小学数学游戏化课程的开发与实践

罗柳萍

加拿大学者巴格利曾经分析了美国新媒体联盟2004—2012年间发布的一年一度的《地平线报告》，他发现：这些报告中先后提出了37项新技术，只有7项被后续的4份地平线报告所证实，其中基于游戏的学习和移动学习名列前二。上海市在2014年颁布的《上海基础教育信息化趋势蓝皮书》，预测游戏化学习（教育游戏）将在未来几年得到普及性应用。美国、欧盟的一些发达国家和中国纷纷投入巨资开展脑科学研究，并在Nature、Science等国际著名期刊中发表文章探讨游戏化学习与脑认知能力的关系。事实证明，游戏化学习将成为一种新的教育手段，与移动学习、VR、AR、STEM学习、编程学习等有机结合，成为未来教育的发展趋势。

为了了解学生对数学学习的兴趣和对数学游戏的喜欢程度，笔者曾经对学生进行广泛的问卷调查，结果表明：97.1%的学生喜欢数学游戏比赛，97.87%的学生希望老师能够用游戏的方式上数学课。而在我校12名数学教师中，11名教师的教龄在5年以下，教学经验不足显而易见，用游戏的方式执教数学课对他们来说似乎有些苛刻。基于我校小学数学教与学的现状和学生的学习需求，笔者在两年前开始带领小学数学学科组集中力量开发小学数学游戏化课程，并以专题教研的方式培训教师，以课程开发的成果服务于学生的游戏化学习，营造出浓郁的数学游戏化课程文化氛围，一定程度上发展了学生的数学思维能力等学科素养。

一、数学游戏化课程的本质及数学课程中游戏设计的基本原则

数学游戏就是将数学问题蕴含在游戏当中，让做游戏的人从中获得丰富的数学活动经验，潜移默化地掌握数学知识、数学思想和思维方法。数学游戏是数学知识与游戏形式的完美结合，是培养学生数学素养的有效途径。众所周知，游戏应包含四个要素：明确的游戏规则，适度的游戏障碍，真切的游戏体验，激烈的游戏竞争。而数学课程中的游戏设计，必须明确两个核心要素：一是数学性，二是游戏化。缺乏数学性，数学游戏将失去其核心目标;缺乏游戏趣味，课程将失去激发学生兴趣、保持学生学习专注力的意义。因此，笔者为小学数学游戏化课程的开发提出了“规则的简明性”“难度的适宜性”“挑战的层次性”和“能力发展的多元性”四条基本原则。

（一）规则的简明性

游戏活动需要明确的游戏规则。数学游戏化课程中的数学游戏活动，不仅应有明确的游戏规则，而且游戏规则的表述也应尽量做到语言简明，既不可过于啰唆，也不可模棱两可，以利于学生正确理解和执行规则，顺利开展基于游戏的数学学习。

（二）难度的适宜性

游戏活动需要适度的游戏障碍。人天性喜欢挑战困难、追求卓越，但只有适宜的难度，才能让大多数的学生都能享受到接受挑战和挑战成功的愉悦。难度过大，学生没有机会成功或成功的希望渺茫，畏难和逃避心理便会油然而生;难度过小或干脆没有挑战性，则学生极易失去接受挑战的兴趣。

（三）挑战的层次性

游戏活动需要真切的活动体验和激烈的竞争。数学游戏化课程中的数学游戏，亦应创设真实化的情境，触发学生的真实体验，同时设置层次递进的挑战活动，让学生收获挑战的亢奋和挑战成功的乐趣，培养数学学习的专注力。

（四）能力发展的多元性

数学游戏化课程的本质是数学学习以及数学思维的发展。因此，设计数学游戏必须关注学生在游戏过程中的数学思考以及数学活动的基本策略，让学生在开展游戏活动的过程中习得数学问题解决的方法，发展语言表达能力、逻辑推理能力、空间想象能力、灵活运算能力等数学学习的综合能力。

二、数学游戏化课程的目标和内容

我校的数学游戏化课程是国家课程方案中规定的数学国家课程的有益补充，其课程目标与内容设计遵循教育部颁发的《义务教育数学课程标准（2011年版）》（以下简称《数学课标》）的有关规定，从我校学生数学学习和学科核心素养发展的实际需要出发，配合我校所使用的人教版教材中的有关内容进行开发。为了帮助教师更好地理解和实施数学游戏化课程，笔者拟定了如下课程目标和内容。

