【毕业学位论文】（Word原稿）面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计研究-优秀教育硕士专业学位论文

学校代码： 10200 研究生学号： 2011102708 分 类 号： 密 级： 无 硕 士学位论文 面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计研究 文作者 ： 刘鑫瑶 指导教师 ： 解月光 教授 学科专业 ： 现代教育技术 研究方向 ： 信息化教学资源开发与利用 学位类型： 教育硕士 东 北师范大学学位评定委员会 2013 年 5 月 独 创 性 声 明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。据我所知，除了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过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东北师 范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北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、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日 期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： I 摘 要 在科技发达的今天，人们开始关注于培养具有问题解决能力及信息素养的人才。基于这样的人才类型需求，教学改革势在必行。中小学数学新课程标准删去了“应用题”专题训练部分，取而代之的是“问题解决能力”教学目标及“综合与实践活动”模块，用以培养学生综合性的数学应用能力。但是课后，孩子们缺少了用以面向问 题解决能力培养的教学资源。因此，在教育游戏领域研究越来越受到重视的背景下，以面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计研究为研究课题，具有深远的意义。 本文旨在探索教育游戏作为数学学科课外学习资源，培养学生问题解决能力的理论依据，及实践方法。笔者首先对文献进行梳理、总结，分析问题解决的相关心理机制、问题解决能力的内涵及其如何培养；然后根据课标中对于问题解决及数学能力的理解，确定小学生数学问题解决能力的内涵、要素及其培养方式；接着根据教育游戏的功能特性对数学问题解决能力培养能够提供怎样的支持进行说明，分析网络 上常见的数学教育游戏的开发情况，发现现有数学教育游戏的弊端及在培养小学生数学问题解决能力上的缺失，提出笔者关于“面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计理念和策略”等问题的简要看法；最后作者将北师版小学数学四年级上册教材中的部分教学内容，根据笔者总结出的进行面向问题解决能 力培养的小学数学教育游戏设计时要遵循的设计理念与策略，进行了案例的概念 性 设计，并对其教育功能的实现进行阐述，试图说明如何在小学数学教育游戏中实现问题解决能力的培养。 关键词 ：教育游戏；小学数学；问题解决能力；游戏设计；综合与实践 n s to on on of is it to of of of to as of to it;to of in to of on of to to of in of in is to be in up by a to to in 录 摘 要 . I . 录 . 一章 绪 论 . 1 究背景及问题提出 . 1 究背景 . 1 题的提出 . 2 关研究现状 . 2 育游戏设计理论研究现状 . 2 学数学教育游戏实践研究现状 . 3 学生问题解决能力培养研究现状 . 5 向问题解决能力培养的小学教育游戏设计研究现状 . 6 究意义与价值 . 7 究方法 . 7 究内容 . 7 第二章 基本概念及理 论基础 . 8 本概念 . 8 学问题 . 8 题解决能力 . 10 育游戏 . 