（教育技术学专业论文）教育游戏在提高小学生数学认知能力中的应用研究.pdf

摘要 教育游戏的研究从上个世纪8 0 年代初就开始了。最早的原型是b o w m a n 研究的电视 游戏( v i d e og a m e ) ，后来就有越来越多的人认识到教育游戏的意义，都纷纷加入到这 个行列中来，致力于研究教育游戏在教学中的应用。 2 1 世纪，随着信息技术突飞猛进，多媒体技术的迅速发展，为数学教育的改革提供 了契机。我们应该对计算机游戏进行新的审视、探究、思索，并将其作为一种丰富的教 学资源，作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，使学生乐意并投入到现实的、探 索性的数学活动中去。而作为小学生，正是处在智力发展的关键期，通过游戏化学习方 式，让学生认识各种知识的特点，大大有利于培养和提高他们的数学认知能力。 本文从小学生数学学习的特点出发，分析教育游戏在数学教育中的意义，探讨游戏 化教学提高小学生认知能力方面的可行性与必要性，在参考大量文献的基础上，运用文 献法、观察法和实验研究的方法，对小学生进行实验，初步建构了有别于传统教学的游 戏化教学模式，将教育游戏的应用置于学生认知能力培养的研究背景之中，通过研究数 学教学中教育游戏应用的方法、手段、途径及与传统教学方法、手段的整合，探索出了 培养学生认知能力的有效方法，激发了学生的学习兴趣，优化了教学过程，提高了教学 效率。游戏自古以来在数学教学和学习中起到了非常重要的作用，在某种程度上可以说， 游戏精神是数学发展的主要动力之一，而且数学又是提高学生认知能力的重要学科。所 以应该充分利用教育游戏蕴含着丰富的教育价值。 本课题通过对基于教育游戏的数学教学的实践与实验，进行教学方法的改进，分析 实验结果，得出以下结论： ( 1 ) 教育游戏是有利于学生认知能力的培养和提高的。 ( 2 ) 认知能力的提高可以促进学生的学业成绩。 关键词：教育游戏，认知能力，小学数学 a b s t r a c t t h es t u d yo fe d u c a t i o ng a n l ea sa ni n d e p e n d e n tr e s e a r c hp r o j e c tw a sl a u n c h e df r o mt h ee a r l y1 9 8 0 s t h eo f i 百n a lm o d ei st h ei n v e s t i g a t i o n so nv i d e og a m e sc a r r i e do u tb yb o w m a n , l a t e rm o r ea n dm o r e r e s e a r c h e r sb e g a nt or e a l i z et os i g n i f i c a n c eo fe d u c a t i o ng a m e s ，t h u sj o i n e di ns u c c e s s i o n si nt h er e s e a r c h w o r kf o c u s i n go nt h ep e d a g o g i c a la p p l i c a t i o no f e d u c a t i o ng a m e si nt e a c h i n gp r a c t i c e a sw ee n t e r e dt h e2 1 s tc e n t u r y , t h er a p i da d v a n c e m e n to fm o d e r ni n f o r m a t i o na n dm u l t i m e d i a t e c h n o l o g yo f f e r e dt r e m e n d o u sc h a n c e se s p e c i a l l yat u r n i n gp o i n ti nr e f o r mo fm a t he d u c a t i o n a n dt h i s m e a n st h en e wh o r i z o n , n e we x p l o r a t i o na n ds p o c o l a t i o na e x t r e m e l yn e e d e di nt h ec u r r a n tb o o mo f c o m p u t e rg a m e sa sa ni m p o r t a n ta n dp r o l i f i cc o m p o n e n to f t e a c h i n gr e s o u r c e s ，a sw e l la sa ne f f i c i e n ta n d p o w e r f u lm e a n sf o rs t u d e n t st oa n a l y z ea n ds o l v ep r o b l e m s ，t h u sm a k i n gl e a r n e r sv o l u n t a r i l ya n dp o s i t i v e l y i n v o l