小学数学低学段游戏化教学设计及应用

姚铁龙

【编者按】通过操作、游戏、制作等丰富多彩的活动，对数学产生一定的好奇心，形成学习数学的兴趣和初步的合作交流意识与独立思考的學习习惯。这是《义务教育数学课程标准（2022年版）》在低学段提出的学业质量标准。一线教师在低学段的教学实践中，对游戏化教学应给予足够的关注，做好幼小衔接工作。事实上，小学数学游戏化教学因其多样化的形式、丰富的数学元素，以及与学生心智发展的高度适应性，产生的教学效果令人刮目相看。本期话题围绕“小学数学低学段游戏化教学”展开。

【摘 要】游戏化教学是小学数学教育中激发学生学习兴趣、提高学习效果的有效教学方式。本文首先分析了游戏化教学对低学段学生学习数学的重要意义和价值，接着阐述了小学数学低学段游戏化教学设计的四大原则，最后通过桌面游戏、具身游戏、绘本游戏和视频游戏的课堂案例分析，展示了游戏化教学在小学数学低学段的应用效果，为一线数学教师开展游戏化教学提供借鉴与参考。

【关键词】小学数学 低学段 游戏化教学

《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确提出：“第一学段（1～2年级）应通过操作、游戏、制作等丰富多彩的活动，对数学产生一定的好奇心，形成学习数学的兴趣和初步的合作交流意识与独立思考的学习习惯［1］。”由此可见，在小学低学段数学课堂上实施游戏化教学是非常必要的。低学段学生具有强烈的好奇心，但自律性较差，注意力容易分散，而游戏是一种能够吸引低学段学生注意力的重要活动。在数学游戏中，学生能主动地观察、猜测、验证、推理和交流，自主探索，寻找解决问题的思路和方法。游戏化教学为学生学习数学提供了直观的感性材料和愉悦的学习平台，为学生构建了“具体形象思维”和“抽象数学知识”之间的桥梁，激发学生的学习兴趣和学习动机，深化学生对数学知识内涵的理解，进一步发展学生的灵活性思维、发散性思维和创造性思维，为学生的数学核心素养发展提供有力的支撑。

一、小学数学低学段游戏化教学设计原则

数学游戏化教学是一种通过将游戏元素和游戏机制融入课堂教学中，根据学生的个性特征和学习水平制定相应的教学内容和策略，以游戏为媒介，让学生在轻松愉快的氛围中学习数学知识，发展数学核心素养的教学方式。教师在自主设计低学段游戏化教学内容时，需要遵循以下四个原则。

（一）紧扣教学目标，促进认知理解

紧扣教学目标，设计数学游戏，才能“有的放矢”。教育游戏兼具教育性和娱乐性，教育性是教育游戏的核心特征，只有立足于学科体系和目标知识体系进行内容设计的教育游戏才可能有良好的应用效果，也就是说，教育游戏的娱乐性要服务于教育性。所以在设计教育游戏时，必须以促进学生对知识的认知理解和意义建构为核心，使得游戏的情境设计、交互方式和奖惩机制等方面都紧扣教学目标。

（二）把握低学段学生数学学习特点

低学段学生以形象思维为主，对事物充满好奇，求知欲旺盛；模仿能力强；注意力容易分散，易受到外界干扰；学习动机以兴趣为主，意志为辅；以模仿和动手操作为主要学习方式［2］。教师在进行游戏设计时应基于低学段学生数学学习特点设计游戏。例如，增加趣味故事或动画场景，用可视化的图示代替抽象的语言，由易到难，设置奖励机制，等等。

（三）巧妙使用游戏元素和游戏机制

好的游戏设计自有其“道”，这就是我们常说的游戏元素和游戏机制，通常包括目标、规则、冲突、奖励、反馈、进度条、计时和音效等。当你真正进行游戏化设计时，就必须了解和巧妙地使用游戏元素和游戏机制。（1）目标。所谓目标，就是学生在游戏时的追求，是学生努力达成的具体结果。学生完成游戏的过程即是完成学习目标的过程，这是游戏化设计最高的境界。（2）规则。规则是游戏的另一个决定性特征，规则的制定可以用来规范学生的行为，使游戏可控。（3）冲突。为了让教学游戏有趣，必须在游戏中设置一些冲突。要赢得挑战，必须积极地打败对手，看谁是游戏的胜者。（4）奖励。奖励是游戏的另一项重要特征，包括积分、勋章等。奖励可以促使学生去做一些他们原本不喜欢做的事情。奖励不应该只有教师心血来潮的产物，而应富有结构和计划性。（5）进度条、倒计时和音效。教师根据游戏的难易程度，设置进度条或倒计时，当时间即将耗尽，学生顿时就感受到了压力，不由自主地加快解答速度。为了让游戏氛围更浓厚，还可以在倒计时过程中添加音效，增加紧迫感，促使学生积极参与学习过程。