12 关理论基础 . 16 境认知理论 . 17 戏化学习理论 . 18 浸理论 . 18 第三章 小学生数学问题解决能力与教育游戏 . 20 学生数学问题解决能力 . 20 题解决能力及其培养 . 20 学数学问题解决能力 . 22 育游戏的功能特性 . 25 戏的教育功能及教育的游戏性 . 25 育游戏与小学生数学问题解决能力培养 . 26 向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计理念 . 27 向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计策略 . 28 戏的故事背景设计策略 . 28 戏的任务及关卡设计策略 . 28 戏其他元素设计策略 . 29 第四章 面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计 . 30 期分析 学习者分析 . 30 生学习特征分析 . 30 生学习动机分析 . 31 期分析 学习内容分析 . 31 期分析 学习目标分析 . 32 戏故事背景设计 . 32 戏基本框架设计 . 33 戏任务设计 . 34 戏场景关卡设计 . 34 戏挑战功能设计 . 36 戏元素及规则设计 . 36 学功能阐述 . 37 第五章 结论与展望 . 39 要研究成果 . 39 育游戏实施建议 . 39 足与展望 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 44 东北师范大学硕士学位论文 1 第一章 绪 论 本章主要对论文的研究背景、研究问题的提出、相关研究的现状进行必要的概述，并简要的说明本篇论文问题的研究 意义与价值、研究方法及内容。 究背景及问题提出 究背景 信息时代下，人们的日常生活中充斥着海量的信息与问题，怎样在复杂的环境下处理好周遭的各种矛盾成为了人们关注的焦点。在日益激烈的社会竞争中，能够积极寻找方法解决遇到的难题，提出具有建设性的建议，而不是抱有消极的态度并抱怨任务无法达成，这样的人才成为社会人才需求的主流人选。因此问题解决能力成为考量人才个体所应具备的重要能力之一。 在这样的时代背景下，学校教育所依据的国家课程标准也都随之发生了改变。各国课程标准中都相应的出现了 问题解决的教学目标培养要求。我国也从2001年开始，在国家教育部制定的义务教育数学课程标准中，增添了新的教育目标维度 “问题解决”。 游戏的诞生，自古就有。随着科技的发展，游戏的形式也千变万化。数字时代的到来，为电子游戏的诞生提供了技术基础。电子游戏从诞生至今已有几十年的世界，在各种平台上的游戏数以万计，但游戏性是其共同的目标及本质。小学生处在游戏学习阶段，故而对电子游戏产生了很大的兴趣。 课外学习是指在课堂学习之外、有目的、有计划的学习活动，是学生课余生活的重要组成部分，对学生的全面发展与综合素 质水平的提高具有重要影响。而在新课改之前，小学生对于数学学科的课外学习，主要依靠练习题册的解答训练。其中与问题解决最为接近的训练，即应用题的解答练习。教师和家长在课后给学生布置了大量的题解训练，但是孩子在实际生活中的数学问题解决情况并不理想。新课改之后，虽然学校教育在理念上摒弃了大量的应用题题解训练， 可 实际上，小学生 的 数学课外学习资源仍以题册为主。且随着游戏产业的崛起，相当一部分青少年在周末或假期除了写作业以外，主要以玩游戏、逛街、看电视等方式度过。游戏中的娱乐性、感官刺激等特性也强烈的吸引着小学生的眼球， 有的因此沉迷游戏荒废了学业，这也让老师家长很头痛。 东北师范大学硕士学位论文 2 题的提出 基于新课标中问题解决能力的培养要求，很多专家学者开始对小学数学课堂教学中怎样培养问题解决能力这个研究领域做出了探索，其中有些研究者也给出了一些可行性建议；基于游戏对于小学生的吸引以及游戏其内在的教育价值，教育游戏成为了一个热门研究领域，并在理论与实践方面都有了一定成果。但是，在小学数学教育游戏中培养问题解决能力方面，没有看到这个角度的研究成果文献，不过有研究者从支持问题解决过程的角度对教育游戏设计领域进行探索研究。