基于學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)研究
——以北師大版數(shù)學(xué)四年級下冊“密鋪”一課的教學(xué)為例

廣東省深圳市福田區(qū)東海實(shí)驗(yàn)小學(xué) 楊煥林

學(xué)習(xí)科學(xué)是研究人如何學(xué)習(xí)的跨學(xué)科理論，是對學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律、學(xué)科特點(diǎn)和本質(zhì)、教學(xué)規(guī)律等重要方面的認(rèn)知、研究和探索。游戲化教學(xué)的核心追求是“趣教深學(xué)”，讓學(xué)生以喜歡的形式開展學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)走向深度學(xué)習(xí)?；趯W(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化學(xué)習(xí)，以創(chuàng)新的方式將豐富的核心知識傳遞給學(xué)生，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更科學(xué)、更快樂、更有效。

東海實(shí)驗(yàn)小學(xué)自2016年起開始研究游戲化教學(xué)，通過長期大量的實(shí)踐，積累了不少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。如在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生探究來自真實(shí)生活情境中的真實(shí)問題，并用數(shù)學(xué)的思維將真實(shí)問題提煉為數(shù)學(xué)問題，再根據(jù)游戲化教學(xué)原理將這些學(xué)習(xí)問題以游戲的方式呈現(xiàn)出來，用學(xué)生喜歡的游戲機(jī)制、游戲元素設(shè)計(jì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程，吸引學(xué)生進(jìn)入積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，幫助學(xué)生獲取最佳學(xué)習(xí)力、最強(qiáng)專注力。

小小改變，大大變化，游戲設(shè)計(jì)來自真實(shí)生活情境中的問題，用數(shù)學(xué)的思維將真實(shí)問題提煉為數(shù)學(xué)問題，再將這些學(xué)習(xí)問題以游戲的形式呈現(xiàn)出來，用學(xué)生喜歡的游戲元素包裝整個(gè)學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的過程更有趣、更好玩，在參與游戲過程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，最大限度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。

2019年，在中國教育技術(shù)協(xié)會教育游戲?qū)I(yè)委員會深圳福田“數(shù)學(xué)游戲化學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)區(qū)的成立典禮上，筆者聆聽了東海實(shí)驗(yàn)小學(xué)譚春蘭老師執(zhí)教的北師大版數(shù)學(xué)四年級下冊“密鋪”的一課，深受啟發(fā)。

在我們的日常教學(xué)中，在每一節(jié)數(shù)學(xué)課堂上，學(xué)生想要的其實(shí)很簡單，那就是快樂，追求快樂幸福是每一個(gè)人的本能。但在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，教學(xué)任務(wù)繁重、教學(xué)評價(jià)單一，一線教師很難突破種種束縛而對教學(xué)方式變革做出大膽嘗試，因此，學(xué)生看似簡單的愿望在實(shí)際教學(xué)中卻往往很難實(shí)現(xiàn)。基于學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)倡導(dǎo)將教育游戲引進(jìn)課堂，提出了“玩中學(xué)，學(xué)中玩”的理念。

如何進(jìn)行學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，科學(xué)地把“玩”與“學(xué)”融為一體，將“游戲”置于課程之中并輔助教學(xué)呢？筆者在譚老師的教學(xué)過程中似乎可以找到答案。下面，筆者就以北師大版數(shù)學(xué)第八冊“數(shù)學(xué)好玩”板塊的“密鋪”這節(jié)課為例，談一談基于學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)策略。

一、借助游戲機(jī)制，將學(xué)習(xí)目標(biāo)藏起來

杜威在《民主主義與教育》一書中指出，當(dāng)兒童意識到他在受教育時(shí)，教育的效果并不理想。那么，教師如何在日常教學(xué)中，讓教育目標(biāo)不完全顯性，達(dá)到“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”的效果呢？玩起來！將顯性的學(xué)習(xí)目標(biāo)隱藏在游戲目標(biāo)中，讓學(xué)生玩著玩著就學(xué)會了。以“密鋪”一課為例，上課伊始，師生們就玩起了兩個(gè)游戲。

