游戏背后思考的力量

郭燕玲 黄家林

【摘 要】在常态化教学过程中，不仅要彻底改变“学”与“教”的关系，而且要摆脱接受式学习、机械训练等传统教学方式，以学生的发展为本，游戏化、实验化的教与学方式无疑是较为有效的手段。把抽象的数学学习内容变成充满趣味性的主题游戏与数学实验活动，不仅能激发学生的学习兴趣，让学生在玩中学、做中悟，而且改变了教师课堂教学过于注重知识传授的方式。从而使课堂向培养思维能力、学科核心素养、构建新的实践型学习与育人方式转变。

【关键词】跨学科融合 游戏化 数学实验 思考力 核心素养

新课标倡导游戏化、生活化、活动化的“学”与“教”方式，给常态化课堂教学提出了要求，同时也指明了方向。对此，教师也有了新的思考：

问题1：面对小学生对数学抽象性的认知困难，如何发挥游戏在数学教学和课程体系建设中的作用，落实核心素养培养目标？

问题2：如何在常态化的教学中设计出符合小学生年龄特点的实验活动，让他们在真实的生活情境中经历学习的过程，真正感受到数学好玩、数学好用？

笔者从以下几个方面进行了尝试与探索。

一、游戏化学习“看见”思考的轨迹，“看见”思考的力量

以“小思考家”思维游戏课“提前计划——寻宝探险”的教学为例：

该课程以游戏“寻宝探险”创设情境，通过“掌握规则—经历任务—规划路线—利用资源—达成目标（获得宝藏）”等环节开展教学。

教学目标：在经历任务、规划路线、达成目标的环节中，通过自主尝试、主动思考，总结概括问题解决的策略，培养学生有序思考、理性分析的思维能力，逐渐建构问题解决的思维模型。

（一）利用智能课件“人机对话”，自主学习，主动思考

在学习游戏规则时，教师通过播放视频、智能提问等方式让学生自主学习规则，并通过智能课件预设问题，在辅助加深对游戏规则理解的同时，引发学生主动思考。这不仅能帮助学生熟练运用规则，开展游戏，还能让课堂充满趣味性、互动性，最大限度地提高学生的专注力与参与度。

（二）经历任务将思维过程“可视化”，“看见”思考的轨迹

（1）角色扮演——经历任务过程：让学生做游戏中的“寻宝奇兵”，学生仿佛身临其境，充满挑战的激情和获胜的欲望。

（2）规划路线——“看见”思考的轨迹：通过动画分解游戏过程，展现出“寻宝奇兵”的寻宝路线，引导学生体会“寻宝奇兵”中寻找宝藏的过程就是我们的思考过程；寻宝路线就是我们的思考轨迹。

（三）有序思考获得宝藏，“看见”思考的力量

通过学习思考法则“铺路策略”帮助学生掌握正确的思考方法“明确目标—找到所有完成任务的行动路线—充分利用游戏资源—确定正确路线—获得宝藏”。

思考法则：“铺路策略”就像一个解决问题的思维模型，学生在游戏中不断运用，使其成为思考策略，再逐渐内化，形成良好的思维习惯，在解决问题的过程中螺旋式上升最终形成思维品质，使学生感受到思考的力量。

二、數学实验将抽象概念变成实验数据，感受思考的力量

数学实验化教学一直是数学教师不断探索、创新的教学方式，在科技不断发展的今天，尤其是信息技术课程的引入，使数学实验化教学的实现通过跨学科融合有了新的探索。

以人教版数学教材中“相遇问题”和“追击问题”的教学为例：

（一）与信息课程融合

将全班学生分成10个学习小组，并指定小组长，具体要求：

（1）利用“机器人编程课程”完成“编程机器小车”的搭建。

（2）打开编程软件完成两个小车电机的速率、方向、时间、圈数的设定。先将两个电机功率设置为100的最高转速，方向设置为直行，时间设置为1秒，最后加一个停止。完成后，打开主控器，会看到小车用100的速度向前直行1秒后停止。两个小车调试完以后放在旁边备用。同时准备一个大于2米的皮尺和计时秒表备用。