教育游戏是一种教 育发展潜力的学习资源形式，而问题解决能力是当今时代人才培养的重点，如果能在游戏中培养问题解决能力，这对于小学生的课外学习来讲，是最好不过的了。因此，笔者提出了面向问题解决能力 培养 的小学数学教育游戏的设计研究课题问题。 关研究现状 育游戏设计理论研究现状 1. 国外研究现状 教育游戏理论研究主要分为三个方面 :游戏的教育价值、教育游戏设计开发理论以及教育游戏的评价研究 1。 (1) 游戏的教育价值研究现状 美国著名的游戏设计师、教育专家 论述了基于数字游戏学习的概念、效果以及在教育、军事和培训中的应用和对于孩子们学习、成人的工作产生的作用并指出 21世纪的学习不再伴有痛苦，而是充满乐趣，人们可以在“娱乐中学习、在学习中娱乐” 2。美国的课外计算机实验项目，研究游戏在教育和培训中作用和应用价值，在项目中让学习者通过玩游戏来掌握一定的知识、技能等，通过实验证明了数字化游戏对于教育或培训有其独特作用 3。此外，国外的很多学者对基于游戏的学习方式进行了研究，他们通过实验证明了游戏在教育中的应用价值，并且大部分学 者认为尽管教育游戏可以在课堂上使用，但是教育游戏作为课堂的辅助教育手段更为有效。 (2) 教育游戏的设计开发理论研究现状 在教育游戏设计开发理论方面，国外学者提出了一些设计开发模型与策略。如： 出了进行教育游戏设计的基本步骤 4。 于体验式学习理论、沉浸理论和游戏设计理论提出了体验式游戏模式，该模式强调给玩家提供明确的游戏目标、实时的反馈、有利于沉浸其中的挑战难度 5。 000年从学习任务与游戏情境的融合 角度提出教育游戏的“ 计方法，即学习和游戏之间天然的、没有障碍的结合 6。 北师范大学硕士学位论文 3 (2001)在教育游戏的开发中发现：游戏者之所以爱玩游戏是因为游戏的结构不同而不是具体内容。 美国的微软公司和麻省理工学院合作的 要针对于交互式教育媒体模型的开发，目前己经开发完成了适用于多个学科的教学软件概念框架 7。 由此可见，国外对于教育游戏的设计研究较早、较系统，并且能够充分联系其他研究领域进行交叉研究。 (3) 教育游戏的评价研究现状 在教育游戏的评价研究领域， 国外研究也处在初期摸索阶段，英国由教师组成的 游戏的故事设计、游戏情景设计、游戏关卡的挑战难度设计、使用的简易性和其基本的游戏性几个方面对提出了一些评价指标 8。 2. 国内研究现状 国内关于教育游戏设计的研究起步较晚，但在吸取了外国理论经验的同时，也有了一定的自身研究成果，很多学者从不同研究点出发以沉浸理论对教育游戏设计研究的影响为核心做出了以下成绩。如宋敏珠等构建了 型中主要强调对于环境的设计可以令学生沉浸其中并激发出积极的学习动机 9；尚俊杰等人提出“轻游戏”概念，将主流游戏中吸引学生的内在动机借鉴到以学科知识学习的教育软件中来，从而实现游戏的学科课程教育应用 10；马颖峰等人的成果集中在通过分析学生玩游戏时的技能组成要素，建立的活动难度等级库来对不同学生进行动态的监控，使游戏的难度一直可以保持在令学生沉浸其中。 11。向绮等人从多元智能的培养需求出发，在游戏的关卡任务设计方面上做出探索 12。总体来说，由于国内在游戏领域研究的开展比较晚，教育游戏设计研究维度比较少，关注点比较零散，所以研究经验还比较欠缺，系统化整体研究成果 还不是很成熟。 学数学教育游戏实践研究现状 1. 国外研究现状 用“ 为关键词在 发现国外的小学数学教育游戏网站很多，其中被列为全球十大教育游戏网站的就有六个，但外国很多含有数学教育游戏的小学教育游戏网站，不单独以数学学科学习独立存在，而是综合性的教育游戏网站，并按照年级、性别、年龄进行分组划分。其中 站提供免费教育儿童的计算机游戏和小学生在线学习环境，学生还可以把游戏应用下载到手机等移动平台上使用 13。“有趣的大脑”是美国最流行的教育游戏网站之一，专为从幼儿园到八年级的学生设计，提供 100东北师范大学硕士学位论文 4 多个有趣的互动游戏，开发学生在数学、阅读和读写方面的能力。该网站不仅涵盖各种各样的主题，同时还有非常优秀的教师资源 14。游戏教室是一个为小学六年级以内的学生开发的教育游戏网站，相对于其他教育游戏网站，它更像是一个提供了游戏资源的课后辅导平台，按照不同年级的学生应该掌握的各类技能分类进行具体的课程标准描述、相应的知识点讲解及在线游戏资源提供 15。 