v et h e m s e l v e si np r a c t i c a la n de x p l o r a t o r ym a t ha c t i v i t i e s a sf o ry o u n gl e a r n e r sw h oa f ei nt h ek e y s t a g eo fi n t e l l e c t u a ld e v e l o p m e n t , t h er e c r e a t i o n a ll e a r n i n gm e t h o d sb a s e do nc o m p u t e rg a m e sc a l lh e l p t h e mt op e r c e i v et h ef e a t u r e so f k n o w l e d g ei nd i f f e r e n tf i e l d s ，a n dt h i si se s p e c i a l l yb e n e f i c i a li nc u l t i v a t i n g a n dd e v e l o p i n gs t u d e n t s c o g n i t i v ea b i l i t yi nm a t hs t u d y i nt h i st h e s i s ，i nr e s p e c tt ot h ec o g n i t i v ef e a t u r e so f t h ey o u n gl e a r n e r s ，t h es i g n i f i c a n c eo f e d u c a t i o n g a m e si nm a t he d u c a t i o ni ss y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e d ，t h u se x p l o r i n gt h ef e a s i b i l 晦a n dn e c e s s i t yo f r e c r e a t i o n a lt e a c h i n gm e t h o d si np r o m o t i n gs t u d e n t s c o g n i t i v ea b i l i t i e s w i t hr e f e r e n c et ol a r g ea m o u n to f l i t e r a r yw o r k s ，a p p r o a c h e so fd o c u m e n t a t i o n , o b s e r v a t i o na n de x p e r i m e n t a t i o na r ea p p l i e d ，w i t hy o u n g s t u d e n t sa n dt h es u b j e c t , an e wr e c r e a t i o n a lt e a c h i n gm o d e lw a sp r i m a r i l yc o n s t r u c t e dw h i c hi sq u i t e d i f f e r e n tf r o mo t h e rt r a d i t i o n a lt e a c h i n gm e t h o d s t h i sn e wm o d e lc o n t e x t u a l i z e se d u c a t i o ng a m e si n p r o m o t i n gs t u d e n t sc o g n i t i v ea b i l i t i e si nm a t hs t u d y , t h r o u g ht h ei n t e g r a t i o no fg a m e b a s e dr e c r e a t i o n a l t e a c h i n ga n dt h ee s s e n c eo f t r a d i t i o n a lt e a c h i n gm e t h o d s ，a i le f f e c t i v ew a yi sf o r m e di np r o m o t i n gy o u n g l e a r n e r sc o g n i t i v ea b i l i t y t h es t u d ys h o w st h a tt h i sn e wm o d e li se f f e c t i v ei ns t i m u l a t i n gl e a r n i n g m o t i v a t i o n ，o p t i m i z i n gt e s e h i n gp r o c e s s ，a n di m p r o v i n gt e a c h i n ge f f i c i e n c y g a m e sh a v eb e e np l a y i n ga n i m p o r t a n tr o