（一）课程目标

1.促使学生在游戏活动中进一步掌握本年段《数学课标》所规定的数学基本知识和基本技能，获得基本的数学思想方法和数学活动经验。

2.帮助学生学会用数学的眼光去观察、分析数学游戏活动中的各种现象，用数学的语言表述游戏中的数学事实，用数学的思维探究游戏中的规律。

3.进一步提高学生的数学学习兴趣，激发学生的好奇心和创造力，让学生体会到数学的价值，培养积极乐观的学习态度。

4.促进学生的社会化发展，引导学生在游戏活动中提高交往、合作的意识和能力。

（二）课程内容

数学游戏化课程遵循《数学课标》所倡导的基本教学理念，结合教材内容与学生年龄特点，侧重培养学生的学习动机、数感、推理能力、空间观念、几何直观、创新意识等学科素养。近两年，笔者带领数学学科组已经开发了一些典型的数学学习内容（见表1）。

三、数学游戏化课程大课时教学的基本策略

数学游戏化课程以游戏实践活动为课程实施的基本策略，遵循“玩中学、学中玩”的游戏化学习理念，旨在引导学生在接受挑战的过程中培养游戏精神，在攻克难关的过程中培养创新意识，在完整的游戏活动中发展数学思维。为此，笔者为数学游戏化课程大课时教学设计了“一起来玩→不服来战→葵花宝典→我是魔法师”四个环环相扣的教学流程。“一起来玩”环节，重点是让学生了解游戏规则，引发好奇心，激发想玩的愿望，进而自主体验玩游戏，从老师那里“求”来游戏的“秘诀”;“不服来战”环节承接上一个环节中求来的游戏“秘诀”，展开分组游戏体验，让学生在挑战同伴和挑战自我的游戏体验中积累游戏经验和数学活动经验;“葵花宝典”环节重点是解密“秘诀”背后的游戏原理，引导学生学会用数学的眼光去观察和分析数学游戏中的現象，用数学的语言陈述游戏中的数学事实，用数学的思维去探索数学游戏的活动规律;到了“我是魔法师”环节，学生已然明了游戏背后的数学原理，此时便有了进一步“设计”游戏的愿望——要么创造一个类似的游戏，要么在此规律之上创造新的玩法。下面笔者以小学数学游戏化课程“神奇的读心术”大课时教学为例，谈谈该课程在各个教学环节的具体实施策略。

1.“一起来玩”环节：了解游戏规则，自主体验玩游戏。在该教学环节，教师宣布游戏规则如下：“请你拿出数字1—9共9张数字牌，将每3张牌摆成一行组成一个三位数——可以打乱数字的顺序，这样可摆成3行，得到3个三位数;盖住这9张牌中的任意一张，让盖住的这张牌临时代表数字0。如果你能告诉老师这3个三位数的和是多少，老师很快就能知道你盖住的这张牌是几，你相信吗？”学生听到这个规则以后，最初的反应是摇头，表示难以置信。也有学生试探着报出自己所摆的3个三位数的和（176+209+543=）928，教师很快说出答案“8”。接下来学生们开始跃跃欲试，尝试的结果，便是不得不相信老师的“神奇”，这又进一步激发了学生的好奇心：老师怎么会有这么“神奇”的本领？于是老师顺势说出学生所想：“你们想知道老师是怎么猜出来的吗？”接着说出自己的“秘诀”——利用了“9的倍数特征”，如928除以9余1，也就是还差8就能被9整除，所以盖住的这张数字牌一定是8。该教学环节的操作要领是，教师只能带着学生“一起来玩”，并在玩的过程中故意制造神秘感，引发学生的好奇心，而好奇的结果是教师直接宣布自己的策略方法，让学生貌似“知其所以然”，这是浅层次的数学规律探索。