英语技能的网站。孩子们可以与其他孩子互动并互相比赛，老师可以通过教师门户为其班级报名（ ）。 聪明岛是一个安全独立的在线教育网站，为3在开发他们的数学、阅读、拼写等方面的能力。 中 重学习环境中暗示数学基本知识 ;提 供在线学习内容测试和记录的功能，学生可以根据自己所在州及年级进行有选择性的技能学习。 分析国外的数学游戏发现他们较注重玩家的年龄、性别等特征对游戏的影响，注重游戏的趣味性和情境性，在游戏性方面比较注重借鉴优秀游戏的内在动机，在游戏内容和教学内容上融合地较好；许多游戏需要学习者自己摸索游戏策略，同时也有一定的挑战性；网站的建设团队比较专业，有课程研究专家、优秀教师以及程序设计者，而且还欢迎感兴趣的建设者加入；国外在教育游戏的监控上比较成熟，学生注册游戏需要家长的邮箱验证，家长可以获得学生使用游戏学习的情况。 2. 国内研究现状 在国内，有关数学教育游戏的研究是一个比较热门的话题，这是由于小学数学能力的培养需要形象有趣的媒介做引导，和小学数学的内容比较容易呈现。数学教育游戏的研究主要集中在两个方面：即教育游戏在中小学数学教学教育中的价值研究和有关数学教育游戏的设计研究。 从文献资料可以看出，我国的数学教育游戏的价值研究不够深入和系统，目前大都是通过一线教师和研究者结合教学进行的研究，缺乏系统、全面研究，应借鉴国外通过开展大型的项目来研究教育游戏的价值与应用。 在数学游戏的设计研究方面，李新兰等人对小学生在玩游戏时 的心理特征进行分析，提出了设计小学数学教育游戏的一般原则 24；刘芳设计了具体的游戏案例（九以内乘法）来说明如何利用 25；马泽则是设计了一款三维虚拟空间下进行的学习四则运算的教育游戏以说明在26。除了文献中，学者在论文中做出的实践探索以外，以“小学数学”和“游戏”作为关键词进行搜索，可东北师范大学硕士学位论文 5 以发现，在网络上，我国也有一些提供数学教育游戏的网站诞生。但是大多数数学教育游戏大多以小游戏的形式存在于综合性小游戏网站，如 4399 小游戏网站。在网站中教育游戏并没有很好的得到科学的分类，即使像宝宝吧这样的网站提供了按照年级的形式对教育游戏进行分类，但是这些“游戏”普遍缺乏娱乐性，多以习题竞答的形式存在。在国内的游戏网站上也有一些国外的教育游戏，通过对国内开发者开发的小学数学教育游戏和国外开发者开发的小学数学教育游戏进行比较，发现国内的教育游戏缺少情景性和故事性，对于游戏的界面设计也并不是十分精细。 学生问题解决能力培养研究现状 对于问题解决能力的培养，国外重视的较早。波利亚曾从问题的解决过程出发进行研究，教师可 以通过理解 实施 美国著名教育家杜威则从人类的思维过程角度研究。近年来，“问题解决”逐步上升为学生及人才应具有的十大数学能力的首位。各个国家教学标准中都对这一能力的教学做出了重要指示。 虽然对于问题解决这个领域的研究已经持续的了几十年，但是在问题解决的具体教学实践中，依旧存在以下一些问题值得我们再商榷研究；受传统教育价值和评价体系影响，大部分教师对于问题解决教学的本质并不是很重视，仅重视问题数学模型的讲授，缺乏对学生问题解决能力培养的整体思考。大量问题解决教学实践研究的 资料表明，不论是问题解决能力的培养本身，还是在有关问题解决的具体教学实践中，都存在以下几方面的问题或不足： 1. 在问题解决过程中，对教学资源的提供缺乏考虑，很少针对确定的问题设计与开发资源。 在问题解决的整个过程中，学生要经历一定的思维过程，而这一思维过程的顺利有效的进行需要相关学习资源的刺激作用。教师在进行教学设计时，缺乏对导引性学习资源的设计。在学生解决问题的过程中，教师能够提供给学生、并方便学生使用的支持性的学习资源数量有限。缺少了教学资源的支持，学生的学习显得无的放矢，使问题不能迅速得到有效解决。 2. 在问题解决的过程中，知识、概念、原理等的教授和呈现形式单一。 学生对于知识、概念和原理的掌握是成功解决问题的前提，在学生解决应用性问题之前，教师要进行学科知识、概念和原理的教授，为学生进行问题解决奠定基础。