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基于数学理解的游戏规则设计

2021-04-26陈正华

小学教学研究 2021年1期
关键词:数学理解游戏规则设计

陈正华

【摘 要】 游戏化教学作为现代教育的一种重要方式,在小学数学教学中具有突出的价值。游戏活动的开展,离不开合理设计并有效运用游戏规则。游戏规则的设计,要基于游戏的趣味性、公平性、递进性等特点,以激励学生全情投入、激发主体体验、激活深度思维,使学生在游戏中探索、发现、理解知识,实现知识的深度加工和意义建构。

【关键词】数学理解 游戏规则 设计

维果茨基指出:规则是游戏的本质特征。不管何种游戏,游戏规则始终贯穿其中,它是保障游戏存在和秩序的重要因素,否则“一旦规则破坏,整个游戏世界便会坍塌”。小学数学游戏化教学中,游戏规则的建立和运用,保障了数学活动的基本进程和儿童的基本权利,决定了数学问题的思考路径和数学知识的深度理解。通过精心设计规则,将数学渗透其中,使抽象的数学知识与形象的游戏情境、具体的游戏操作结合起来,使学生在游戏中探索、发现、理解知识,实现知识的深度加工和意义建构,变“学数学”为“玩数学”。

一、激励全情投入——基于“趣味性”设计,增强理解动力

儿童的天性就是好玩、好奇甚至好胜,如果将抽象的数学学习设计成有趣的游戏活动,让学生在课堂上开启一段“趣味之旅”,便能激励学生全情投入,增强数学理解的动力。

1.趣味闯关:实现游戏规则与学习目标的精心配置

蒙台梭利认为:儿童是小小的探索者,是“上帝的密探”,他们对这个世界充满好奇,充满探究的欲望。然而由于年龄较小,儿童的注意力集中时间较短,自我控制能力也较弱,单纯的数学知识往往令他们感到枯燥乏味,导致失去探究的兴趣。因此,教师可用游戏的方式把学生所需学习的内容“溶解”于游戏环节,将所需达成的目标设置成关卡,这种以闯关为主要形式的游戏,规则就是完成一关的任务后才能进入下一关。

例如,“消消乐”是老少皆宜的娱乐性游戏,将“消消乐”游戏融入《平行四边形面积》的学习中,将学生所要达到的目标设置成一个个关卡,大大增加了课堂的趣味性和探究的积极性。第一关:消除面积相等的图形,即可闯关成功。教师出示长方形、正方形和不规则图形等不同形状的图形,以“消除”触发“转化”,使学生在游戏中感悟转化的数学思想。第二关:消除与平行四边形面积相等的长方形,即可闯关成功。教师鼓励学生在操作中逐个“消除”,启发学生思考沿平行四边形不同方向的高剪开,然后通过平移和拼合,转化成形状不同的长方形。第三关:消除面积相等的平行四边形和长方形,即可闯关成功。引导学生在不断“转化”和“消除”的过程中发现平行四边形的底和高与转化后长方形的长和宽之间的关系,从而推导出平行四边形的面积公式。从不规则图形的转化→平行四边形的转化→面积公式的推导,在“趣味闯关”的驱动下,学生经历了经验的引出、挑战和转换,实现了经验的改造和提升。

2.趣味互动:实现游戏规则与教学活动的有效融合

趣味性互动是一种常见的数学课堂活动,它能有效吸引学生的注意力,创造乐学的教学环境,从而激发学习的积极性。教学中,教师要遵循儿童的天性,充分利用游戏的趣味性,设计适于教学活动的游戏规则。例如,在“乘法口算练习”的教学中,教师将学生分成小兔组和小猴组,创设了“拔萝卜”的游戏情境。规则是:“结果大于45”的萝卜归小兔组;“结果小于45”的萝卜归小猴组。随着萝卜身上乘法算式“9×7”“5×3”“9×4”“9×5”“4×□”“6×□”的依次出现,扮演小兔和小猴的学生热情高涨,忙得不亦乐乎。他们一边计算,一边形成动作反应,“我们要,他们要,都不要”伴随着教师、学生和文本之间的趣味互动,原本枯燥的计算练习课获得了动力和创生。

二、激发主体体验——基于“公平性”设计,提升理解水平

规则是游戏的“灵魂”,“公平”是规则的基础,有了公平的游戏规则,“玩家”才能真正体验到“安全感”。在“游戏公平性”的教学中,教师设计了一个看似公平、实则不公平的“摸牌游戏”:在给定的四张纸牌(点数分别是1、2、3、4)中任意取两张,将点数相乘,如果积是单数,男生得一颗星,反之女生得一颗星。10轮游戏后,每组的结果都是女生得星明显多于男生,教师宣布:“女生胜出!”男生齐喊:“不公平!”

