小学四年级数学在线游戏学习的教学实验研究

1、1 2主要内容3 老师在平时没有足够地关注培养学生主动的学习态度、老师在平时没有足够地关注培养学生主动的学习态度、学习方法和学习习惯；学习方法和学习习惯；计算技能计算技能, , 逻辑思维和想象力是数学能力的重要组成部分，但逻辑思维和想象力是数学能力的重要组成部分，但是长期以来我们的数学教学只单一地关注逻辑思维的培养。现是长期以来我们的数学教学只单一地关注逻辑思维的培养。现代社会越来越需要在数学方面具有综合能力的人才，然而，综代社会越来越需要在数学方面具有综合能力的人才，然而，综合数学技能在目前的数学课程中没有被得到重视；合数学技能在目前的数学课程中没有被得到重视；很多学生对数学知识的学习更多的

2、是被动接受，被调查的很多学生对数学知识的学习更多的是被动接受，被调查的90%90%的中学学生，以及的中学学生，以及80%80%小学学生反映，学生独立进行知识获取小学学生反映，学生独立进行知识获取和分组讨论的机会相当少；和分组讨论的机会相当少；http:/ 4一半以上学生对数学学习兴趣不大，许多学生觉得数学学习是一半以上学生对数学学习兴趣不大，许多学生觉得数学学习是一件很枯燥而又困难的事，只有一件很枯燥而又困难的事，只有 左右的学生回答是左右的学生回答是“最喜欢最喜欢数学数学”； 随着年级的增高，获得数学知识越多，学生对数学的学习兴趣、随着年级的增高，获得数学知识越多，学生对数学的学习兴趣、自信

3、心却下降；自信心却下降；大部分学生趋向于认为大部分学生趋向于认为 “ “数学学习是对纯数学问题的解决数学学习是对纯数学问题的解决”，“学习数学是学习求解数学题的方法学习数学是学习求解数学题的方法”；我们对小学四年级的一个班的学生问卷调查结果我们对小学四年级的一个班的学生问卷调查结果通过对学生的调查表明：通过对学生的调查表明：5 据据2006中国文化产业发展报告报道：中国文化产业发展报告报道：2004年我年我国网络游戏玩家国网络游戏玩家1130万人，而万人，而据据20042005年中国年中国传媒产业发展报告报道，在网络游戏玩家中学生是传媒产业发展报告报道，在网络游戏玩家中学生是主要的用户，主要的

4、用户，18岁以下用户占岁以下用户占14.3%，约为，约为289.6万万人，小于人，小于16岁的用户占岁的用户占3.1%，约，约62.8万人。万人。 把把网络游戏看作是网络游戏看作是“电子鸦片电子鸦片”，认为许多孩，认为许多孩子牺牲宝贵的学习时间和休息时间沉迷于网络游戏子牺牲宝贵的学习时间和休息时间沉迷于网络游戏中，影响了孩子的学业和身体健康；中，影响了孩子的学业和身体健康；中国网络在线游戏用户现状中国网络在线游戏用户现状家长老师对网络游戏态度家长老师对网络游戏态度6 著名教育心理学家皮亚杰指出游戏给儿童提供著名教育心理学家皮亚杰指出游戏给儿童提供了巩固他们所获得新的认知结构以及发展他们情了巩固

5、他们所获得新的认知结构以及发展他们情感的机会，游戏是一种教育方式。感的机会，游戏是一种教育方式。 著名教育家杜威（著名教育家杜威（John DeweyJohn Dewey）也指出：当）也指出：当儿童在儿童在“从做中学（从做中学（learning by doinglearning by doing）”过程过程中中“圆满地解决了那样一个问题，他就增添了知圆满地解决了那样一个问题，他就增添了知识和力量识和力量”。能否利用网络游戏的积极部分，激能否利用网络游戏的积极部分，激发学生学习热情，给学生带来全新发学生学习热情，给学生带来全新的网络教学模式？的网络教学模式？7建立游戏化学习支持环境原型建立游戏化

6、学习支持环境原型选择游戏情境选择游戏情境将知识点与游戏结合将知识点与游戏结合选择实验对象选择实验对象游戏化学习教学实验设计与实施游戏化学习教学实验设计与实施教学实验教学实验2建立教师工具建立教师工具8在线游戏化学习环境 游戏情境是以中国古典小说西游记为背景，建立了一个虚拟游戏情境是以中国古典小说西游记为背景，建立了一个虚拟故事情境，在该情境中创设了多个与数学几何知识点整合的任务。故事情境，在该情境中创设了多个与数学几何知识点整合的任务。我们希望学生在游戏中通过其替身我们希望学生在游戏中通过其替身“悟空悟空”进行基于任务驱动式进行基于任务驱动式的探究活动，从而改变学生对数学的学习态度，提高学生的

