”，逐步发现并验证规律。此时，学生能快速地集中注意力，开展观察、判断、归纳、推理、猜想等数学活动，自觉、主动地进行数学学习。
　　2.在“关键处”游戏，使体验更充分。
　　促进数学理解是数学游戏化学习的根本目的，也是衡量游戏化学习有效性的重要标准。根据低年级学生的年龄特点和理解水平，教师可以借助游戏，让学生获得活动体验，构建对概念本质和特征的理解。
　　例如，认识线段时，可以以“毛线”为载体，设计“毛线大变身”的系列游戏活动：（1）“毛线”变线段，即把毛线由“弯”变“直”;（2）“线段”大变位，即变换和调整毛线（线段）位置，并判断是否为“线段”;（3）“线段”变长短，即根据指令将手中的“线段”变长或变短。
　　这3个层层推进的小游戏，引领学生逐步加深对线段特征的认识：第一个小游戏帮助学生建立起线段“直的”“有两个端点”的本初认识;第二个小游戏通过变式排除非本质的干扰，加深学生对线段特征的认识;第三个小游戏则借助毛线长短的变化，让学生体会线段的长度是“有限”的。
　　3.在“疑惑处”游戏，使理解更深刻。
　　受由已有经验形成的“概念意象”的影响，学生在学习新概念时容易出现概念混淆，导致对概念本质的错误理解。教学中，教师要关注学生的“混淆点”，从“疑惑处”入手，借助游戏、实验等活动，帮助学生“澄清”概念。
　　例如，学习体积概念时，学生会将质量和体积这两个概念“正比捆绑”，误认为重的物体体积就大，反之则小。为了帮助学生厘清概念，一位教师在学生初步学习了体积概念后，设置了“蒙眼猜猜猜”的游戏活动：一个学生蒙着眼睛，两手平举，各拎着2个不同轻重的物体（重的物体体积小，轻的物体体积大），并根据感觉猜出哪个物体的体积大。
　　参与游戏的学生给出了“不确定”的回答，理由是“物体体积的大小和质量没有必然的关系”。可见，学生在游戏中对这两个概念进行了深入思考，正确地区分了这两个概念，获得了深刻的学习体验。
　　4.在“关联处”游戏，使结构更合理。
　　布鲁纳认为，学习的本质在于主动形成认知结构。因此，学习可以理解为新旧知识相互作用，使得原有认知结构“重组”或“精致化”，逐步趋于完善的过程。数学学习中，教师要善于借助游戏等学习活动，帮助学生将抽象的数学知识系统化，进而形成较为合理、稳定的认知结构。
　　例如，为了使学生对“长方形的边和角”形成系统、完整的认识，认识到“对边相等”和“4个直角”是组成长方形的充要条件，两者缺一不可，可以在学生认识了长方形的特征后，结合摸图形活动进行“你说我猜”的游戏：（1）教师出示图形名称，一个学生说图形边、角特征，另一个学生猜图形名称。（2）一个学生蒙着眼睛，从装有长方形、正方形、平行四边形等的口袋中摸出一个图形，说出该图形的边、角特征，另一个学生猜图形名称。
　　在游戏中，无论是“猜中”还是“没猜中”，都能引发学生的数学思考，从而对长方形或正方形“单要素”的认识走向“双要素”的全面把握，使得认知结构不断趋于稳定。
　　（三）创设游戏情境，让数学学习有创意
　　基于数学内容创设游戏情境，不仅能营造氛围、渲染意境，增强学生在游戏中的“代入感”，还能打开学生的想象空间，创生“新概念”，形成新方法和新思路。
　　1.打造“拟真”情境，以强“代入感”创生意义。 　　很多的游戏化学习情境有一定的故事框架，可以模拟或还原生活实际，或是人为构建出一系列超越现实的虚拟场景或故事。这些“拟真”的故事情境能增强学生的“代入感”，激励他们思考并探索解决问题的策略。数学教学中，合理创设“拟真”的故事情境，能使抽象的数学问题变得生动、直观，从而有助于学生创生数学概念意义。
　　例如，学习“点到直线的距离”后，完成“从平行四边形的一个顶点向对边作垂线段”的相关练习时，考虑到学生首次接触图形概念“顶点的对边”，理解比较困难，教师创设了“过马路”的游戏情境：视平行四边形的4条边为4条交错的马路，要求学生想象自己处于一个顶点的位置，如何过马路路线最短？引导学生先找到对面的马路，再根据“点到直线的垂直线段最短”找到最短路线。
　　在这个情境中，“顶点”不再是固定、静态的点，而是自由、可移动的“我”，有利于学生灵活调整视角，找出2条对边。另外，将“对边”看作“对面的马路”，能充分调用学生已有的生活经验解决问题。事实表明，通过“拟真”故事情境的设置，学生轻松理解了抽象的数学概念，很快就画出了2条垂线段。
　　2.創设“开放”情境，以高“自由度”创新想法。
　　康德认为，自由是游戏的灵魂所在。开放的游戏情境能给予学生自由思考的空间，从而突破思维的限制，创造性地解决问题。教学中，教师要基于教学内容，创设“开放”的游戏情境，以引发学生的数学创造。
　　例如，教学“用方向和距离确定位置”时，可以创设海盗船扰乱海上秩序的场景，设计用大炮击沉海盗船的情境。首先，随着模拟炮击声，出示航海示意图，将“大炮”和“海盗船”压缩为点;接着，出示游戏规则，组织学生“射击海盗船”，即根据学生描述的海盗船的位置对海盗船进行射击。学生在开放的、富有挑战性的游戏情境中，思维活跃且发散，不仅能想到从方向和距离这两个维度确定位置，并借助角度将方位精确化，还能对方位进行多样化的描述。
　　3.设置“探秘”情境，以大“构想”探寻事实。
　　苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是发现者、研究者、探索者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。”创设“探秘”情境能有效地激发儿童与生俱来的好奇心和探究欲，使他们获得创造性思考的灵感和动力。
　　例如，教学“观察物体”时，为了培养学生的空间想象力，帮助学生顺利完成平面三视图和立体图形之间的转换，教师创设了“探秘立体图”的游戏情境：先用深色的布罩住立体图形，营造神秘的氛围;再让学生经历“探秘”之旅，根据先后呈现的视图，依次想象出实际的样子，并用小正方体拼搭;最后由学生亲自“揭秘”立体图，一方面检验学生的思考结果，另一方面满足学生的想要获得成功的诉求。活动中，学生沉浸在“探秘”的乐趣中，主动地根据已有的认知，大胆地构想和尝试，创造性地完成了立体图的拼搭。
　　参考文献：
　　[1] 〔美〕卡尔·M.卡普.游戏，让学习成瘾[M].陈阵，译.北京：机械工业出版社，2015.
　　[2] 学习基础素养项目组.素养何以在课堂中生长[M].上海：华东师范大学出版社，2017.
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