为了使学生灵活、深刻地掌握这些基础知识，教师可以创意性地将知识、概念、原理巧妙地寓于问题的提出、思考和解决的过程之中，可以通过多种形态来表征，即体现为多样的数字化教学资源，以有效支持学生对知识的渴求。 师在课堂上进行综合与实东北师范大学硕士学位论文 6 践的课时有限。 向问题解决能力培养的小学教育游戏设计研究现状 1. 研究现状概述 虽然前人关于问题解决学习，问题解决能力培养以及教育游戏领域都有一定的研究成果，但是对于问题解决能力培养与小学数学教育游戏的融合研究方面，笔者仅搜到一篇最为接近的文献资源。陕西师范大学的杨栋在其硕士论文基于问题解决的教学游戏设计与应用研究中，首先对问题解决的一般过程，问题解决的知识建构机制，以及问题解决学习的影响因素等方面进行了详细的论述，并在已有研究的基础上，提出了问题解决设计的模型，并对前端分析、问题的设计、问题情境的设计、资源的设计 、支架的设计、评价反馈的设计等环节的任务和作用进行了说明，为基于问题解决学习的教学游戏提供了设计框架。依据提出的问题解决学习设计流程，分析了与问题解决学习设计相对应的教学游戏设计环节：前端分析，游戏任务的设计，游戏情境的设计，学习资源的设计，游戏提示的设计，游戏规则的设计，提出了基于问题解决学习的教学欧系设计流程，对各个环节设计的主要内容及设计要点进行了详细的阐述。并选取了初中物理浮力的应用一节内容进行了具体案例的设计与开发。 2. 研究经验与借鉴意义 该研究对于本课题研究的意义利用教学游戏的娱乐及教育功 能合理的支撑了问题解决学习的一般过程。而笔者在进行本课题研究时发现，问题解决能力的培养其中一个重要途径就是让学生体验问题解决学习的一般过程。 3. 相关研究的不同与不足 但在杨栋的研究中，对于“教学游戏”的概念界定，与本课题中的“教育游戏”虽有共通之处但也有部分功能差异。两者虽然都是基于课程学习内容，遵循课程标准要求而设计开发的游戏，但是“教学游戏”旨在学生的课堂学习中发挥重要作用，而笔者认为，课堂教学中的教师地位不可撼动，其功能不仅仅是发挥知识技能传授的作用，还在情感态度熏染上起到了其他教学工具不能取代 的作用。而且在课堂教学中，具有的教师资源对于学生来讲是非常宝贵的，在进行问题解决学习时可以设计更为真实的问题情境进行互动活动。所以笔者在本课题的研究中对于“教育游戏”的内涵界定时，将教育职能定位在相应学科、对应年级课程标准下的教学内容；将游戏的使用范围限定在每学期学校教育结束后的假期中，作为一个系统的课外学习资源形式。 且在基于问题解决的教学游戏设计与应用研究中，缺少针对学科特性对于选择不同学习问题类型对应的合适游戏形式，在研究中重点关注的是对教育游戏问题解决过程的分析和支持，而在培养和提高学习者问题解 决能力方面的设计相对缺乏。笔者在本课题的研究中吸取了其基于问题解决学习的教育游戏设计框东北师范大学硕士学位论文 7 架，又针对数学问题解决过程、策略，对面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏进行研究。 究意义与价值 1. 在培养小学生问题解决能力的课外数学学习形式方面做出探索。 2. 丰富了小学数学教育游戏研究领域的研究成果。 3. 在数字化学习环境中学习资源的设计研究做出实践探索。 4. 希望对基于课程目标要求的数学学科教育游戏的设计活动起到一定的借鉴意义。 5. 在电子书包被广泛关注的趋势下，将多学科课外学习进行融合的探 索，以教育游戏的形式呈现，可能成为其平台的主要学习素材。 究方法 1. 文献法 笔者通过从问题解决能力培养及教育游戏两个领域进行文献研读，梳理出小学数学问题解决能力的教学规律、培养措施及教育游戏的设计原则与流程。 2. 调查法 通过对网络上存在的带有课程教育目的游戏进行调查、分析、比较、总结发现了时下小学数学教育游戏在培养小学生数学问题解决能力方面存在的不足，以及一些流行游戏吸引学生的本质原因，从而为本课题面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏设计研究打下坚实的基础。 究内容 1. 对问题、能力、数学问题、问题解决、问题解决能力、数学问题解决能力、游戏、教育游戏等概念进行界定。 2. 