l ei nm a t ht e a c h i n gf r o mt h ee a r l yh i s t o r y , t os o m ed e g r e e ，g a l n es p i mc a l lb er e g a r d e da so n e o ft h em o t i v ep o w e ri nt h ed e v e l o p m e n to fm a t hs t u d y , w h i l em a t h sa sa ni n d e p e n d e n ts u b j e c tp l a y sa n i m p o r t a n tr o l ei nc u l t i v a t i n gs t u d e n t s c o g n i t i v ea b i l i t i e s n t h i sr c a r c l l b yb a s i n go nas e r i e so fp r a c t i c a la n de x p e r i m e n t a lw o r k ，t h r o u g ht h ep r o m o t i o no f t e a c h i n gm e t h o d sa n dt h ea n a l y s i so f t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s ，c o n c l u s i o n sa r em a d ea sf o l l o w s ： ( 】) e d u c t i o ng a m e si nm a t ht e a c h i n ga r ee f f e c t i v ei np r o m o t i n gl e a r n e r s c o g n i t i v ea b i l i t i e s ； ( 2 ) t h e p r o m o t i o no f c o g n i t i v ea b i l i t yc a n h e l p t o p r o m o t es t u d e n t s a c a d e m i ca c h i e v e m e n t s k e yw o r d s ：e d u c a t i o ng a m e ，c o g n i t i v ea b i l i t y , p r i m a r ym a t h e m a t i c s i i i 独创性声明 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名：鲻鹞日期：型z 垒囵 关于论文使用授权的说明 本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师 范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 虢始垮导师虢缓噍趁啤：笸! 牮 第一章绪论 第一章绪论 以计算机为载体的教育游戏是一种潜在的、丰富的教育资源，它所蕴含着的丰富教 育价值，包括对学生学习动因的激发、创造性思维的训练、研究性学习方式的形成以及 信息素养的培养，都发挥着重要的作用，使传统的教学方式和学习方式受到了很大的冲 击。所以研究教育游戏在学科教学中的应用有着很深刻的意义。本章主要介绍课题研究 的背景、理论基础、研究目的、研究方法、研究的主要内容和课题研究的意义。 1 1 研究背景 随着信息技术的快速发展，素质教育的不断深入，对教育游戏研究人越来越多，为 什么它会有这么大的吸引力? 是在什么样的背景下进行研究的呢? 本节具体从以下三 方面来阐述。 1 1 1 新课程改革的要求 2 1 世纪，人类社会全面进入了信息时代，人们的生产方式、生活方式、学习方式和 思维方式等都在随之发生变化，信息素养与传统的人文素养、艺术素养、科学素养等一 起，成为新的教育目标和培养需求。在当今信息时代的学生们，与早先的学习者在学习 方式上有着明显的差别，有的学者对学习者进行过研究，并归纳出几方面的特征，比如 学习速度加快、图形思维优先、非线性随机进入、积极主动探究、依赖新技术等等。为 适应这种新要求，大力提倡和推广信息化教育成了大势所趋。基础教育课程改革纲要 ( 试行) 中特别强调，要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术 与学科课程的整合以及充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的 教育环境和有力的学习工具”。 著名的教育家杜威提出“教育即生活”的教育理念。教育作为一种培养儿童成为完 整社会人的社会活动，必须要密切关注“生活中的儿童”，将其现实的生活世界作为教 育最深厚的根基，受教育者的当前的生活阶段与其整个人生的其他阶段具有同等重要的 地位与价值。在小学生学习阶段，学生的学习活动最大的障碍莫过于丧失兴趣，而把教 育的目的和手段割裂开来，常常是导致这种丧失的原因。1 。