（二）以数学实验的形式开始“相遇”和“追击”问题的教学

（1）首先教师要求各小组对小车的时速进行数据的测量，A小车在程序上设置30的转速，方向设置为直行，时间为2秒；B小车在程序上设置20的转速，方向设置为直行，时间为2秒。为了保证数据的真实性，两个小车分别测试3次，每次10秒钟，用皮尺测量小车行进的距离，计算得出A小车的平均时速为0.15米/秒，B小车的平均时速为0.1米/秒。

（2）探究相遇问题。

第一步：提出假设问题。

A小车从甲地开往乙地，B小车从乙地开往甲地，它们同时出发，A小车与B小车4秒后相遇，已知A小车的时速为0.15米/秒、B小车的时速为0.1米/秒，甲、乙两地的距离是多少米？

第二步：实验验证。

两个编程车分别放置在甲、乙两地（先任意设定，距离大于1米），然后输入指令让两辆小车相对行驶，4秒后两辆小车同时停止，让学生观察并测量：①两车行驶的距离；②两车相距的距离。

实验结论：减去两车相距的距离，得出两地距离为1米。

再次实验验证：在同一直线上设置甲、乙两地，距离为1米。然后重复上述实验，4秒后两车相遇。

第三步：反思思考——探究数学原理得出相遇问题计算公式。

通过实验，学生得出了以下结论和数据：两辆小车相遇时，行走的距离之和就是两地之间的距离。从而推导出相遇问题公式：速度之和×时间=两地距离。

（3）探究追击问题。

第一步：提出假设问题。

已知A小车的速度为0.15米/秒，B小车的速度为0.1米/秒，B小车从甲地出发，先行4秒后A小车从甲地出发，问几秒后A小车可以追上B小车？

第二步：实验验证。

学生利用秒表计时，得出8秒后A小车追上B小车的实验数据。

第三步：探究数学原理得出追击问题公式。

通过实验学生很直观地看到：A小车追上B小车时，两车行进的距离是不同的。

教师引导学生得出以下实验结论：

①A小车用8秒的时间行驶了B小车“4秒+8秒”的路程。

②B小车先行的4秒路程就是A小车的追击距离，从而推导出公式：追击时间=。

只有所处的学习环境能提供恰如其分的挑战，才能激励学生探索、理解和不断学习。通过信息课与数学课的融合，数学实验改变了数学课堂的教学形式，也改变了学生的学习方式，不仅极大地激发了学生的学习兴趣，还通过跨学科融合，全方位培养了学生的思考力和数学核心素养。

三、主题活动化学习让思考有力量

以“小思考家”思维拓展课程项目“小齿轮”为核心，设计主题活动“小齿轮大世界”。

（一）课前预习

教师布置学生课前查阅有关“齿轮”的文献资料，让学生了解了无论是在工业革命时期，还是在信息技术迅猛发展的今天，小小的齿轮在机械制造、精密仪器、人工智能等高科技领域的基石地位和巨大的技术潜能。

（二）课堂活动

借助齿轮等装置，让学生能够设计、测试机械运行过程并理解其原理。

（1）首先让学生观看齿轮运動的视频。学生直观地看到大小不同的齿数（相互咬合）之间转数的数量关系。

（2）将齿轮学具发给各学习小组：①一个8齿与一个40齿的齿轮组合联动；②一个20齿与一个60齿的齿轮组合联动；③一个8齿与一个20齿的齿轮组合联动。

要求分别在每个齿轮上任意选择一个齿，用彩笔做标记，作为每次转动的起始位置。

（3）要求学生动手操作并统计出下列数据：①每个组合中，大齿轮转1圈，小齿轮转多少圈？②小齿轮转1圈，大齿轮转动了多少个齿？③观察每个齿轮上作为起点标志的齿，转动多少圈能够再次重合？④重合时一共转动了多少齿数？

（4）引导学生列出不同齿数齿轮间的转动所表达的数量关系（见表1）：

（5）引导学生探究数据表，得出研究结论：通过统计数据发现每组齿轮两个作为起点的齿重合时，转动的齿数是两个齿轮数的最小公倍数。

（6）活动总结：通过实验初步感受齿轮的工作原理与数学有着密不可分的关系。

无论是游戏化、数学实验化，还是主题活动化教学，其目的都是通过学习方式的改变、教学方法的创新让全体学生主动参与、勤于动手、乐于思考，并感受到数学好玩、数学好用，从而培养学生的学科核心素养和科学探究精神。