挖掘数学问题解决能力的内涵，找出促使数学问题解决活动顺利完成所应具备的各种能力及其他心理特征。 3. 通过文献梳理，找出影响问题解决的各种因素，及培养数学问题解决能力的有效措施。 4. 通过对教育游戏设计研究成果的分析、比较、总结出教育游戏设计的理论、方法及经验。 5. 根据研究出的本课题的相关理论、方法、策略及经验，提出小学生问题解决能力培养与小学数学教育游戏融合的设计建议。 6. 设计出面向问题解决能 力培养的小学数学教育游戏个案脚本。 东北师范大学硕士学位论文 8 第二章 基本概念及理论基础 笔者在进行本课题研究内容的深入阐述之前首先对本论文中涉及到的重要概念及理论基础进行一下阐述及界定。 本概念 在进行面向问题解决能力培养的小学数学教育游戏的设计研究之前，首先我们应该对课题中的几个关键词进行一个概念界定，从而明确本课题中重要词语的概念范围。 学问题 本课题研究的学科范围是数学学科，学段为小学阶段。所以我们要进行探讨的问题解决能力中的问题并不是一个广义上的概念范围，而是小学生日常生活中可能接触到的数学 问题。 1. 问题 “问题”一词，根据应用的领域不同，所以各个领域的专家学者对之的阐述解释也各有不同。有的从教育学角度进行阐释，有的从心理学方面进行解答，有的根据方法论的方法对之进行界定，还有的从日常生活的实际视角进行解读。美国心理学家西蒙 (为，问题是当个体欲做一件事却不能立刻清楚做这件事需要进行的各种连锁操作时的状态，例如某人接受一项任务却又不知晓怎样去完成时，其所处的情境就是问题。根据现代认知心理学理论阐释，问题包涵的已有的状态和从已有状态转变到新的状态的过程与规律。对于“问题”这个概念的界定，虽然很多学者给出了不同的描述，但分析其共同属性，我们可以发现“问题”包含三个基本成分： 第一，条件。第二，目标。第三，障碍。 按照数学思维的几何直观来理解，问题就好比一条线段：线段的两端点分别为起始状态和目标状态，而中间的距离（即除端点外的质点集合）则为问题中的障碍。 有的学者认为问题是具有相对性的，同样一个情景问题，对于新手也许是问题，但对于专家而言，因为其具有丰富的该主题情境的问题解决经验，所以该问题就不算一个问题了。笔者认为，有的学者的这种观点中，其实解释语句中，首尾的“问题”概念并不一样，所以 ，并不是很认同。问题有难度之分，高难度的问题在问题解决过程中可以通过策略分化成很多低层级难度的问题，然后再进行处理。问题的难度因人而异，但问题不会因难度而消失或存在。 东北师范大学硕士学位论文 9 2. 数学问题 根据第六届国际数学教育大会上针对“问题解决模式化与应用”研究的课题组对数学问题做出了界定：“一个数学问题是一个对人具有智力挑战特征的，没有现成的直接的方法、程序或算法的未解决的问题情境。”国内研究者张奠宙提出，要让学生在特定更多情境下接受问题，首先要求这个问题能够吸引学生；其次是让学生感觉到难度，这里的难度包括知识技能类的、方 法技巧类的、也有可能是对解题程序不了解；最后这个问题最好是一个能引出深层次问题的导火索，从而引领学生不断的探寻。 一般认为，所谓数学问题，就是指人们在数学活动中所面临的、不能用现成的数学经验和方法直接求得解决的一种情境状态。它是一种情境它具有足够的复杂性，它能对学生形成一定的挑战，它能在数学学习过程中起到开发数学思维的作用。 韦伯斯特认为，“数学问题”的外延要大得多，它似乎包括了数学中的全部对象。只有必须运用数学的概念、方法、理论或性质有可能使问题系统转化为稳定系统的那些“末知”才能称之为数学问题。 在本课 题的研究范畴内，数学问题指的可以运用相应年级教学目标要求下的数学概念、方法、理论或性质能够去解决的问题系统，通过问题解决活动的进行，从而增强学生解决日常生活中可能出现的数学问题的能力。这些数学问题来源于小学生的实际生活中需要解决的矛盾，比如购买东西、合理安排时间或者物品、旅游中的租车问题等都属于我们要探讨的小学生生活中接触的数学问题。 3. 数学问题基本结构 数学问题对学生来讲是一组尚末达到目标状态的、有待加工处理的信息系统，它主要由以下三种成分构成。 （ 1）条件信息 条件信息是指问题己知的和给定的东西，它 可以是一些数据 (一种己经给出的量值 )、一种关系 (一种己经说明的量之间的逻辑关系 )或者某种状态 (一种己经说明的情境状态 )。