当今我国的基础教育，无论 是教育目标、课程内容、课堂教学模式，还是评价体系，都在不同程度上存在着脱离儿 第一章绪论 童现实生活的倾向，儿童被淹没在书本世界、科学世界的“汪洋大海”中，教育丧失了 对儿童生活意义与生命价值的关照，而成为一种纯粹知识传授的活动。 在新课程中，强调了对生命和谐发展的理解，以生活为背景，以生命的全程发展为 背景，以个体的完整生命状态为背景，改变课程过于注重知识传授的倾向，使学生形成 积极主动的学习态度，在获得基础知识与基本技能过程的同时，成为学会学习和形成正 确价值观的过程。近几年来，有很多的专家学者研究怎样才是真正的教育，怎样在教学 中变“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”为“书山有路趣为径，学海无涯乐作舟”； 变逃学、厌学为好学、乐学；变“要我学”为“我要学”，从而达到某种程度上缓和教 育危机的目的呢? 他们有个共识：教育游戏无疑为当前的教育提出了解决当前教育问题 的一种方法o ，。 1 1 2 数学学习方式的转变 随着中小学课程改革的推进，信息技术的发展，多媒体技术也走近了广大的小学数 学课堂，成为学生们的“新宠”。小学数学是培养学生思维能力、认识事物及生存、生 活能力的良好工具。而多媒体技术、计算机网络技术，为小学数学教学的改革和发展提 供了一个很好的平台。因此，要实施小学课堂教学改革，全面实施素质教育，全面提高 学生的学习素质，多媒体技术是一个很好的切入点。传统的教育模式已不能适应当前社 会发展的需要，不能够培养出信息时代下所需要的创新型的人才，不能够与世界发达国 家的教育相接轨，这些都是摆在教育专家和一线教f j f i 4 1 面前的非常实际和迫切的问题， 所以教育改革势在必行。实验研究证明，信息时代下的教师和学生们都需要掌握信息技 术，并将其有效的整合运用到日常的教学中，对学科教学能发挥应有的作用。 数学课程标准( 实验稿) 基本理念中指出，数学是人们生活、劳动和学习必不可 少的工具，数学在提高人的推理能力、抽象能力、想象力和创造力等方面有着独特的作 用；数学是人类的一种文化，它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分 “1 。数学作为一门基础课，在科学技术发展和人的素质培养中具有特殊的地位。纵观世 界各国的教育，无不把数学摆在重要的核心位置。在我国，由于应试教育的存在，使学 校逐渐出现了只重视高分而忽视了数学素质方面的教育，使创新思维、创新能力的培养 被解题技能训练所代替，使本来威力很大，应用很广，兴趣颇浓的数学变成了枯燥无味， 不受欢迎的学科5 。我们如果要改变这种现状，就应该在数学课程的设计与实施中，重 视运用现代信息技术，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作 2 第一章绪论 为学生学习数学和解决问题的强有力工具，以此来改变学生的学习方式，使学生乐意并 有更多的精力投入到探索性的数学活动中去。而游戏化学习完全可以作为学习的一种资 源，一种方式，创造出一种快乐的学习氛围，使教育目标全面化，学习内容有意义，学 习过程变得有趣。 计算机游戏者熟悉游戏，一般是他们自己看书摸索或同学互相教会的，其实这就是 当前新课程改革里所提倡的研究性学习的学习方式，而且还是一种更为难得的自发性的 研究性学习的学习方式。新课改中指出，学习方式较之于学习方法是更为上位的东西， 二者是类似战略与战术的关系，学习方式相对稳定，学习方法相对灵活，所以，学习方 式转变对促进学生发展更具有战略性的意义“1 。所以，我们应从战略的高度来认识这个 问题，虽说游戏有一些负面的影响，但也不能谈“戏”色变，我们使孩子远离那些对他 们身心健康不利的游戏，为孩子们开发出适合他们年龄段有益的教育游戏，创造出一片 “玩学习”的天空。学习不是一种外在的控制力量，而是一种发自内在的精神解放运动， 关键是我们如何认识，如何去引导。如果我们能有效地将教育游戏精神移植到课程的学 习中去，那将是一个非常有意义的事情。 1 1 3 人本主义思潮的影响 人本主义心理学起源于2 0 世纪5 0 年代的美国，其创始人为马斯洛和罗杰斯，人本 主义的学习观认为学习是人的天性。它最基本的假设是学习是一种自然现象，人类个体 天生就有强烈的好奇心和学习能力。儿童有永远也不能满足的学习兴趣，所以儿童是可 以自发地进行学习的，这种学习兴趣是极为宝贵的财富，是最重要的学习动力。因此他 主张，自然发生的学习是最符合人天性的学习，是最好最有价值的学习。人的成长是一 个自我实现的过程，在此过程中，个体通过其潜能的不断发展和现实化，不断地获得他 的价值和尊严，并创造性地适应不断更新、不断改变的世界，其知识也不断地超越自身 的限制。正如罗杰斯所说，好的人生，是一种过程，而不是一种状态，它是一个方向， 而不是终点。学习不应该只发生在颈部以上，只有全身心投入的学习，才能对学生发生 深刻的影响”1 。 人本主义学习理论是建立在对人性理解之上，它充分信任学生的自学、自我发展能 力，重视学生的自由和个人选择，强调全人的教育、生活的教育和人格的教育，并围绕 学生这个中心进行教学，注重学生创造性的培养、体验性的学习以及情感的陶冶，这些 观点在某种程度上更符合学习的真正意义和教学的真谛，因此，人本主义学习理论可以 3 第一章绪论 说是一场学习领域的哥白尼式的革命”1 。 