姚鐵龍： 正高級(jí)教師，特級(jí)教師，深圳市福田區(qū)數(shù)學(xué)教研員，廣東省名教師工作室主持人，華南師范大學(xué)教師教育學(xué)部兼職教授，深圳大學(xué)兼職碩士導(dǎo)師，中國教育技術(shù)協(xié)會(huì)教育游戲?qū)I(yè)委員會(huì)副理事長(zhǎng)，廣東省中小學(xué)百千萬人才培養(yǎng)工程小學(xué)理科班指導(dǎo)教師，廣東省校本教研基地項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。她致力于數(shù)學(xué)游戲課程的開發(fā)與研究，主持創(chuàng)建國內(nèi)首個(gè)“數(shù)學(xué)游戲化學(xué)習(xí)研究實(shí)驗(yàn)區(qū)”。著有《小游戲大智慧》《小策略大轉(zhuǎn)變》《數(shù)學(xué)可以如此游戲》《用設(shè)計(jì)游戲的思維設(shè)計(jì)教學(xué)》等。獲第五屆中國教育創(chuàng)新成果博覽會(huì)最高獎(jiǎng)SERVE獎(jiǎng)。堅(jiān)持“兒童立場(chǎng)、生活視野、游戲表達(dá)、快樂成長(zhǎng)”的理念，開展游戲化教學(xué)，“讓孩子玩出智慧，玩出創(chuàng)新”。

小學(xué)是數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)思維發(fā)展的關(guān)鍵階段。通常學(xué)生在7至11歲處于具體運(yùn)算階段，他們的思維正逐漸從具象思維向抽象思維過渡。小學(xué)生已經(jīng)具備一定的邏輯思維能力，但仍需要具象事物和具體情境的支持，才能更順利地解決問題，全面提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。數(shù)字時(shí)代，數(shù)學(xué)教師以前沿的學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，利用新興的信息技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加具身、更情境化、更具動(dòng)力的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，根據(jù)學(xué)科的特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力，幫助他們養(yǎng)成良好的認(rèn)知和思維習(xí)慣。筆者以學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)結(jié)合課例，從學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動(dòng)設(shè)計(jì)、真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)和學(xué)習(xí)方式三個(gè)方面，探討如何利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)課程，開展真正適應(yīng)兒童的數(shù)學(xué)教學(xué)。

一、信息技術(shù)促進(jìn)內(nèi)容交互，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知具身

具身認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知在本質(zhì)上是具身的，是認(rèn)知、身體與環(huán)境“三位一體”相互交融產(chǎn)生的結(jié)果。認(rèn)知在人的身體與外部環(huán)境的動(dòng)態(tài)交互過程中產(chǎn)生，具身對(duì)認(rèn)知有顯著影響。教師應(yīng)踐行具身認(rèn)知理論，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)具身互動(dòng)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，增強(qiáng)學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容的交互體驗(yàn)，換言之就是要增強(qiáng)對(duì)學(xué)生身體的刺激，使其進(jìn)行身心感受和經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)。教師可利用信息技術(shù)，為學(xué)生提供身體與外部環(huán)境進(jìn)行交互的條件，具身參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而提高學(xué)生的認(rèn)知能力，加深其對(duì)抽象數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。筆者以交互式電子白板中的幾個(gè)功能的使用為例，介紹這一具身化教學(xué)手段在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值和基本方法。

（一）具身化操作

1.“克隆”功能

在軟件授課模式下，教師帶領(lǐng)學(xué)生用幾個(gè)相同的圖形元素表達(dá)數(shù)量關(guān)系，使用“克隆”功能（如圖1），設(shè)計(jì)人機(jī)交互體驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生具身參與學(xué)習(xí)過程，這樣還可提高內(nèi)容的具身性。在“購物”教學(xué)過程中，教師讓學(xué)生使用“克隆”功能，“復(fù)制”多個(gè)圖形，用錢幣付款，加深學(xué)生對(duì)數(shù)量關(guān)系的理解。

