基于学生高阶思维发展的小学数学游戏化创新课程开发与实践

莫建忠，何雪君

(杭州市萧山区万向小学，浙江杭州，311215)

在游戏的陪伴下成长的“90后”“00后”对游戏有一种特殊的情感。在这样一个大背景下，笔者开始思考，游戏除了娱乐还有什么功能，能否为教育所用？尤其是一些蕴含着数学知识、游戏规则、数学思想方法与游戏策略的数学游戏，这些数学游戏中的趣味、娱乐、激励、合作等多种元素，不仅可以给数学“冰冷的美丽”增添 “五彩的外衣”，还可以丰富数学教育，拓宽数学课程范畴。本课程组用游戏化思维和机制整合各种教学资源、教学内容和教学方法，建立一门基于学科素养发展、综合能力培养、创新应用等高阶思维提升的创新课程。课程的开发与实施，不仅能够综合学生分散在数学日常教学中的分析与思考、交流与表达、创新与实践等方面的知识与高阶能力，还能促使学生编创、学创游戏，解决生活中的疑惑和问题，适应未来社会的发展。

一、游戏化创新课程的建构

(一)课程内涵

1.游戏化学习

游戏化学习是指在学习游戏化观念的指导下，根据学习者的年龄、心理特征与教学策略，在教学设计过程中就培养目标的发展、评价手段，借鉴游戏，设计、选择适当的发展工具、评价方法、教学策略的一种学习方式。游戏的核心教育价值可以概括为游戏动机、游戏思维和游戏精神。

2.数学游戏

数学游戏是一种基于数学知识运用的大众化的智力娱乐游戏活动，它必须既是游戏又是数学问题，同时具备趣味性、娱乐性和知识性。

3.游戏化创新课程

游戏化创新课程是以数学游戏为基本活动的学习过程。有趣的、适合各年段单元活动教材内容的数学游戏，以课程目标为指引，目标指向明确、内容多样、实施方式灵活，能使学生在掌握国家课程规定的基础知识与技能的同时，收获经验，发展高阶思维。游戏化创新课程主要包括三个模块，分别是以数学游戏为教学根本的选修类课程、以教材为基本内容的游戏化设计必修课程、以学创中心为基地的创新实践选修课程。

(二)课程目标

作为校本数学的游戏化创新课程，其价值主要体现在游戏的数学性对促进学生素养的发展上。游戏的探究性能激发学生的创造力，游戏的趣味性能积淀学生良好的数学情感，游戏的交互性能促进学生的社会化，使蕴含于数学游戏教学中的核心素养具体化、策略化。为此，课程组确立了以下课程目标。

(1)通过游戏化课程，进一步掌握课程标准规定的数学基本知识、基本技能，并在游戏中收获数学思想方法，积累数学活动经验。

(2)形成用数学的思维方式和活动经验去观察、分析游戏中的现象的意识，能尝试发现游戏中的数学事实，探究游戏中的数学事实。

(3)激发学习数学的兴趣，在游戏中加大好奇心和提升创造力，体会游戏的数学教学价值，发展高阶思维能力。

(4)促进学生社会化的发展，在游戏中提高学生交往、合作的意识，提升耐挫的能力。

同时，针对不同学段和年龄的学生，研究团队又拟定了游戏教学学段目标，如表1所示。

表1 游戏教学学段目标

(三)游戏化课程体系构架

基于以上的课程目标与学段教学目标，笔者所在的团队根据教材内容游戏化设计、游戏教学、创建游戏学创中心等步骤，研发了结合数学学科特点的游戏化创新课程，主要分为选修课程和必修课程两大类，具体的结构如图1所示。

图1 游戏化创新课程体系基本框架

二、创新游戏化课程的实施

(一)基于教材内容视角设计游戏化课堂

如何设计、开发与教材教学内容相融合的课堂游戏是一个值得探讨的问题。在基于注重学科特点和教材学习内容差异的同时，笔者尝试利用项目化的游戏学习活动设计，运用游戏的机制与思维，把不是游戏的事情变得有趣，激发学生的学习兴趣，吸引学生的学习行为，促进学习发生，并开设基于教材内容的游戏化课堂。

1.从分学段学习的角度设计游戏化课堂

结构化的分学段学习是小学阶段的普遍现状，并非所有游戏化的学习对低、中、高年级的学生都是合适的。在低学段，孩子的游戏化设计中可以侧重角色扮演、操作体验的游戏化学习，比如设计猫捉老鼠的角色扮演，学生在地图中开展猫捉老鼠的游戏，体会平移和旋转在生活中的作用。在高学段孩子的游戏化设计中可以侧重规则习得、竞技比拼的游戏化学习，如用棋子做游戏的道具，“小小快递员”可在探索棋子移动的变化规律中体会数对的意义。

2.从内容分类的角度设计游戏化课堂

对知识的认识和分类是多种多样且不断发展的。无论如何划分，当前课堂中几类重要的学习内容大致包括陈述性知识、概念性知识、程序性知识及软技能。教师如果从内容分类的角度建构游戏化学习，就要考虑学习内容与游戏化学习原则和机制的对应性。教授概念性知识教师可将匹配、分类、沉浸感设计到游戏中。教授程序性知识教师可通过游戏模拟情境再现。教授软技能教师可在游戏化学习中设计尽可能多的互动、合作机会。

3.从项目式学习的角度设计游戏化课堂

游戏源于生活的娱乐方式，而游戏化学习也要立足于生活中的一类学习方式。教师可设计各类进阶任务并融入校园活动中，形成项目设计。比如，30秒碰撞、拼图达人、开锁达人和过目不忘等项目游戏，能引导学生快乐而又机智地完成学习任务。