从人本主义学习理论的角度来看，最好的课程也只是一个框架，要使整个学习过程 充满生机和活力，就必须深入学生内在的情感世界，以学生与教师两个完整的精神世界 相互沟通和相互理解来达到教育的目标。如果仅仅把学习看作是学生接受知识的过程， 教师向学生提供知识材料的刺激，并控制这种刺激呈现的次序，期望学生掌握所呈现的 知识并形成一定的自学能力和迁移效果，而忽略了学生内心世界的感觉、想象、关怀、 体验等多层面的内容，那么，这种学习就只是一个基本生存技巧的训练过程，是知识和 情感分离的学习，其结果就是知识与学生的情感世界、个人生活经验的分离，对学生的 生活态度、人生观和人格修养作用甚微，不利于学生健康的发展。教育是帮助受教育者 获得知识和技能，提高文化素养，掌握知识发展过程和科学研究方法，进而培养高尚的 情感、端正的态度和正确的价值观的过程。而游戏则是这个过程中，是教育者最欢迎的、 最有效的教育手段和方法。 1 2 课题研究的理论基础 本节从三方面来阐述课题研究的理论基础，即数学教学理论依据、认知主义学习理 论以及维果斯基的最邻近发展区理论。 1 2 1 数学教学理论依据 数学教学论中指出，学生掌握知识的过程是一个感性认识和理性认识相结合的过 程。义务教育阶段的数学课程，其基本出发点是促进学生全面、持续和谐地发展。它不 仅要考虑数学自身的特点，更应遵循学生学习数学的心理规律，强调从学生已有的生活 经验出发，让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型，并进行解释与应用的过程，进 而使学生获得对数学理解，同时达到在思维能力、情感态度与价值观等方面的提高 数学课程标准( 实验稿) 基本理念第1 条就指出，义务教育阶段的数学课程要体 现基础性、普及性和发展性，实现每个人都学有价值的数学，人人都能获得必需的数学 能力，不同的人在数学上得到不同的发展。这意味着义务教育阶段的数学课程，不只是 以培养数学家、培养少数精英为目的。根据数学的特点、作用和教育价值，人们认识到 数学与人的发展和现实生活之间的密切联系，把数学看成是人们生活、劳动和学习必不 可少的工具，是人类的一种文化，它能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明， 数学建模可以有效地描述自然现象和社会现象，在提高人的推理能力、抽象能力、想象 4 第一章绪论 力和创造力等方面有着独特的作用，它是一切重要技术发展的基础。 1 2 2 认知学习理论 皮亚杰( p i a g e t ) 是认知发展心理学领域的主要人物，他的学说影响最深远的方面是 学习过程的建构性。建构主义认为，个体一出生便开始积极地从自身经验中建构个人意 义，即建立他对世界的理解。皮亚杰的兴趣在于，了解人们从婴) l n 成人是如何学会认 识事物的。他的理论是想说明，我们学会认识事物是个人经验的直接结果。而在生命的 不同阶段，我们对经验的理解有所不同。建构主义学习理论认为，学习过程不是学生被 动地接受知识，而是积极建构知识的过程，强调学生主动参与、探究发现、交流合作和 对所学知识意义的主动建构。建构主义既强调学生的主体作用，又不忽视教师的指导作 用。教师是意义建构的帮助者、促进者，学生是信息加工的主体”。 1 2 3 维果斯基的“最邻近发展区”理论 维果斯基的最邻近发展区理论认为，儿童已经达到的发展水平，即儿童独立解决问 题时的实际发展水平( 第一个发展水平) 和教师指导下解决问题时的潜在发展水平( 第二 个发展水平) 之间存在着一定的差距，就是最邻近发展区。教育对学生的发展能起到 主导作用和促进作用，因此教学绝不应消极地适应儿童智力发展的已有水平，而应当走 在发展的前面，教师应该围绕最近发展区大做文章，不停地把学生的智力从一个水平引 导到另一个新的更高的水平。 学校教育的基本功能是使每个人都到发展，主要任务是充分培养与发挥每个学生 的能力，而不是一种筛选功能，不是预测和淘汰大多数的人和寻找少数英才，教育必须 日益关心所有学生的最充分的发展，而学校的责任是提供能够使学生达到他可能的最高 学习水平的条件。 1 3 研究目的 论文试图探讨运用教学游戏进行游戏化教学，在促进小学生认知能力发展中的作 用；怎么促进认知能力的发展；在实践中的应用结果如何；当前有哪些障碍因素；怎样 解决。 1 4 研究方法 第一章绪论 本课题的研究方法有三种：文献法、观察法和实验研究法。 1 4 1 文献法 在确定论文方向后，通过查阅有关教育游戏的资料，了解教育游戏的含义及思想、 组织形式、课堂组织策略及其评价，认真与小学二年级的数学老师在游戏化教学方面进 行探讨。在此基础上编制了学生考卷。 1 4 2 观察法 2 0 0 6 年1 1 月份，我到经三路小学听课、访谈。我在课堂上采用记关键词的形式， 记录教师课堂教学的实际教学情形，对于在课堂上没有记下来的内容，在课后尽可能补 记，尽量做到使记录符合事实；同时也随时记录下观察到的各种细节和自己的心理感受。 主要留心教师在上课时利用创设的游戏化情境，怎样引导学生进行主动建构知识，激发 学生的学习动机的，从而促进认知能力的发展。 1 4 3 实验研究法 先把小学二年级的学生的六个班里随机抽出6 0 个人，分为两个班：实验班和对比 班，每个班3 0 人。然后对这两个班进行实验前的测试。前测是通过闭卷考试，对实验 班和对比班在数学成绩方面作比较分析。