2.“蒙版”功能

在教學(xué)過程中，教師也可以采用留空或預(yù)設(shè)問題的方式，增強(qiáng)學(xué)生與內(nèi)容的交互。此時(shí)，教師使用“蒙版”功能（如圖2）進(jìn)行操作非常方便，可以通過模擬“擦拭玻璃上的水霧”的方式來呈現(xiàn)預(yù)設(shè)內(nèi)容。在教授“畫一條4厘米的線”時(shí)，教師讓學(xué)生使用“蒙版”功能，通過擦拭呈現(xiàn)出一條4厘米的線段。

3.“移動(dòng)”和“旋轉(zhuǎn)”功能

在幾何教學(xué)中，教師讓學(xué)生使用軟件對(duì)圖形進(jìn)行“移動(dòng)”或“旋轉(zhuǎn)”（如圖3）。教師借助軟件對(duì)圖形進(jìn)行可視化操作，設(shè)計(jì)具身學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在身體與環(huán)境的交互活動(dòng)中感受數(shù)學(xué)的魅力與學(xué)習(xí)趣味，助力學(xué)生進(jìn)行空間想象。

（二）具身化呈現(xiàn)

除了利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)生身體與外部環(huán)境互動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師還可以利用三維模擬技術(shù)創(chuàng)造高度仿真的情境，從而支持更深入的具身交互，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

在教學(xué)“看一看”時(shí)，為了讓學(xué)生從不同角度觀察物體，教師利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR），借助平板電腦或其他移動(dòng)設(shè)備掃描紙上的圖形，即可呈現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的立體圖形，從而充分調(diào)動(dòng)全班學(xué)生觀察的積極性，高效教學(xué)。

二、信息技術(shù)支持情境創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生

情境認(rèn)知理論認(rèn)為，學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知需要與情境交互感知。情境的創(chuàng)設(shè)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知與學(xué)習(xí)有重要作用。情境認(rèn)知理論認(rèn)為，教師為學(xué)生提供真實(shí)的學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)是第一要?jiǎng)?wù)。信息技術(shù)的應(yīng)用使情境教學(xué)變得簡(jiǎn)單易行。教師利用信息技術(shù)，通過圖片、視頻或聲音等，能夠創(chuàng)設(shè)高度仿真的教學(xué)情境，讓學(xué)生在解決問題的過程中獲得更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，幫助他們遷移知識(shí)，拓展想象空間。

（一）新授課：信息技術(shù)助力情境創(chuàng)設(shè)

1.創(chuàng)設(shè)故事角色，增強(qiáng)學(xué)習(xí)代入感

教師用故事串聯(lián)授課，借助信息技術(shù)呈現(xiàn)故事情境，為學(xué)生營造沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境。在數(shù)學(xué)一年級(jí)上冊(cè)“左右”的教學(xué)中，教師利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)“奇奇”和“妙妙”闖迷宮營救朋友的情境——走迷宮是明線，隱藏在迷宮中的三大神秘空間是暗線。教師為守神秘空間的“黃胖胖”“藍(lán)蛋蛋”“紅燦燦”配上聲音和動(dòng)作，使學(xué)生有沉浸式的體驗(yàn)。教師讓動(dòng)畫人物發(fā)布挑戰(zhàn)（任務(wù)），借助信息技術(shù)營造現(xiàn)場(chǎng)感（真實(shí)感），讓學(xué)生帶著使命自主學(xué)習(xí)，在挑戰(zhàn)中認(rèn)識(shí)“左右”，應(yīng)用“左右”，體會(huì)“左右”的相對(duì)性。

2.增強(qiáng)動(dòng)畫效果，使教學(xué)更生動(dòng)

學(xué)生身臨其境——學(xué)習(xí)行為真實(shí)發(fā)生。在“十幾減8”的教學(xué)中，教師借助信息技術(shù)呈現(xiàn)“烏鴉喝水”的故事情境“烏鴉還需要放多少顆小石子才能喝到水”，將數(shù)學(xué)問題巧妙融入烏鴉喝水的過程中。教師用信息技術(shù)模擬烏鴉歡笑，吸引學(xué)生的注意力，用笑臉圖引導(dǎo)學(xué)生看圖列式計(jì)算，鞏固加減算法。