2.“不服来战”环节：熟悉游戏玩法，挑战同伴有策略。为了让所有学生都能熟悉游戏玩法，笔者在该教学环节设计了一个单循环赛制，让学生每4人一组两两对抗，两位挑战成功者和两位挑战失败者再相互挑战，胜者再挑战，组内挑战共5局。两两对抗，你出题，我挑战;我出题，你挑战。其间某人挑战失败，则对手帮助解析失败原因所在（往往是被挑战者加法运算错误）。学生互相挑战的过程，就是不断进行多位数的加法计算和除法计算，并熟练运用9的倍数特征进行判断的过程，从中可发展学生快速运算和判断9的倍数特征的能力，帮助学生形成自己的挑战策略。如在一次课堂中，笔者随机采访了一名获胜学生。

师：你是怎么快速判断差几就是9的倍数的特征的？也就是说，你获胜的秘诀是什么？

生：我不用写除法竖式，就看这个数里面哪些数字相加后可以被9整除，比如2 671这个数，2+7=9，于是可以划去2和7，剩下6和1;6+1=7，还差2就是9的倍数，所以盖住的这张牌应该就是2。

师：这个办法你是怎么想到的？

生：原来学习3的倍数特征的时候就是这样判断的。

关于3的倍数特征的判断及其背后的数学真相，当时的学习，便是利用了9是3的整倍数的原理进行推理运算：比如有一个三位数abc，a、b、c分别代表一个1—9之间的数字，因为a在百位上，b在十位上，c在个位上，于是三位数abc可以写成100×a+10×b+c=99×a+a+9×b+b+c，其中的99、9都能被3整除，所以99×a和9×b都能被3整除，所以判断三位数abc能否被3整除，就可以简化为判断数字a+b+c的和能否被3整除了;如果它们的和不能被3整除，那么余数就是原数除以3的余数。

3.“葵花宝典”环节：解密游戏原理，排疑解难思路明。在该教学环节，教师既可以采用出示探究单的方式，让学生探究游戏的奥秘，亦可以通过课堂采访，引导学生思考游戏背后的数学真相，使学生真正“知其所以然（游戏中的数学原理）”。

在反复挑战游戏的过程中，学生基本熟练了如何运用9的倍数特征做出快速的判断，接下来便不由得会产生这样一个疑问：为什么游戏的“秘诀”就是用“9的倍数特征”去判断盖住的牌是几呢？

师：玩过这个游戏以后，你还想知道什么？

生：我想知道，为什么用9的倍数特征来判断就可以知道盖住的牌是几？

师：这是一个好问题！我们一起来思考吧。数字1—9可以在任意的位置，在个位的时候用9除，余数分别是相对应的1—9;如果在十位的时候呢？在百位的时候呢？

生：在十位的时候，比如20÷9，余数是2;在百位的时候，比如200÷9，余数也是2。所以不管在个位、十位、百位，用9除以这个数，余数都是相对应的1—9。

师：还有就是，1—9这9个数字加起来的和是45，刚好是9的倍数，所以这个游戏的秘诀就是基于9的倍数特征，找出余数与9的差额，便可以知道所盖住的那张牌所代表的具体数字。

解密游戏原理，让学生恍然大悟，心里终于变得透亮起来。

4.“我是魔法师”环节：创造新游戏，分享展示交流。从了解游戏规则、熟悉游戏玩法到知悉游戏原理，学生的成就感和自信心越来越强，此时此刻，教师“顺水推舟”，给学生创造机会，引导学生自主创造新游戏或新玩法，由被动学习转变为主动学习。

师：现在，你知道怎么玩这个游戏了，也知道了游戏的秘密，那么，你能试着改变规则创造一个新游戏或者创造一种新玩法吗？

生1：拿出9张数字牌，第一行2张牌，第二行3张牌，第三行4张牌，盖住其中的1张牌，告诉我3行数字的和，我就能知道你盖住的这张牌是几。

生2：拿出10张1—9的数字牌，其中有1张牌的数字是重复的，重复的这张牌可以是1—9中的任意一个数，现在第一行摆5张牌，第二行摆5张牌，告诉我两行数字的和，我就能知道重复的牌是几。

……

笔者深知，不是所有的学生都能创造出新游戏或新玩法，成为笔者心目中的“魔法师”。但该教学环节的设置，旨在进一步激励学生不断提高创新思维能力，同时给学有余力的学生搭建更加富于挑战的游戏化学习平台。