实施过程是对比班用传统的课堂教学模式，而 实验班在教学设计上融入了游戏化教学模式作为辅助教学。时间为半年( 2 0 0 6 年9 月至 2 0 0 7 年1 月) 。2 0 0 7 年元月中旬，对两个班进行测试，然后在认知能力方面进行对比分 析，得出结论。 1 5 研究的主要内容 第一章是绪论，主要是课题研究的背景、课题研究的理论基础、研究目的、研究方 法、研究的主要内容和课题研究的意义；第二章主要介绍小学生的数学学习的特点与教 育游戏的概况；第三章主要包括认知和认知能力等术语的介绍，以及培养小学生认知能 力的现实意义；第四章是实验研究，是论文的重点也是核心部分，根据数学学科的特点 及儿童身心发展特点，把教育游戏应用于数学教学实践中，通过对实验班和对比班的实 验研究，然后对测试数据进行分析，得出这样的结论：教育游戏的引入，使学生的学习 成绩有了明显的提高；对学生认知能力的培养，起到了良好的效果；使教师对游戏化教 6 第一章绪论 学有了深刻认识；第五章是结论与建议。 1 6 课题研究的意义 如何运用电脑游戏，提高小学生数学认知能力的实践研究，还是一个崭新的课题， 目前国内这方面的研究还很少，少量的文章也只是理论性的或对国外这方面研究的基 本介绍，本课题的研究以小学生数学认知能力的培养为目标，总结出在数学教学中培 养学生认知能力的有效方法。因此这项研究有一定的新颖性和实践应用价值。 第二章小学生的数学学习与教育游戏 第二章小学生的数学学习与教育游戏 小学生学习阶段是为他们的一生打基础的阶段，作为基础课的数学，是培养学生观 察能力和逻辑思维能力的一门课程。本章致力于研究小学生数学学习的特点，计算机的 发展对数学教育带来的变革及教育游戏在数学教育中的作用。 2 1 小学数学学习的特点 皮亚杰曾指出，小学生的智慧和道德结构同我们成人不一样。因而，新的教育方法 应尽一切努力，按照小学生的心理结构和他们不同的发展阶段，将要教的内容以适合不 同年龄小学生的形式进行教学( p i a j e t ，1 9 7 0 ) 。因此，了解小学生心理年龄特征，特 别是小学学生思维的特点，就成为有效地进行小学数学教学，并在教学的过程中促进小 学生能力发展的必要前提。 小学生数学学习主要涉及到需要直观的感性材料的支持、需要老师的指导，以及不 论是从教学方法上，还是从学习过程上来说，都要遵循螺旋式上升的教与学的方法。 2 1 1 直观的感性材料的支持原则 我国著名心理学家朱智贤先生有这样的论述，小学生思维的基本特点是从以具体形 象思维为主要形式，逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式。但在很大程度上，这种抽 象逻辑思维仍然是直接与感性经验相联系的，仍然具有很大成份的具体形象性，所以说， 小学生思维的特点和优势是直观性和形象化。从认识规律来看，低年纪的学生的理性认 识在感性认识的基础上比较容易实现，而直观正是增加感性认识的手段之一，所以对他 们来说，更需稍多一些借助于直观教学。 直观就是直接观察的意思，观察力是认知心理能力中的基本能力，是创造力的开始。 数学学习对一个人的创造力的形成有极大的影响，其中观察力是重要的一个方面。此外， 数学内容本身有十分便于培养和发展学生观察的特点。由于数学学科严密的逻辑性和高 度的抽象性特点，以及小学生的心理特征，决定了小学数学学习比其他学科学习，更需 要直观感性材料的支持。因此，充分运用感性材料的直观形象性去帮助学生理解学习内 容，是小学数学学习特别明显的特点。通过观察直观地认识数学教学内容，建立知识表 象，才能将数学知识转化为自己的数学认知结构。如对钝角、锐角和直角的认识和三角 第二章小学生的数学学习与教育游戏 形、平行四边形、梯形等平面图形的学习中，如果没有对它们的深入观察并在头脑里建 立起相应的表象，学生对这些角和图形特征的理解和掌握是难以实现的。 学生产生学习困难的重要因素，其中一个重要原因是缺乏充分的感性准备，学生无 法很快地接受抽象性的东西。所以老师就要遵循学生的认知规律，贯彻直观性原则，采 用直观工具来丰富学生的感性知识，是教学的重要任务。 计算机的多媒体应用，提供了比传统的实物、教具、言语等更丰富的直观形式，它 可以克服实物的时空限制，又可以克服教具不如实物逼真的缺点，通过动画模拟、局部 放大、过程演示等手段，将抽象问题具体化，使复杂的数学思维过程被形象地展现出来， 为学生提供丰富的感性材料，使抽象复杂的数学过程变得易于理解，加快了学生的认知 进程。另外，在利用教育游戏软件，使数形结合更加直观化，而传统教具只能提供静态 的数学图形，只能孤立地呈现某几个片断，而计算机动画则能提供动态图形，能连贯而 不间断地表现出全过程，更增强了直观性。 进入9 0 年代，由于芯片技术、软件技术的迅猛发展，计算机逐渐向智能化多媒体 发展。利用多媒体计算机具有综合处理和控制图形、图像、动画、视频以及声音、文字 和语言、符号等多种信息的能力，利用它能提供多种感官刺激和丰富的教育资源的优势， 从声音、色彩、形象、情节、过程等方面，为学生的数学学习活动创设一种接近真实情 境的学习环境，从而使学生在接近实际的情境中学习，完成对问题的理解、对知识的运 用和对意义的建构，发展学生的高级能力。 2 1 2 需要老师的指导原则 小学生由于大脑兴奋与抑制还不平衡，神经系统尚未发育完成，活动的自觉性、目 的性、自我控制力弱，无意注意占主导，容易疲劳。