（四）把握数学游戏与学生成长的契合点

结合数学的学科特质，我们在游戏与教学的结合中找到了数学游戏促进学生成长的五大契合点。（1）游戏活动自带的目标和规则，符合知识学习的有序性与严谨性。（2）游戏机制内含的逻辑，有助于培养学生自我探究与解决问题的能力。（3）游戏设置带来的冲突、竞争与合作，对学生提出了灵活性与适应性的要求。（4）游戏元素对课本知识的再加工，为学生建立了学习兴趣曲线。（5）游戏化学习允许的试错与反复，指引学生逐步转向探索式练习。面对游戏中遇到的数学问题，学生可以从不同的触点出发，从不同的方向、维度进行知识的发散、链接和转化，从而创生出不同的思考路径和解决方法。

二、小学数学低学段游戏化教学设计及应用

当前，游戏化教学主要有两种方式，第一种方式叫结构游戏化，第二种叫内容游戏化［3］。结构游戏化，即利用游戏元素驱动学生完成学习项目，同时不改变学习内容。内容游戏化是指，对教学内容实施游戏化改造，加入游戏元素并融入游戏思维，使它具有游戏的特征。需要强调的是，这两种游戏化教学的方式经常出现在同一个课程里，它们珠联璧合，相得益彰。下面分四种游戏类型谈谈低学段游戏化教学的设计及应用。

（一）桌面游戏

桌面游戏大多使用纸质材料，不需要电子设备的辅助，但它却有着网络游戏的特点——强调交流，是一种人与人面对面的游戏方式。对于低学段的学生来说，他们更喜欢和同伴一起玩操作类的桌面游戏。好玩的桌面游戏至少要有一个好名称、一个好情境和一套好道具。当然，互动性、倒计时和及时反馈等游戏元素也是桌面游戏不可或缺的调味料。

例如，在北师大版一年级下册复习“百数表”时，我们一改传统课堂的教法，设计了数学游戏《捕数警探》，将传统的百数表复习融入游戏元素，设计了紧张的抓捕逃犯的情境。这个游戏的任务以小组为单位进行挑战，抓捕逃犯最多的警探小组将成为获胜小组。每个小组必须在用警探卡框住指定通缉犯的同时，再尽可能多地抓捕逃犯。该游戏所体现的核心驱动力就是抓捕逃犯的使命感。

游戏中，教师扮演警长，学生扮演小警探。同时有警探卡、数字牢房等配套的游戏道具，还有不同星级的通缉令（游戏关卡）和奖惩机制等，这些游戏元素和机制为学生带来愉悦的学习体验，同时也服务于认知内容的呈现。

《捕数警探》这个游戏设定警探抓捕逃犯的情境，充分调动了学生学习的积极性。通过不同的抓捕方法，提高学生的动手操作能力，发展学生的数感、推理意识和空间观念，培养学生遵守规则、团结合作、勇于挑战的游戏精神。

（二）具身游戏

具身认知理论在教育学上的应用越来越广泛，特别是与游戏化教学的联系更加密切。具身教育强调在教育教学中，学生通过身体、大脑和环境的交互作用产生认知，在体验中建构新知，这与游戏化教学“玩中学”的理念是不谋而合的。具身认知视域下的数学游戏化教学，为学生提供沉浸式学习情境，让身体参与到游戏中，调用多感官增强学习的体验感，将抽象的数学符号转化为具体形象的实际问题，让学生在真实情境中亲身经历从发现问题、提出问题、分析问题到解决问题的全过程。

具身游戏简单地说就是身体参与游戏过程，对于低学段学生学习数学而言，不能单纯依赖大脑的思考，还需要重视多重感官的体验。我们在教学北师大版一年级上册“左右”这节课时，就可以调用身体经验的“具身性”，基于感知和动作，采用多维肢体语言表征的游戏设计，让学生在身体参与的过程中实现知识的有效建构。

在进行数学游戏《表演空间》时，教师让全体学生起立，根据课件中的动作指引，开始进行表演——现在请挥一挥左手，用左手摸左耳，左手摸右耳，左手摸右肩；挥一挥右手，右手摸右耳，右手摸左耳，右手摸左肩；只睁开左眼，睁开你的双眼。