（一）雙人對戰(zhàn)游戲

游戲目標(biāo)：找出所有的直角三角形

學(xué)習(xí)目標(biāo)：復(fù)習(xí)三角形分類的相關(guān)知識，為接下來學(xué)習(xí)密鋪?zhàn)龊弥R儲備

學(xué)生在進(jìn)入學(xué)校之前并非一張白紙，他們是帶著日常經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)走進(jìn)教室的，這些被稱為“前概念”。有效的教學(xué)應(yīng)明察，并導(dǎo)出學(xué)生的前概念。在本節(jié)課中，教師通過雙人對戰(zhàn)游戲（見圖1），以有趣的形式為學(xué)生前概念的導(dǎo)出創(chuàng)造條件。顧名思義，雙人游戲，就是兩個(gè)人一起玩的小游戲，在游戲的發(fā)展歷程中，雙人游戲是典型的游戲模式，如魂斗羅、超級瑪麗等都是風(fēng)靡全球的雙人游戲，這樣的游戲小而精，不會占用太多的課堂時(shí)間，玩起來也很刺激。

圖1 雙人對戰(zhàn)游戲界面

將學(xué)習(xí)目標(biāo)隱藏在游戲中以后，玩這個(gè)游戲必須具備數(shù)學(xué)知識，學(xué)生只有掌握了三角形分類、三角形內(nèi)角和等一系列知識，才有可能闖關(guān)成功。為了順利通過游戲，贏得勝利，學(xué)生強(qiáng)烈的求勝欲被激發(fā)，他們絞盡腦汁去回顧所學(xué)的知識，教師也在學(xué)生的游戲中順利達(dá)成了復(fù)習(xí)鞏固舊知、喚起學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。

（二）多人對戰(zhàn)游戲

游戲目標(biāo)：把圖形送回家

學(xué)習(xí)目標(biāo)：復(fù)習(xí)四邊形分類的相關(guān)知識

多人對戰(zhàn)游戲（見圖2）擴(kuò)大了游戲玩家的范圍，使更多的學(xué)生參與其中，每個(gè)學(xué)生都期盼成為下一個(gè)挑戰(zhàn)者，所以，他們會全神貫注地關(guān)注當(dāng)下玩家的狀態(tài)，預(yù)計(jì)取得勝利的可能性。和雙人對戰(zhàn)游戲類似，兩個(gè)游戲都將學(xué)習(xí)目標(biāo)隱藏在游戲活動中，讓學(xué)生在輕松愉悅的體驗(yàn)過程中、獲取知識，并以“勝利”狀態(tài)獲得自我滿足感。

圖2 多人對戰(zhàn)游戲界面

兩個(gè)游戲都使用了計(jì)時(shí)、計(jì)分、對抗的游戲元素，讓復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)變得更有趣，強(qiáng)化了學(xué)生對圖形知識特征的理解和記憶，同時(shí)，游戲過程學(xué)生手舞足蹈、眼腦并用，從“身入”到“深入”，獲得了極好的復(fù)習(xí)效果。從學(xué)習(xí)科學(xué)的角度，人的大腦接收信息有語言和圖像雙重通道，多感官刺激有利于學(xué)生調(diào)動雙重信息通道，幫助學(xué)生獲取最佳學(xué)習(xí)力、最強(qiáng)專注力，使知識內(nèi)化更迅速，同時(shí)，游戲又充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、培養(yǎng)問題意識，在游戲中深入探究

新課標(biāo)提出，要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，在這四種能力中，最重要的是學(xué)生提出問題的能力，愛因斯坦就曾經(jīng)指出，提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。學(xué)始于疑，必定是學(xué)生在面對最想知道和了解的問題時(shí)，才能自發(fā)地產(chǎn)生一種探究的欲望，最終讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有所發(fā)現(xiàn)和有所收獲。那么，在日常教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力呢？筆者認(rèn)為可以用游戲思維設(shè)計(jì)探究環(huán)節(jié)，讓探究活動本身成為高層次、高思維含量的游戲。

以“密鋪”一課為例，在三個(gè)關(guān)鍵教學(xué)節(jié)點(diǎn)，教師可以以“猜”“找”“思”三個(gè)關(guān)鍵活動，將整節(jié)課的探究活動關(guān)聯(lián)在一起。

（一）猜：讀課題，看到“密鋪”，你會想到什么關(guān)鍵詞

遇到一個(gè)新的概念，我們要如何開始探索之旅呢？——學(xué)會像數(shù)學(xué)家一樣去思考！四年級學(xué)生具備概念學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生將這些經(jīng)驗(yàn)遷移到本節(jié)課中，“什么是密鋪？”“什么圖形能密鋪？”“密鋪有哪些應(yīng)用？”等，學(xué)生們的一個(gè)個(gè)問題，既揭示了本節(jié)課主要探究的核心問題，也培養(yǎng)了他們“提出問題”的意識。