四、数学游戏化学习在国家课程课堂教学中的灵活嵌入

一周一次的數学游戏化课程大课时教学，切实培养了学生对数学学习的兴趣，同时也让学生对数学游戏活动产生了更多的期待。于是，笔者开始带领学科组尝试在国家课程课堂教学中灵活嵌入游戏化学习，引导学生在玩中学、玩中练、玩中悟，有效提高学生的课堂参与度与获得感。

（一）课前嵌入情景游戏，激发学习动机

计算复习课对小学生来说无疑都是枯燥乏味的：内容是学过的，计算是机械的，心里是沉闷的。因此，数学教师如何在开课伊始制造新意和趣味，成为极为烧脑的一件事。当我们尝试嵌入情景游戏后，收到了极好的效果。例如：教学《小数乘法计算复习课》一课，笔者在开课伊始播放了一段密室逃脱的视频，并在每一个密室中留下一条与小數乘法相关的线索，创设密室逃脱的游戏情境（如第一个密室的线索是4道小数乘法的竖式，学生从中找出正确的竖式就可以通往下一个密室），视频的音效营造出一种紧张、刺激的“逃生”氛围，有效激发了学生的好奇心和挑战欲。

（二）课中嵌入闯关游戏，维持学习动机

在教学《多位数乘一位数的复习课》时，笔者在开课伊始创设了一个“去云南旅游”的教学情境，并在获取旅游通行证、准备旅游物资、参加多种形式的游玩过程、参加最后的羌族舞蹈活动等与本次旅游相关的各种情境中“布下”一个个数学闯关游戏，引导学生依次复习了本单元的教学重难点口算、笔算和估算，将枯燥的复习课变得充满趣味，吸引着学生在一次次的闯关过程中，通过攻克相应的计算问题获得“奖励”，圆满完成“去云南旅游”的各项趣味活动。在有趣的学习过程中，学生还顺势构建了本单元的知识网络，对本单元的知识进行了巩固、提升。

（三）课后嵌入竞赛游戏，悦纳巩固练习

在教完《除数是两位数的除法》以后，笔者利用希沃软件设计了一个“比一比，谁会估算”的竞赛游戏，帮助学生巩固商的范围的有关知识;又设计了一个“判断哪些算式的商是一位数”的游戏，引导学生思考“确定商的位数”的方法。这样的游戏练习设计，打破了传统教学中单一、被动的练习巩固模式，课堂氛围十分火热，学生学得积极、主动，让数学课堂散发出奇幻的魔力，教学效果亦是出奇的好。

在我校，每周一次的数学游戏化校本课程、每学期一次的趣味数学节，有效丰富了学生的数学学习体验，使学生在游戏活动中“读”出了数学思考，“动”出了数学体验，“悟”出了数学思想，“用”出了数学价值，“玩”出了数学趣味。数学游戏化课程关注学生学习过程中的学习兴趣、人际交往、思维能力和创造能力四个维度。对学生来说，该课程的学习过程，便是一个充满快乐的问题解决过程：首先，游戏促使儿童自发地进行探索，调动了儿童的主动性;其次，游戏降低了儿童对结果的期望和对失败的畏惧，使儿童沉浸在游戏的过程中，激发了儿童数学学习的内部动机;最后，游戏为儿童提供了在相关条件下大量尝试的机会，激活了儿童的思维，使游戏中知识的获得、转化和评价悄然发生，有效扩展了课堂的容量。对教师来说，数学游戏化课程的开发，培养了教师研读《数学课标》的习惯，提高了教师研课的能力，有效促进了教师的专业化发展。总之，开发数学游戏化课程，让我校师生双方同时受益，可谓一举两得。

参考文献：

[1]褚智伟.让数学游戏在课堂中与数学知识共生[J].数学教学通讯，2016（7）.

[2]陈婵.基于游戏化教学的小学数学案例设计与实践[D].华中师范大学，2017.5.

[3]陈加仓.小学数学拓展课的素材开发策略[J].小学数学教师，2019（6）.

[4]余颖.数学游戏：基于校本的思考与探索[J].教育研究与评论，2016（10）.

[5]裘陆勤.巧手折数学有趣又有用——小学“数学折纸”课程的开发与实践[J].小学数学教师，2019（4）.

[6]朱亚萍.游戏化教学激发小学数学学习兴趣的研究[D].上海师范大学，2017.5.

（责编 白聪敏）