基于认知发展理论的小学数学游戏化教学探究

【摘要】近年来，新课改在教育领域逐渐得到深化落实，对小学数学教学提出更高标准，教师需要基于认知发展理论，加大游戏化教学开展，确保学生在参与学习中有效提高综合素质.教师要想在小学数学教学中落实新课改提出的教学要求，应深入探究基于认知发展理论的小学数学游戏化教学策略，积极创新教学理念，采取新型教学模式，不断强化教学质量.文章先简单介绍了认知发展理论，然后阐述了基于认知发展理论的小学数学游戏化教学特征，接着分析了基于认知发展理论的小学数学游戏化教学要求，并提出了目前小学数学游戏化教学中存在的问题，最后根据学生的数学学习能力，基于认知发展理论提出了游戏化教学策略，力求学生在参与游戏中切实提高数学核心素养.

【关键词】认知发展理论；小学数学；游戏化教学

引 言

随着教育体制改革的深化落实，教师已经意识到认知发展理论的应用价值，明白结合学生心理特点、认知特征、认知发展顺序和认知发展影响因素有序开展教学的积极作用.现今大部分教师开始将认知发展理论应用到小学数学教学中来.教师要想提升认知发展理论的应用效果，应积极将其与游戏化教学结合起来，立足学生数学学习表现，设计多元的游戏化教学措施，使学生在参与游戏中全面发展各项能力.

一、认知发展理论概述

认知发展理论是发展心理学上最权威的理论之一，由著名发展心理学家让·皮亚杰提出.该理论认为，个体的认知发展是指个体在适应环境的过程中，对事物的认知及面对问题情境时的思维方式与能力表现随年龄增长而改变的历程.让·皮亚杰对认知发展研究的特殊兴趣是出于将儿童的认知发展看作沟通生物学与认知论的桥梁，他认为通过对儿童个体认知发展的了解，可以揭示整个人类认识发生的规律，从而构建起他的整个学说“发生认识论”.

二、基于认知发展理论的小学数学游戏化教学特征

（一）趣味性特征

认知发展理论认为，一切教学活动均应以趣味性为基础，这样学生会受到兴趣或需求影响，主动参与相关活动.如果学生对相关活动的参与兴趣未能有效激发出来，活动教学效果则会低于预期.因此，教师基于认知发展理论组织小学数学游戏化教学时，应立足趣味性特征，结合不同阶段学生的兴趣爱好、生活经历等，设置趣味性强的游戏活动，通过游戏规则、奖励措施等激发学生参与游戏化教学的积极性，使学生在参与游戏中，主动应用所学知识解决问题，为提高游戏化教学质量奠定良好基础.

（二）实践性特征

认知发展理论认为，培养具有良好实践能力和创新精神的实践活动，比照本宣科、理论灌输教学更加上乘.在认知发展理论中，知识的获取过程是积极主动建构的过程，是学生主动实践探索和归纳总结的结果，并且该理论将学生实践能力培养放在核心位置.因此，教师基于认知发展理论组织小学数学游戏化教学时，应根据实践性特征，积极开展各类游戏化实践活动，如项目式游戏实践活动、角色扮演式游戏实践活动、手工操作式游戏实践活动等，并在各类实践活动中，引导学生通过操作、观察、思考、讨论、总结等方式，学会运用所学知识和数学思维，从不同角度解决实际问题，确保学生在参与各类实践活动期间，能够有效锻炼和培养处理问题的创新精神.

（三）合作性特征

认知发展理论极为注重团队合作对学生认知发展的作用.该理论认为，学生之间的合作极为重要，从智力层面来看，合作能够使不同学生的思想相互融合，可以培养学生的语言表达能力、辩论能力以及发散性思维等.同时，合作可以引导学生主动与同学共同学习、相互讨论，对学生去自我中心化具有积极作用.因此，教师基于认知发展理论组织小学数学游戏化教学过程中，应按照合作性特征，设计团队合作类游戏，为学生提供相互交流、共同合作的机会，保障学生在完成游戏任务中，能够有效发展各项素质.