3.用社交軟件增加情境創(chuàng)意

在“確定位置”的教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)了班長(zhǎng)“喜羊羊”在班級(jí)微信群語音播報(bào)同伴位置的情境，讓學(xué)生在比較和優(yōu)化記錄方法的過程中，真切感受用數(shù)對(duì)表示位置的價(jià)值。

（二）復(fù)習(xí)課：用信息技術(shù)提供情境支持

在數(shù)學(xué)一年級(jí)上冊(cè)“數(shù)的認(rèn)識(shí)”復(fù)習(xí)課中，教師借助交互式電子白板將“讀數(shù)”“寫數(shù)”“比較數(shù)的大小”及百數(shù)表中的規(guī)律融入數(shù)字島尋寶情境（如圖4），讓學(xué)生通過觸屏在“數(shù)數(shù)島”“撥數(shù)島”“摸數(shù)島”“猜數(shù)島”“百數(shù)島”上完成任務(wù)，收集數(shù)字貝殼，獲取寶藏。教師利用信息技術(shù)，將動(dòng)畫、聲音、圖片與操作（交互）融為一體，讓學(xué)生在生動(dòng)有趣的活動(dòng)中經(jīng)歷、體驗(yàn)、享受學(xué)習(xí)之樂，實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)課教學(xué)的科學(xué)性與趣味性。

（三）實(shí)踐課：巧用技術(shù)增強(qiáng)情境體驗(yàn)

“填數(shù)游戲”是數(shù)獨(dú)游戲的簡(jiǎn)易版，其背后有源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的數(shù)學(xué)歷史，具有巨大的數(shù)學(xué)文化價(jià)值。教師開展這一知識(shí)的教學(xué)有利于學(xué)生掌握填數(shù)游戲的方法，讓學(xué)生體驗(yàn)、感受我國古代數(shù)學(xué)的奇妙之處。如何從數(shù)獨(dú)的歷史起源出發(fā)，借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)一系列沉浸式的情境，帶領(lǐng)學(xué)生穿越歷史，了解河圖、洛書，最終“破譯天書”？在探究“‘重復(fù)的奧妙”當(dāng)中，教師借助繪本《尋找消失的寶石王冠》，利用動(dòng)畫、音效，讓學(xué)生跟隨“大鼻子偵探”共同經(jīng)歷破案的驚險(xiǎn)歷程，同時(shí)經(jīng)歷探究“‘重復(fù)的奧妙”的完整過程。學(xué)生閱讀每個(gè)游戲關(guān)通關(guān)指引后，開始探究、學(xué)習(xí)，在“面包先生”“圖形先生”和“圖形商店”3個(gè)不同的場(chǎng)景中，他們既要判斷寶石是否按照規(guī)律排列，又要應(yīng)用“重復(fù)的規(guī)律”完成任務(wù)，并對(duì)“重復(fù)的規(guī)律”加以拓展應(yīng)用，深化理解。學(xué)生對(duì)“重復(fù)”的理解經(jīng)歷了由淺入深、由單一到全面的過程。

三、信息技術(shù)提供游戲化助力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

所謂游戲化學(xué)習(xí)，就是教師在教學(xué)過程中，應(yīng)用游戲的元素和機(jī)制，利用游戲的特點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)富有吸引力的學(xué)習(xí)環(huán)境，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性，提升學(xué)生能力，增長(zhǎng)知識(shí)以及培養(yǎng)情感態(tài)度價(jià)值觀。教師將游戲化學(xué)習(xí)引入課堂，符合小學(xué)生心理特征，有助于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高學(xué)習(xí)興趣，緩解學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的抵觸或畏難情緒。當(dāng)今，信息技術(shù)早已成為游戲產(chǎn)品的重要支持和實(shí)現(xiàn)手段。這也為游戲化學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)有力的平臺(tái)支持。教師利用信息技術(shù)為學(xué)生提供具有趣味性的教學(xué)游戲，是實(shí)現(xiàn)游戲化學(xué)習(xí)的絕佳思路。其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容游戲化和結(jié)構(gòu)游戲化。