《表演空间》的游戏设计，正是通过语音播放、课件示范、教师巡视矫正的多方介入，让学生在一次次肢体模仿的过程中再次熟悉左右标准。教师、同伴、课件营造的大型示范场，也有助于个别易产生左右混淆的学生厘清认知，透过设置“镜像”降低学生理解抽象概念的坡度。教师基于低学段学生的认知发展规律，力求通过调用学生已有身体经验，结合肢体语言的引导，设计模仿学习活动，帮助学生厘清“左右”的概念。

（三）繪本游戏

静态的数学绘本可以变成动态化的游戏载体，让学生从一个阅读者变成游戏者，在交流与探讨中用自己独特的动作或是简短的语言以示回应。学生会将动作和语言结合起来表现对绘本内容的理解，还会演绎数学绘本中的故事情节和人物对话，在你来我往的游戏互动中探究数学绘本的内涵。

因此，我们可以根据学生的认知特点以及逻辑思维，选择与教材知识相关的数学绘本进行加工和重组，适当地渗透游戏元素与机制，进行情节处理，搭建绘本学习场景，营造轻松愉快的游戏环境。例如，北师大版一年级下册“认识图形”就可以用绘本游戏《谁偷了西瓜》来贯穿全课。

绘本呈现：村子里住着一些特别的村民，他们是一些立体图形。村子外面有一片辽阔的土地，在瓜地主人的悉心照料下，西瓜一天天地长大了。一天早上，主人发现西瓜被偷了。警察来到了现场，立即开始寻找线索。（图1）

（1）出示线索一、线索二，这些脚印就是小偷留下的，而且这些脚印来自立体图形上那些平平的面。想一想，你们认为小偷会是谁呢？猜一猜，这个脚印会是谁留下的？（图2、图3）

（2）想一想，有没有办法帮助警察把立体图形上这些平平的面移到纸上来？（图4）

（3）描一描、印一印，观察纸上的图形，再对比瓜地留下的脚印，你能找到嫌疑犯吗？

（4）我们再看第三个线索，现在能确定嫌疑犯了吗？（图5）

课例中的绘本故事选自《谁偷了西瓜》，为了与“认识图形”这节课结合起来，我们在嵌入游戏元素的过程中，对原故事进行加工。游戏设计遵循了学生的认知规律，符合布鲁纳的“表象模式理论”的认知流程，即“动作—表象—图形、符号”。在利用绘本游戏促进学生学习，我们可以让学生经历“读—辩—思—玩”完整的学习路径，引导学生主动地建构数学知识。在上述课例中，学生通过描一描、印一印的方式得到图形特征后，可以此为标准进行分类。再借助线索三，最终确定嫌疑犯三棱柱。

（四）视频游戏

随着教育信息技术的发展，多媒体教学已基本普及，也让很多有益的视频游戏走进了教育领域。在这样的背景下，希沃白板等互动教学平台应运而生，它们以生成式教学理念为核心，为教师提供各类学科工具或教学资源，也为教师提供了根据数学课程设计对应视频游戏的可能。例如，在希沃白板的“课堂活动”功能中，便提供了多种活动类型，我们可以根据它们与教学内容的适合程度，将视频游戏继续细分为四个小类：分类游戏、配对游戏、竞争游戏、拼图游戏，具体如下。

在视频游戏的进行过程中，除去学生对知识的思考，动手操作部分并不复杂，大多是简单地拖拽、点击，并不会对学生的思考过程产生过多的干扰。同时，及时的信息反馈让学生在游戏过后直接聚焦对游戏结果的思考。甚至教师可以根据学生对知识的掌握情况，决定再玩一局游戏还是直接出示答案，随后让学生分享自己的获胜秘诀，让“以生为本”的教学理念发挥最大的价值。

视频游戏界面带来的视觉冲击、听觉冲击等，在感官上牢牢地抓住了学生。有研究表明，视频游戏能为数学和阅读带来“认知启动”，强化学习者的注意力、自控力和记忆力。教学中，让学生专注于知识地获取与应用，就相当于紧紧守住了课堂的根。

游戏化教学作为一种创新有效的教学方法，在低学段小学数学教学中展现了巨大的潜力。数学游戏化教学势在必行又任重道远，数学教师要具备更高的视角，把握数学本质，紧扣教学目标，促进认知理解，把握低学段学生数学学习特点，巧妙使用游戏元素和游戏机制，设计指向核心问题的数学游戏，让学生在游戏中深度学习、交流与思考，促进数学核心素养和关键能力的发展。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］林崇德.智力发展与数学学习（第二版）［M］.北京：中国轻工业出社，2021.

［3］卡尔·M.卡普，卢卡斯·布莱尔，里奇·梅施.游戏，让学习高效［M］.陈阵译.北京：机械工业出版社，2017.