三、基于认知发展理论的小学数学游戏化教学要求

（一）课程安排要符合学生认知发展阶段

在认知发展理论中，让·皮亚杰按照认知图式建构过程，将个体认知发展分为感知运算阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段.这四个阶段从低级到高级逐步发展，指出学生的思维与身心发展规律分阶段成长.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学过程中，在安排课程时，应与学生认知发展阶段保持一致，深入了解小学生每个阶段的具体特征，以发展该阶段学生认知为目标，设计难度适中、内容合适的游戏活动，将游戏化教学重点放在与学生日常生活有关的案例中来，引导学生利用现有知识和生活经验完成游戏任务，力求学生在完成游戏任务中，能够有效促进认知发展.

（二）任务设计要符合学生最近发展区水平

让·皮亚杰在认知发展理论中提到，若学生在参与学习活动中，没有将外界刺激所提供的信息过滤或整合到原有知识结构中，实现同化目标，则其思维认知无法实现有效发展.然而在认知发展理论中，若同化没有对立面、顺化存在，则其不会单独存在.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学时，在任务设计中，应遵循学生最近发展区水平，为学生留有部分思考空间，引导学生通过主动思考和探究的方式，处理游戏中遇到的问题，确保学生在参与游戏活动中，能够不断进行自我调节，使自身认知发展从平衡状态向更高平衡状态过渡，切实提高学生自我效能感和个人学习能力.

（三）教学活动要遵循学生认知发展整体规律

让·皮亚杰在认知发展理论中提出，学生的认知发展总体呈往复螺旋上升状态，并且开口逐步扩大.因此，教师基于认知发展理论实施游戏化教学时，在开展教学活动中，要遵循学生认知发展整体规律，比如在学习数学概念时，应先展示与概念有关的实物，然后根据学生的理解能力进行讲解，并逐步增加不同层次结构，在学生充分掌握概念的基本内涵和应用技能的前提下，引导学生高效完成游戏任务，结合游戏体验以及完成效果，形成自我认知图式.

四、目前小学数学游戏化教学中存在的问题

（一）教学目标较为滞后，缺乏合理性

在教学中发现，部分教师在小学数学游戏化教学中，没有按照认知发展理论中的思想理念以及学生表现明确教学目标，习惯于结合教材提供的课时目标组织游戏化教学.再者，部分教师习惯凭借以往教学经验开展游戏化教学，没有针对育人需求精细设计游戏目标，导致部分游戏活动在实施期间缺乏方向，出现重娱乐、轻教育的现象，从而影响了游戏化教学效果.

（二）教学理念存在不足，有待优化改进

部分教师虽然在小学数学课堂上实施了游戏化教学，但是受到传统教学理念影响，习惯于制订游戏模板，按照理论知识教授需求，制订各个环节参与规则，未能给学生留有充分发挥自我潜能的空间.这样部分学生在参与游戏化教学中，不仅无法体验到游戏的乐趣，还会阻碍学生认知，从而降低了游戏化教学质量.

（三）游戏设计缺乏科学性，整体难度较高

在教学中发现，不同学生的接受能力、适应能力以及表现能力等各不相同，对游戏活动需求存在较大差异.但是部分教师在开展小学数学游戏化教学时，没有根据学生思维认知，设计难度适中、要求合理的游戏活动.即使部分教师设计的游戏活动具有普适性，但是在选择游戏材料时，没有结合学生动手操作能力，引导学生运用简单易操作的材料完成游戏，导致游戏活动缺乏可行性，使得部分学生无法从中有效发展各项能力，从而影响了游戏化教学效果.

（四）游戏模式较为单一，学生自主性缺失

教学模式影响着游戏化教学质量.这些年随着新课改逐步实施，现代化教学模式增多，并且在教育领域得到有效普及.但是部分教师在小学数学游戏化教学中，通常会先系统讲解理论知识，然后让学生根据游戏规定完成任务.整个游戏过程千篇一律，没有将游戏主导权转移给学生，导致学生只能被动参与到游戏中来，无法有效发展思维能力和学习能力，从而降低了游戏化教学效果.