（一）內(nèi)容游戲化

教師應(yīng)借助信息技術(shù)，以游戲化思維，基于學(xué)習(xí)材料設(shè)計(jì)或創(chuàng)建游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如，針對(duì)四年級(jí)數(shù)學(xué)折線統(tǒng)計(jì)圖這個(gè)教學(xué)內(nèi)容，教師創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)計(jì)游戲“蒜苗隱形記”。

主要教學(xué)引導(dǎo)過程如下。

教師：通過前面的學(xué)習(xí)，我們都有種植蒜苗的經(jīng)歷。有同學(xué)不僅種植了蒜苗，還用照片和數(shù)據(jù)記錄蒜苗的成長(zhǎng)過程（同時(shí)出示6張倒扣的照片）。蒜苗長(zhǎng)勢(shì)如何？謎底暫不揭開，現(xiàn)在我們先做一個(gè)蒜苗隱形的游戲（如圖5）。

教師：大家集中注意力。蒜苗要隱形了。變變變，咦！蒜苗圖不見了。誰看懂了游戲規(guī)則？（拖動(dòng)蒜苗圖片到方格圖中找到相應(yīng)的位置）

教師：大家將后面的蒜苗圖片隱形，說說是怎么找到這個(gè)位置的。（學(xué)生依次翻牌后，根據(jù)自己的判斷，放在合適的位置。給出說明。）

教師：恭喜！每張蒜苗圖片的位置都明確了。找到的這些點(diǎn)代表的是什么？對(duì)！蒜苗生長(zhǎng)的高度（如圖6）。

在本游戲中，學(xué)生可以將每隔一天記錄的蒜苗成長(zhǎng)照片利用可視化操作的方法拖動(dòng)到方格圖中，并找到相應(yīng)的位置進(jìn)行“隱形”，最終制成蒜苗成長(zhǎng)的折線圖。與在紙面上的描點(diǎn)、連線的傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，游戲教學(xué)模式下教師運(yùn)用可視化技術(shù)呈現(xiàn)學(xué)生制作折線圖的過程，為學(xué)生提供游戲化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，加深學(xué)生對(duì)制作折線圖的過程和相關(guān)概念的理解。這一過程中，信息技術(shù)是重要的支持手段。

（二）結(jié)構(gòu)游戲化

所謂結(jié)構(gòu)游戲化，就是教師借助信息技術(shù)，使用游戲化元素或機(jī)制，將整個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（甚至整節(jié)課），進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì)。例如，在折線圖教學(xué)中，為設(shè)計(jì)一個(gè)“按圖索城”的答題游戲，教師利用信息技術(shù)將“反饋機(jī)制”“倒計(jì)時(shí)器”及音效等游戲元素融入課程設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)學(xué)生參與游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

主要教學(xué)引導(dǎo)過程如下。

教師：下面我們來做個(gè)游戲。這個(gè)游戲名字叫“按圖索城”，也就是根據(jù)統(tǒng)計(jì)圖提供的線索找到城市。答題正確，直接進(jìn)入下一題 ;答題錯(cuò)誤，城門就會(huì)迅速關(guān)閉。我們看一下我國這三個(gè)城市的月平均氣溫統(tǒng)計(jì)圖。（教師出示A、B、C三個(gè)城市月平均氣溫折線統(tǒng)計(jì)圖。）

教師：請(qǐng)大家拿出統(tǒng)計(jì)圖，認(rèn)真讀圖。從圖上你能獲得什么信息？讀完圖后，開始答題。請(qǐng)選擇一個(gè)關(guān)鍵詞：旅行、詞語、名字、氣溫。