由于小学生的认知结构还不完善， 缺乏独立学习的起码基础，难以独立进行学习，需要成人的帮助建立良好的认知结构及 在新旧知识之间筑路搭桥。但是小学生的学习态度认真，能服从老师的教育与管理，具 有学习书面语和基础计算的潜力，是形成良好的行为习惯与学习习惯的重要时期。 小学数学学习过程是在教师指导下获得数学知识，技能和能力，发展个性数学品质 的过程，其最终目的是解决小学数学问题。小学数学问题解决作为小学生的一种特殊心 理活动，综合起来说属于一种认知学习。也就是进行新旧知识的整合，进行信息材料加 工，建构新信息的意义。小学生数学问题解决能力包括：运算能力，空间想象能力，逻 辑推理能力。注意培养学生的数学问题解决能力，就为学生学好数学打下扎实的基础。 9 第二章小学生的数学学习与教育游戏 2 1 3 需要遵循螺旋式上升的学习原则 据数学课程改革的基本理念，数学教学与学习都要采用螺旋式上升的方式，数学严 密的逻辑性特点，在客观上，决定了学习数学比学习其他学科知识更需要循序渐进的进 行。循序渐进一方面是数学学科特点对学习过程的客观制约，另一方面也是人类认知发 展顺序在小学数学学习中的必然反映。 一切违背人类认识发展顺序的学习活动都不会获得成功，所以说，小学数学学习必 须遵循人的认识发展顺序，按照由浅入深、由表及里、由感性认识到理性认识的过程进 行。数学学科本身的逻辑顺序，决定了数学学习就必须要遵循先学什么，后学什么，再 学什么，这种逻辑结构既包括数学知识的纵向联系，也包括其横向联结。可以按“引发 动机一情境创设一建立数学模型一实施”的模式，即从具体的问题情境中抽象出数学问 题、使用各种数学语言表达问题、建立数学模型、获得合理的解答、确认知识的学习过 程，以利于学生理解并掌握相关的知识与方法，形成良好的数学思维习惯和用数学的意 识，感受数学创造的乐趣，增进学好数学的信心，获得对数学较为全面的体验与理解， 促进认知能力的发展。 美国的t r a n s i t i o nm a t h e m a t i c s 教材一开始就给学生写到：你大概在电视上看过 数百次篮球比赛，学习打篮球，你必须手上有一只篮球，并实实在在地拍球、传球、投 篮。学习数学也是一样，你不能只靠看别人做来学会数学，你必须实践“”。也就是学习 数学要从基本的数数开始到数学问题解决，一定要遵循循序渐进的原则。 2 2 计算机游戏给数学教育带来的变革 计算机游戏给数学教育带来了很大的变化，包括数学教学内容组织方式的创新、多 通道传授知识的教学方法以及课堂结构的变化。 2 2 1 教学内容组织方式的创新 运用计算机游戏教学，是以多媒体的形式呈现教学内容，这就需要对教材进行再加 工处理。一方面，可以增加新颖的呈现内容，例如与现代生活联系密切的新的知识，统 计、估算等内容，使课件所展示的教学信息更加适合学生的学习，从而改善教材所选内 容陈旧过时，不能引起学生兴趣的情况。其二，可以使教材中的文字和图片活化，更好 地展现知识的形成过程，从而达到更为理想的教学效果，如负数的概念，教师如果仅按 l o 第二章小学生的数学学习与教育游戏 教材中的图片让学生去观察，由于图片是静止的，学生不易获得相对的概念，没有运动 的经验，因而很难建立科学的减法的基本概念，而利用动画演示，则可使概念变活，给 学生留下深刻印象。先让学生在一个实景中发现问题，提出设想，相互交流，批判辩论， 到最后解决问题。虽然只是一个很简单的概念，但这样的教学设计为学生提供了一次良 好数学经历。第三，还可以将教材中生硬的文字符号人格化、形象化，同时刺激学生多 个感官，从而建立问题情境，诱导学生构建概念间的联系，降低概念学习的难度。采用 计算机作图，师生就可从图形的动态演示过程中，观察图形的连续变化。在较短的时间 内，学生就能观察到大量的研究材料，学生还可以自己控制图形的变化，在双向互动的 过程中研究函数图像演变的规律，发现归纳出它的有关性质，并学会分析问题、解决问 题的方法。 2 2 2 多通道传递知识的教学方法 随着科学技术的飞速发展，学生知识结构的不断变化，特别是个人电脑的普及，对 数学教育无论是基础知识的教学，还是能力的培养方面都提出了新的要求，把计算机与 数学结合起来，发挥计算机多媒体的优势，在教学中设计颜色鲜艳的动画、动听的音乐， 教师从视觉、听觉以及触觉等多方面，来引导学生思维的交互活动，能改变以往单调生 硬的讲解、练习，实现由注入式向启发式的转变。 在融合了视觉媒体与图像、文字语言符号的教育游戏化学习方式中，给学生提供了 相当理想的真实程度的学习经验，给学生提供丰富的学习材料，让学生主动地探求知识， 可以充分开发学生的创造性思维，发展知识力，增强能力，促进学生个性发展。在教育 游戏中的文字、图形、影像、动画、影片、语音、音乐的多元化以及多姿多彩的媒体信 息内容，运用这种多通道传授知识的教学方法，有助于儿童认知结构的建构、同化与顺 应，能大大提高学生对事实、具体概念、定义概念、规则、原理、定律等基础认知学习。 在这样的教学环境下，我们才真正意义上地实现了学生作为学习的主体，我们才能谈得 上实践自主学习、创新学习、发现法、试误法等。我们可以肯定地说，将计算机引入中 学数学课堂可以引发全新的教学方法。 