(二)基于“情景体验”视角开发游戏化学创中心

游戏化学习倡导“玩中学、做中乐”，强调体验和持续体验、挑战和持续挑战。基于这样的理解，研究团队建设了基于“情景和体验”的游戏学创中心。数学游戏学创中心将以学生为中心，以学习体验为目的，支持探究与创造力培养。

1.基于游戏概况阅读探究的自主提炼

任何一门学科的学习都离不开阅读。阅读可以帮助儿童拓宽知识面、增长见识。课程组收集了各类游戏书籍供学生阅读。学生可以在游戏学创中心里博览各种有关游戏介绍、游戏化设计的书籍，了解游戏的分类和发展变迁，知晓游戏的一些设计元素，渐渐学会设计各类游戏。

2.基于游戏学材操作探究的自我编创

游戏的各种学具、学材常常是最能吸引儿童的，也是最能激发他们的学习兴趣和探究欲望的。课程组收集了各类游戏学具，如魔方、孔明锁、七巧板、磁力片等。学创中心配备了磁力墙、乐高墙等设施，低学段学生可以用七巧板拼组人物的108种神态，用乐高拼组各种平面立体等。同时，学创中心还组织中学段学生设计各类魔方造型，编创各种魔方代码与玩法，运用各类学材创编各种趣拼游戏，比如，用磁力片趣拼四连方、长方体、正方体的各种展开图等。

3.基于信息发展智能探究的自创设计

在人工智能高速发展的今天，信息素养、创新意识和创新能力、数字化处理习惯已经是未来学习的必备特征之一。学创中心根据实际需要配备了各种智能化设备，如纳米黑板、3D打印设备、机器人创作等。具有一定能力的高学段学生可以学习各类智能科技游戏，如层叠拼图、解绳子等，掌握游戏规则与游戏技巧之后进行创意编程、智能设计、机器人创作，并尝试将学过的各类游戏设计生成各类APP软件等。

(三)基于教育价值视角建构游戏化课程

基于对游戏教学价值的认同和课程开发的视角，两年来，研究团队将游戏化课堂、游戏教学以及学创体验引入各年级的必修和选修课程中，目前已经形成了大量的数学教育游戏，并对游戏课程进行了进一步的开发与实施，推进了游戏在数学学科中的应用。

1.完善教育游戏素材，合理规划教学内容

基于课程目标的理解，研究团队通过调查分析与课程实践，了解了各个年级在学习相应的游戏时需要掌握的数学知识、准备的游戏学具以及学生学习的难点归纳，逐步规划和完善了合理的数学游戏教学体系。两年来，研究团队开发和实施的数学游戏内容如表2所示。

表2 数学游戏内容与设计

2.挖掘游戏的教育价值，探索游戏教学模式

为挖掘游戏中的教育价值，发展学生的素养，笔者立足游戏课堂实践，有机融合教学本质；立足教师游戏创新，有效容纳思想方法；立足教学范式探索，着力形成游戏教学路径设计。游戏要有规则、有意思，需要积累活动经验，在经验的基础上得出操作方法，感悟规律，发展创新意识。基于这样的理解，笔者经过实践经验总结认为一般化的游戏教学可以尝试进行如下的模式实践。

图2 一般化的游戏教学模式实践

3.明确学段课时总量，实施多元互动教学

创新游戏课程编入了学生课表，每个学段根据学生不同年龄阶段的心理特征、思维能力水平的差异，安排不同的课时量。低、中、高学段每个学期分别安排8、9、10个课时。此外，游戏教学采用教师走班式和学生走班式两种方式开展。学生如果对某一板块的游戏感兴趣，可以在网上申报该游戏拓展课程，学校集中安排时间和特定教师教学，这种方式就是学生走班式。如果教师对某一个游戏有特别深入的研究，而游戏内容又适合普遍的学生，那么课程组会安排该教师到每个班都教学一次，这种方式就是教师走班式。

三、游戏化创新课程的评价

在游戏化创新课程的评价方面，我们以学生纵向发生行为为基础，以学生横向发展目标为纽带，制订了以下三种评价方式。

1.基于过程参与的量化性评价

量化性评价通过设计观察量表，参照游戏课程目标以及素养培养等方式，对学生个体的课堂行为和行为结果予以评价。

表3 游戏化创新课程观察量表

2.立于经验积累的分享性评价

经验分享性评价主要关注游戏教学后学生方法和经验的收获情况，鼓励学生编写简单程序语言、编写游戏教程与攻略等方式展示学习成果。比如，在“金字塔游戏”中，教师就要鼓励学生用思维导图画出游戏策略，呈现多卡与前一卡游戏的关系。再比如，教师要鼓励学生用画一画的方法编出魔方教程并在宣传栏中展出。

3.着眼于能力提升的PK赛评价

游戏化创新课程中关于技能习得的部分，一般通过PK擂台赛、魔数争霸赛等方式进行评价和激励。每学年教师可以结合学校“五节”中的数学节，在每个年级中开展技能性和技巧性的游戏课程展示赛。比如，二年级开展“速叠杯”“巧算24点”，三年级开展“趣拼磁力片”，四年级开展“金字塔”“魔方”等PK赛。

游戏化创新课程为学生数学思维的发展提供了丰富的可能性，培养了学生的多元素养。它既是对数学规定课程的一种补充，又是尊重学生认知世界的规律的方式。在实践的过程中，我们欣喜地发现游戏教学有着光明的前景。这种方式不仅可以激发学生的学习动机，让学生在游戏的过程中学到各方面的知识，更为重要的是，数学游戏在提高解决问题能力、协作学习能力、反思能力、建模能力以及创新能力方面对学生都有着积极的作用。