如计算题中给定的数据和运算符号、应用题中的己知数量和其相互之间的关系等都是数学问题给定的条件信息。条件是获得问题解决的前提，是展开问题解决活动的依据。一般来说，在一个数学问题中，条件的是否充分 ?是否必要 ?条件之间的逻辑关系任何 ?将可能直接影响问题解决的可能性、有效性和开放性。 （ 2）目标信息 目标信息，它源自于数学问题的本身以及问题解决者的内部经验，因为不仅数学问题本身包含了“求什么”的 信息，同时，也可能需要解题者根据问题提供的信息去发现并提出问题。从问题解决过程来看，解题者如果只知道改变问题的东北师范大学硕士学位论文 10 初始状态，而对目标状态不够清楚或不了解，就很难通过自己的一系列运算操作去逼近直至达到问题的目标状态。 （ 3）运算信息 运算在这里是指允许对条件所采取的行动，即可以采取哪些方式把数学问题由问题状态转化成目标状态，它是问题求解的依据。 题解决能力 笔者在前文中，对“数学问题”与“问题解决能力”的内涵进行了解析，意在明确本课题研究中的培养对象是小学生；培养的能力是小学生在日常生活中对于出 现数学问题时，进行识别问题、分析问题、组织策略等操作的综合问题解决能力；因此，对于具体培养的能力目标是有特定的范围的；并且在本课题中笔者选择了教育游戏作为培养能力的载体。 1. 能力 问题解决能力，从字面上即可看出，它属于能力的下位概念。能力，根据心理学的概念解释，是人顺利地完成某种活动所必须具备的心理特征。从这个概念，我们能看出，能力与活动之间的相互联系。能力可以有多种分类方式，其中按照一般与特殊进行区分时，一般能力又被西方学者称为智力，包括观察、记忆、思维、想象等能力，是人们从事各种活动都必须具备的能力；而与 之相对的特殊能力是人们在从事特殊职业或专业需要的能力；但是人们从事任何一项专业性的活动既需要一般能力，也需要特殊能力，二者发展也是相互促进的， 如从事教育活动需要观察力、判断力、语言表达力、组织力等等。绘画活动则需要色彩鉴别力、色调感、形象感，观察力 。 因此，我们也可以简单的把问题解决能力看成是人在顺利的完成解决问题的活动中所必须具备的心理特征。并且我们可以推断问题解决过程中同样需要一般能力的参与，即问题解决能力包含智力。能力还可以分为晶体能力与流体能力了，其中的晶体能力是以学得的经验为基础的认知能力，如人类 学会的技能、语言文字的能力、判断力等，其受后天的经验影响比较大，主要表现为运用已有知识和技能去吸收新知识和解决新问题的能力。晶体能力不随年龄的增长而减退，只是到 25岁以后，发展的速度逐渐平缓。问题解决能力即属于一种晶体能力，这也是为什么这么重视在学生阶段大力发展问题解决能力的原因之一。能力还可以分为基础能力与综合能力，所谓综合能力，是由许多基本能力分工合作下完成的活动中表现出来的能力，如数学能力。问题解决过程是一项复杂的心理活动与行为活动的过程，在解决问题的过程中，需要多种基础能力的协调合作才能得以顺利进行 ，可见，问题解决能力属于综合能力。 能力不是生而具有的，而是后天形成的。遗传因素为能力的形成于发展奠定东北师范大学硕士学位论文 11 了基础，并提供了可能性。教育与环境使能力的形成与发展具备了现实性，而个体的实践活动则对恩呢管理的形成于发展起决定作用。因此，由于人们的遗传素质不同，教育与环境的区别，以及个体实践活动的差异，在能力的形成于发展上是千差万别的。这也为本课题中，问题解决能力的发展提供了理论基础。 2. 问题解决 问题解决是一个目前在数学教育中越来越受人瞻目的课题，正如全美数学教师理事会 (其 1980年年鉴中所预测的那样，“问 题解决”己经成为 80年代数学教育的主题。在美国， 习数学的主要目的在于问题解决”，一直到 1989年 版的学校数学课程和评估标准，都在重点强调着“问题解决”这一命题。在英国，自柯克克洛夫特 (报告 (1982, (世以来，问题解决和探究学习逐渐成为在英国数学教育界频繁使用的词汇。而在日本，于 1989年修订的数学学习指导要领，也明确提出了“课题学习” (其本质与问题解 决相同。 其实，问题解决一直是心理学家长期研究的一个重要课