教師：請(qǐng)聽題！你有20秒的答題時(shí)間?，F(xiàn)在開始倒計(jì)時(shí)！

1.“旅行”例題：

①寒假，要去A城市旅行，應(yīng)該帶上什么衣服？

A.羽絨服（√） B.長(zhǎng)裙

②這是鵬鵬元旦在老家拍的照片（穿一件背心、長(zhǎng)褲），請(qǐng)問他的老家是哪個(gè)城市？

A. A城 B. B城 C. C城（√）

2.“詞語”例題：

①觀察A城月平均氣溫統(tǒng)計(jì)圖。能準(zhǔn)確描述這個(gè)城市氣候特點(diǎn)的是哪一個(gè)？

A.四季如春 B.夏短冬長(zhǎng)（√）

②觀察三個(gè)城市的氣溫統(tǒng)計(jì)圖。一年中氣溫變化最小的是哪個(gè)城市？

A. A城 B. B城 C. C城（√）

③用一個(gè)詞語描述你認(rèn)為三城中全年溫差最小的這個(gè)城市的氣候特點(diǎn)。

A.長(zhǎng)夏無冬（√） B.四季分明

3.“名字”例題：

①觀察A城的統(tǒng)計(jì)圖。下面哪一個(gè)是這個(gè)城市的名字？

A.“冰城”哈爾濱，國際冰雪文化名城。（√）

B.“春城”昆明，兩千多年前的“南方絲綢之路”。

②鵬鵬的老家?？趧e稱“椰城”，地處熱帶。哪一張統(tǒng)計(jì)圖是海口的月平均氣溫統(tǒng)計(jì)圖？

A. A城 B. B城 C. C城（√）

4.“氣溫”例題（如圖7）：

A城2月到3月的氣溫可以用上面的哪張圖來描述？（大幅上升）

B城7月到8月的氣溫可以用上面的哪張圖來描述？（緩慢下降）

教師：我國幅員遼闊，地域差異顯著，其中氣溫的差別就非常明顯。特意選取北部、中部和南部有代表性的城市就是為了讓大家通過月平均氣溫統(tǒng)計(jì)圖了解這些城市的氣候特點(diǎn)。通過剛才的搶答，我們知道：A城是哈爾濱，B城是長(zhǎng)沙，C城是?？凇?/p>

教師將游戲與數(shù)學(xué)知識(shí)有機(jī)融合，再利用信息技術(shù)建立游戲化機(jī)制，設(shè)計(jì)游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)，有利于學(xué)生全員參與，全情投入。同時(shí)，游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)節(jié)奏很快，可以有效地刺激學(xué)生快速思考和反應(yīng)，有利于激發(fā)學(xué)生深層次思考。數(shù)學(xué)游戲教學(xué)可以開拓學(xué)生的思考時(shí)序和思考空間，既有游戲的趣味性，又有數(shù)學(xué)的科學(xué)性。

教師從兒童視角，通過技術(shù)手段的加持，使數(shù)學(xué)課堂更加生動(dòng)有趣，這正是數(shù)字時(shí)代需要的兒童數(shù)學(xué)教學(xué)。當(dāng)然，我們的教學(xué)不應(yīng)該被信息技術(shù)捆綁，要在學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，恰如其分地在情境導(dǎo)入、重難點(diǎn)呈現(xiàn)等方面，有效地借助技術(shù)，更好地服務(wù)教學(xué)，為數(shù)學(xué)課堂教學(xué)錦上添花，讓課堂教學(xué)變得更高效、更有趣、更快樂，而不能走入教學(xué)服務(wù)技術(shù)的誤區(qū)。

身處數(shù)字化浪潮中，如何為學(xué)生帶來更有效、有趣的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)？教師要以學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，進(jìn)行創(chuàng)造性的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，采用新思維和新方法從多個(gè)角度對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解、整合和重構(gòu)，源源不斷地為數(shù)學(xué)教學(xué)注入新活力。

責(zé)任編輯：祝元志