五、基于认知发展理论的小学数学游戏化教学策略

（一）以学生为主体，设置合理的教学目标

学生是游戏化教学的主体.学生的兴趣爱好、综合素质等，影响着游戏化教学开展规划.再者，在新课改背景下，教师要革新传统思想，大力提倡以学生为主体的教学理念.另外，教学目标是游戏化教学开展的依据，与小学数学教学质量息息相关.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学时，应立足于学生主体设计教学目标，结合新课改要求，从不同维度出发，制作不同游戏化参与要求，确保不同层次学生在参与游戏中，能够有效提升各项素质.

例如，讲到苏教版二年级下册第二单元“时、分、秒”时，教师可以在游戏化教学开展前期，精细分析教材文本，然后制订读表抢答游戏，让学生通过举手抢答的方式，说出钟表上的时间，并结合该类比赛特征，确立知识和技能游戏化教学目标，要求学生在游戏化教学中了解时间单位时、分，知道1时=60分，能够认识几时几分，掌握整时写法.同时，教师应从过程和方法维度出发，在游戏化教学目标中，重点了解学生在读表抢答比赛中的表现，指出学生在时、分、秒换算中存在的问题，传授正确的时间换算规律，告诉学生如何精准说出钟表上的时间，注重培养学生的观察能力和空间能力.最后，教师应从情感态度及价值观维度出发，在游戏化教学目标的指导下，引导学生养成遵守和爱惜时间的良好习惯，体验生活与数学的紧密联系，调动学生对生活中数学案例的探究欲望.

（二）开展角色扮演活动，强化认知水平

角色扮演活动属于装扮游戏，其能够引导学生在特定故事世界中，通过扮演相关角色，掌握相关知识内涵.同时，学生可以在参与该类游戏中，在原有认知结构的基础上，判别和汲取能够用来同化新知识的一般的、包容性强的观念，以游戏为驱动，借鉴知识学习的历史相似性类比，从中学到新知识.这样不仅可以有效促进学生认知发展，还能提升学生学习能力.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学时，应积极运用角色扮演活动提升学生学习能力，从实际生活中查找与教学内容有关的案例，通过信息技术展示案例中的对话视频，要求学生通过小组合作的方式，通过模仿有关角色的对话语言和肢体动作，现场还原对话情境，力求学生在参与该类游戏中，能够深入了解知识之间的联系性，有效发展认知能力.

例如，讲到苏教版三年级上册第一单元“两、三位数乘一位数”时，这节需要学生学会整十、整百数乘一位数的口算方法，并能进行口算，学会运用所学计算方法解决生活问题，发展应用意识.教师可以先从互联网中查找文具店购物视频，将与这节内容有关的不同角色对话视频挑选出来，利用信息技术将其展示到电子屏幕中，要求学生重点观察顾客、导购员以及收银员等角色，讨论各类文具购买单价、数量及总价等对话内容.此后，教师可以根据学号将全班学生分成多个小组，确定扮演角色，让每个小组组员根据个人喜好，从中选择一个角色，现场还原对话情境，让学生通过口算的方式，运用整十、整百数乘一位数，说出相关物品总价.教师可以结合每个小组表现打分，并在该类游戏结束后，指出有关小组在口算中存在的问题，告诉学生如何将以往所学乘法计算法则与本节所学知识有机联系起来，精准口算物品总价，力求有关小组在该类游戏中，能够不断提高认知能力和学习能力.

（三）借助手工制作游戏，增强思维认知

手工制作游戏属于游戏化教学范畴，能够有效锻炼学生动手能力、观察能力和知识迁移能力.经教学发现，该游戏符合认知发展理论实施需求，可以引导学生根据活动结果，建构知识体系，能够使学生在参与该类活动中，有效发展智力，提升认知水平.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学时，应积极通过手工制作游戏强化学生的探究能力，根据教学内容设计手工制作方案，要求学生按照方案提示，独立完成相关制作任务，并引导学生运用所学知识探究其中蕴含的基础知识，确保学生在参与该类游戏中，能够有效提升思维认知水平.