2 2 3 课堂结构的优化 利用教育游戏进行游戏化的教学方式，是强调要利用信息技术来营造一种新型的教 学环境，这种环境应能支持实现情境创设、启发思考、信息获取、资源共享、多重交互、 第二章小学生的数学学习与教育游戏 自主探究、协作学习等多方面而要求的教学方式与学习方式。也就是实现一种既能发挥 教师主导作用，又能充分体现学生主体地位的以自主、探究、合作为特征的教学方式“”。 因教师、学生、教学内容、教学方法是构成课堂教学的主要因素，教与学是教学过 程的主要矛盾。要优化课堂结构，关键是要解决教与学的矛盾，只有使教师的教转化为 学生积极主动的学，才能从根本上优化课堂结构。在游戏时，学生主要面对计算机，在 精心设计的数学情景中进行交互式学习，因此课堂设计不再以教师教学为中心，而主要 考虑学生的学习行为和思维特点。这样能使教学达到由情至理的深化，知、情、意、行 的统一，能够培养学生的创新精神，发展学生的个性。 2 3 教育游戏概述 在国内外，很多学者和教育专家试图把教育游戏运用在教育活动中，他们的不断探 索已经取得很大具有影响力的成就。本节介绍教育游戏的发展与现状、当前存在的问题 以及其应用到教学中的作用与意义。 2 3 1 教育游戏的发展与现状 在希腊语中，游戏( p a i d i a ) 和教育( p a i d e i a ) 的词根一样，都是指儿童( p a i s ) 的活动。在某种意义上，“教育游戏”概念的提出，目的在于磨合传统教育中教学内容 和教育主体之间的错位。教育游戏具有教育和游戏两重性质。一方面，用游戏的感性迎 合学习主体的心理特征；同时，又用教育的特性逐渐把学习主体引向理性，进而使游戏 和教育相辅相成、融为一体“”。在人类文明发展的初期，教育与游戏是作为一个统一体 存在的。人们所需要学习的内容更多的是一些基本的生存技能，基本上都是在家族内部 通过言传身授来进行的。 随着西汉时期的“罢黜百家，独尊儒术”思想的提出，游戏就被驱除于学校以外， 把人看作是带有浓厚伦理色彩的人，人与人之间以尊卑、等级为特征。体现在师生关系 上，强调的是绝对的长辈与晚辈之间的尊卑关系。“一日为师，终生为父”就是最好的 注脚，师生之间就像是父子，在教师面前，学生必须绝对服从，绝对听从。教师则具有 绝对的权威，是个高高在上的指挥者，不允许学生在他们面前进行游戏式的学习活动。 因为那是不严肃的，是对老师不尊敬的行为。这样，在儒家思想的影响下，受教育者就 基本上成了一个个老成持重，缺乏活泼特性的少年，所以游戏这种非常受欢迎的教育教 学形式，就很难以找到它的踪影了。 1 2 第二章小学生的数学学习与教育游戏 接下来的科举考试，从制度上将游戏拒于校门之外。科举制度的建立为几千年的 教育发展奠定了一个里程碑，同时也使得教育越来越专业化。在当时的环境下，读书与 “苦”常常联系在一起，而“乐”也就离读书越来越远了。诸如“头悬梁，锥刺股”、“凿 壁偷光”等被传为佳话的刻苦学习的典范。在国外，课堂、教师、教材“三中心”理论 的提出，使得教育变成一个工业化的产品。教育者采用的各项手段就是为了在最短的时 间内，利用最低的成本使得学习者能够获得更多的知识，更多得是把学习者作为一个产 品来进行加工，从根本上忽略了学习者作为一个人的存在。 以上这种情况一直持续到2 0 世纪8 0 年代，教育界的仁人智士掀起了全球性的教育 改革浪潮，教育改革与发展要以人为本，尊重人性，重视学生的主体性和创造性的培养。 也是在此时，我国进入了世界教育改革的洪流之中，从2 0 世纪8 0 年代至今，我们一直 提倡的是个性教育、素质教育、创新教育，在教学过程中更多地将学习者作为一个个不 同而又独立的个体来进行对待，提倡个别化的教学。在这样的教育思想指导之下，有别 于过去的“填鸭”式教学的教学方法被引入到课堂之中。这其中，最应当受到关注的是 如何来调动学生的学习积极性。如果无法让学习者真正的对学习产生兴趣，只是一味的 采用各种先进的教学手段，也只会事倍功半，甚至会让学生产生各种的厌学情绪。在这 种情况下，我们不能不重新发现和认识游戏的教育价值。 2 0 0 6 年9 月，潘华东就教育游戏问题答吕森林问，他预计到2 0 0 8 年年底之前，教 育游戏将成为一个热门的产业，几乎所有的网络游戏制作商都开发自己的教育游戏；学 校将普遍采用教育游戏进行教学；到2 0 1 0 年，游戏化学习方式将成为学生最主要的学 习方式。到那时，学习就将成为最快乐的事情1 。 2 3 2 当前教育游戏所存在的问题 目前教育游戏所存在的问题有：对教育游戏的认识问题、教师和家长的接受问题以 及如何很好的把游戏与教育结合的问题。 ( 1 ) 对教育游戏的认识问题 教育游戏特别是电脑教育游戏、网络教育游戏受到广大社会和教育界的关注，还是 近两三年的事情。在2 0 0 3 年之前，无论从社会媒体还是专业学术杂志上来说，相关的 信息寥寥无几，人们还是持有教育与游戏水火不容的观点，每每两个名词相遇的时候， 往往是剑拔弩张势不两立。游戏是教育花丛中的一朵艳丽的罂粟花，一方面以其耀眼的 外表吸引了无数眼球的关注，另一方面，无数的青少年沉迷其中无法自拔，电脑游戏成 1 3 第二章小学生的数学学习与教育游戏 了实实在在的电子海洛因，受到社会各界的唾弃与抨击。 然而就在0 4 年之后，当所有的人对这个洪水猛兽感到束手无策的时候，当各种打 压政策在游戏的面前显得苍白无力的时候，社会各界开始采取变堵为疏的措施。既然无 法从根本上杜绝学