（二）找：看圖片，找到生活現(xiàn)象中的數(shù)學(xué)問題

“密鋪”圖形是生活中大量存在的現(xiàn)象，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過欣賞生活中的“密鋪”圖形，發(fā)掘其中隱藏的數(shù)學(xué)問題，借機(jī)進(jìn)行“密鋪”教學(xué)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)到“數(shù)學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活”。同時(shí)，借助“密鋪圖形中隱藏了哪些圖形？”這樣的問題，在培養(yǎng)學(xué)生觀察力的同時(shí)，又將探究活動引向“哪些基本數(shù)學(xué)圖形能密鋪？”這一話題，并在話題探討中順勢明晰長方形、正方形、六邊形圖形能“密鋪”，為后續(xù)研究埋下了伏筆。

（三）思：自主探索圖形“密鋪”的奧秘

在有難度、有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)面前，如何讓學(xué)生感到自己是活動的主體，能夠獨(dú)立學(xué)習(xí)和操作，進(jìn)而積極主動地開展學(xué)習(xí)活動？在靠近學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的地方設(shè)置合理的探究問題，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考、不斷地跳一跳去摘桃子，并在這個(gè)過程中積累更多積極的心理體驗(yàn)，感受解決問題的樂趣?！皥D形密鋪有什么奧秘呢？”學(xué)生給出了大膽的猜想，但探究過后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的猜想和實(shí)際的研究成果不相吻合，這時(shí)，認(rèn)知沖突達(dá)到了極值，新的問題產(chǎn)生了：“為什么不是所有的圖形都能密鋪？”“圖形密鋪的奧秘到底是什么？”……當(dāng)學(xué)生在參與體驗(yàn)的過程中產(chǎn)生疑問，他探究的欲望就會更加強(qiáng)烈。從課題開始，學(xué)生經(jīng)歷設(shè)疑、猜想過程，既生動有趣，又培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑、猜想的精神和發(fā)現(xiàn)、分析問題的能力。

三、線上和線下游戲活動相結(jié)合，增強(qiáng)體驗(yàn)感

學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)，基于線上與線下的游戲結(jié)合。一節(jié)課，僅有線上的游戲顯然不夠，尤其是在當(dāng)前教育背景下，每間教室都只有一臺可操作設(shè)備，玩游戲時(shí)，絕大多數(shù)學(xué)生都只是看客，這顯然是不符合游戲設(shè)計(jì)原理的。玩游戲，要的就是參與感，因此，本節(jié)課在學(xué)生經(jīng)歷設(shè)疑、猜想后，教師可以給予學(xué)生充分的時(shí)間，讓學(xué)生借助學(xué)具，動手拼一拼、擺一擺，驗(yàn)證自己的猜想。這樣的自主操作可以增強(qiáng)體驗(yàn)感、過程性，讓學(xué)生對“密鋪”圖形概念的理解更加清晰。

而在展示、分享、交流環(huán)節(jié)，教師需要借助設(shè)備讓學(xué)生的思維被看見，巧妙使用信息技術(shù)，讓圖形“密鋪”與不能“密鋪”的驗(yàn)證操作過程變得更加直觀，在屏幕上讓小小的學(xué)具變成大大的教具，將需要展示的圖形變得“看得見、摸得著”，把抽象事物具體化，使圖形的呈現(xiàn)更為精準(zhǔn)。

基于學(xué)習(xí)科學(xué)的游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)，既要科學(xué)均衡信息技術(shù)與實(shí)踐操作的時(shí)間分配，又要提高學(xué)生課堂游戲的參與度。同時(shí)，減少信息技術(shù)與實(shí)踐操作的沖突和重疊，更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的科學(xué)性，讓學(xué)生在課堂中學(xué)得更加輕松。

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容對游戲化設(shè)計(jì)與信息技術(shù)進(jìn)行了合理的運(yùn)用，使課堂樂趣橫生，學(xué)生注意力集中、積極性高。游戲化學(xué)習(xí)既給學(xué)生帶來了快樂，又能幫助學(xué)生有效掌握所學(xué)知識。