例如，讲到苏教版六年级上册第一单元“长方体和正方体”时，教师可以在知识点讲解完毕后，围绕铅笔盒和魔方，设置手工制作方案，在方案中要求学生自主准备白纸、工具尺、剪刀、胶水等物品，并让学生充分发挥个人想象力，在白纸上绘画长方体和正方体的面、棱、顶点以及长、宽、高等，按照绘画的点、线条等，动手完成铅笔盒和魔方的制作任务.此后，教师可以在方案中让学生运用工具尺，测量制作好的铅笔盒与魔方的长、宽、高，探究这两类图形的基本特征，分析二者之间的关系等.教师设计好方案后，可以将其展示到电子屏幕上，让学生按照方案要求有序完成手工制作任务.教师可以在学生制作手工期间，观察每名学生的表现，了解学生的制作过程是否规范等，并在全体学生手工制作结束后，根据学生所用时间长短以及制作效果，先对整体情况良好的学生进行赞赏，指出其积极表现，然后对整体情况较差的学生进行教育引导，告诉学生在手工制作中的不足，分享其他游戏参与方法，使学生在后期参与该类游戏中，能够切实发展探究能力.

（四）运用讲课比赛活动，提高思维认知素养

讲课比赛能够为学生提供与他人进行思想交流的机会，可以引导学生主动参与到学习中来，打破学生以自我为中心的认知范畴，拓展学生思维.相比传统教学方式而言，讲课比赛能够有效落实认知发展理论，全面发展学生各项能力.因此，教师基于认知发展理论实施小学数学游戏化教学时，应积极借助讲课比赛培养学生核心素养，根据教学内容制作微课视频，要求学生结合微课中的知识点，通过分队协作的方式，探究相关知识含义，并按照每个分队讲课表现进行打分，力求学生在参与讲课比赛中，通过与同学的互动交流，能够掌握多种学习思路，不断提升思想认知能力.

例如，讲到苏教版六年级下册第一单元“扇形统计图”时，教师在录制微课时，应重点讲解扇形统计图的特征和作用，阐述如何看懂并简单分析扇形统计图反映的情况等知识.录制好微课后，教师可以利用现代化技术将其发送到学习群，并按照数学学习能力分队，为每个分队划分学习能力不同的学生，要求每个分队通过互动交流的方式，思考相关知识含义，并让每个分队从互联网中查找与家庭用水量有关的生活案例，运用扇形统计图表示出每天不同时段的用水情况.课堂上，教师可以让每个分队轮流讲课，根据每个分队内容阐述准确度以及扇形统计图制作效果进行打分，并在讲课比赛结束后，夸赞分数高的分队的讲课优点，指出分数低的分队的讲课缺陷，并结合学生讲课表现，利用微课系统阐述这节课的知识，告诉学生分队互动交流技巧，分享如何汲取同学的讲课经验，探寻新型学习方法，确保学生在掌握这节知识的同时，有效增强各项能力.

结 语

综上，基于认知发展理论的小学数学游戏化教学具有趣味性、实践性和合作性的特征，能够拉近学生与数学知识之间的距离，可以让学生从自身生活实际出发，更好地认识数学知识，引导学生学会利用数学知识解决生活中遇到的问题.新课改背景下，教师应基于认知发展理论，加大小学数学游戏化教学力度，从教学实际出发，深究游戏化教学要求，全面分析现存问题，并采取相应解决策略，进一步强化学生的数学应用能力与创新能力，有效促进学生全面发展.

【参考文献】

[1]柴亮亮.浅谈数学游戏在小学数学教学中的应用[J].理科爱好者（教育教学），2021（5）：227-228.

[2]王小菲.核心素养视角下小学数学高效课堂的构建[J].科学咨询（科技·管理），2021（5）：286-287.

[3]罗彩琴.数学游戏在小学数学教学中的应用研究[J].当代家庭教育，2021（13）：149-150.

[4]赵炳朝.浅谈在小学数学课堂教学中游戏化教学的有效运用[J]，课程教育研究，2020（14）：167.

[5]闫志芳.浅谈在小学数学课程中开展游戏化教学的策略[J].天天爱科学（教育前沿），2021（9）：5-6.