感受可能性不相等要比感受可能性相等更“敏感”。通过不公平的游戏体验,引发学生的认知冲突,激发学生探索规则背后的“真相”。他们用枚举法、列表法、推理法等不同的方法来分析现象,发现不公平的关键在于积是单数的情况只有2种,而双数有10种,所以规则不公平。经历科学分析的过程,学生对公平的游戏规则有了深刻的理解,在此基础上教师鼓励学生创造公平的游戏规则,在交流中各种“方案”相继呈现:摸一张牌,单数女生得星,双数男生得星;摸2张牌,都是单数女生得星,都是双数男生得星,一单一双,都不得星;在原来规则基础上把一个双数换成单数……这些“方案”的制定,进一步提升了学生对“规则公平”本质的理解,即事情发生的可能性相等。

三、激活深度思维——基于“递进性”设计,促进理解深入

维果茨基指出:游戏领先于发展,游戏活动孕育新的发展可能性,在儿童的发展中具有建构和生成作用。因此,不管是游戏内容的设置,还是游戏规则的设计,结构化的材料、层阶化的递进是游戏课程的重要维度。在游戏中,可以通过规则的不断“升级”,让适度的挑战成为激发游戏继续的动力,促使学生在游戏中学会数学抽象、学会逻辑推理、学会数学建模,深化对数学知识的理解。

1.规则调整,促进理解

博弈类游戏最大的特点是具有一定的挑战,借助游戏规则,可以激活学生的思维,让学生积极探寻获胜的策略。因此,教师首先要引导学生理解规则。

如在“报数”游戏中,规则是:两人轮流报数,每次只能报1个或2个数,谁先报到10,谁就获胜。这里所报的1或2是基数数量,而从1到10的报数,又蕴含着序数意义,将自然数的基数意义与序数意义混淆,不利于学生发现背后的规律。基于以上考虑,教师调整了游戏规则:有12枚棋子,两人轮流取,每次只能取1或2枚,谁拿到最后一枚棋子,谁就获胜。改“报数”为“取棋子”,直观、可视的素材不仅减少了干扰,而且可以让学生手、脑、眼并用,通过多感官参与更好地理解游戏规则。

2.规则改编,建构模型

为了让理解更深入,在学生初步感悟了获胜的规律后,我们将规则进行改编,提出更具挑战性的问题,实现从“游戏”到 “建模”的自然过渡。

为什么后取的同学总是获胜?通过直观感知,探究获胜的共性:不管先取的同学拿走几枚棋子,后取的同学都有对策,让两人每次取得的根数之和等于3,所以后取者必胜!改变游戏规则:如果每次只能取1~3枚,或者每次只能取2~4枚,怎样取会获胜呢?通过游戏,学生认识到依然是后取者必胜,于是个个都想成为后取者。此时,教师调整棋子总数,当棋子总数是13、14、15枚时,谁会获胜呢?如果每次最多取a枚,最少取b枚,获胜的“秘诀”又是什么?通过顯性的游戏,探索隐性的规律,首先让每一次取出的棋子总数满足(a+b),再将棋子的总数除以(a+b),若整除,后取者获胜;若有余数,则先取者获胜。由“具体”到“抽象”,由“离散”到“聚焦”,学生在游戏中构建了“获胜”的数学模型,促进理解走向深入!

3.规则创编,提升思维

在学生理解游戏背后的数学原理后放手让学生自己创编规则,继而引发新的问题,提升思维的深度。例如,每次取偶数枚棋子(2、4、6、8枚)或者奇数枚棋子(1、3、5、7枚),是否还存在取胜的策略?如果每次取3、6、9、12枚,又会怎么样?……各种规则的创编应运而生。学生通过操作、列举和思考来验证自己的策略,最终发现:只要取等差数列的棋子数,都符合上述取胜的策略。

总之,在儿童智力发展的“浪漫阶段”,教师应激发儿童对奇妙世界探索的欲望,并给予他们自由的空间,通过游戏和游戏规则的设计,引导他们自主探究和领悟,这样不仅能使他们体验到学习的快乐,提升学习的幸福感,而且有利于他们摆脱“僵化”知识的桎梏,促进理解力的生长。

【参考文献】

[1]包静娟.游戏化,赋予数学理解以生长的力量[J].数学教学通讯,2019(25).

[2]张优幼.基于深度思维的数学游戏规则创编[J].教学与管理,2019(4).

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