7、主动的探究活动，从而改变学生对数学的学习态度，提高学生的主动学习积极性和探究精神。学习积极性和探究精神。 9 该游戏为角色扮演游戏该游戏为角色扮演游戏RPG，包含多种角色，不同角色拥有不，包含多种角色，不同角色拥有不同的权限和使命：同的权限和使命：悟空悟空：学生（玩家）可以选择其作为替身，学生（玩家）可以选择其作为替身，学生可以控制其在游戏中的行为；学生可以控制其在游戏中的行为； NPC（No Payer Character） ：非玩家人：非玩家人物，在游戏学习情境中他们能为学生提供物，在游戏学习情境中他们能为学生提供游戏线索、游戏任务、学习上的帮助等，游戏线索、游戏任务、学习上的帮助等，如：

8、菩萨、菩提祖师、蛛儿等，他们拥有如：菩萨、菩提祖师、蛛儿等，他们拥有不同的使命；不同的使命；学习伙伴学习伙伴：其他在线同学的替身：其他在线同学的替身“悟空悟空”，可共同完成任务；可共同完成任务；在线游戏化学习环境10在线游戏化学习环境知识点树知识点树游戏场景游戏场景11三维立体国三维立体国学生通过替身在完成任务过程中与场景交互学生通过替身在完成任务过程中与场景交互与与NPC交互：学生在创关时需要交互：学生在创关时需要NPC的帮助或到的帮助或到NPC领取任务等领取任务等与教师的交互：教师监控、在线帮助、答疑工具及公共交流空间；与教师的交互：教师监控、在线帮助、答疑工具及公共交流空间；与同伴的交互

9、：小组合作交流空间和公共交流空间与同伴的交互：小组合作交流空间和公共交流空间盘丝洞公共交流空间盘丝洞公共交流空间与与NPC对话对话在线游戏化学习环境12在线游戏化学习环境一维线条国一维线条国三维立体国三维立体国单人游戏单人游戏多人游戏多人游戏13（1 1）支持教师对学生活动的监控）支持教师对学生活动的监控（2 2）支持教师创设游戏情境，将教学设计与游戏形态相结合支持教师创设游戏情境，将教学设计与游戏形态相结合教师可以在线实时监视学生在用户端的行为，以及教师可以在线实时监视学生在用户端的行为，以及对用户的其他历史信息进行监控；对用户的其他历史信息进行监控；教师可以发挥其主导作用，根据学生行为和状

10、态，教师可以发挥其主导作用，根据学生行为和状态，更新学生端的场景，对学生活动进行监控；更新学生端的场景，对学生活动进行监控； 游戏情境工具游戏情境工具能够支持教师根据能够支持教师根据知识体系结构以及学知识体系结构以及学生游戏学习的状态，将教学设计与游戏形态相结合，为学生游戏学习的状态，将教学设计与游戏形态相结合，为学习者习者设计并制作游戏情节、相应的场景和基于情境的任务设计并制作游戏情节、相应的场景和基于情境的任务序列，序列，即游戏形态的学生学习支架，来发挥教师的主导作即游戏形态的学生学习支架，来发挥教师的主导作用，提高游戏学习的学习质量。用，提高游戏学习的学习质量。在线游戏化学习环境14一维

11、线条国一维线条国三维立体国三维立体国 教师在线监控学生行为，个性化推荐游戏场景教师在线监控学生行为，个性化推荐游戏场景在线游戏化学习环境15三维立体国三维立体国场景元场景元素添加素添加场景文件场景文件管理器管理器关卡规则关卡规则编辑窗口编辑窗口可视化显示场可视化显示场景效果景效果在线游戏化学习环境16在线数学游戏教学实验研究三维立体国三维立体国验证游戏化学习这一方式在实际教学中的效果和作用；验证游戏化学习这一方式在实际教学中的效果和作用；游戏化学习是否对学生的学习态度产生影响游戏化学习是否对学生的学习态度产生影响 ；17在线数学游戏教学实验研究三维立体国三维立体国网络机房，机器配置：网络机房，

12、机器配置：CPUCPU：PIIII 1.7GPIIII 1.7G，内存：，内存：256M256M，显存：显存：32M32M。 3636名小学四年级五班学生。学生掌握了空间与图形的基础内容，名小学四年级五班学生。学生掌握了空间与图形的基础内容，但是仍有许多难度较高的知识点内容没有学习到但是仍有许多难度较高的知识点内容没有学习到18三维立体国三维立体国 本实验研究采用质的研究方法和量的研究方法相结合的方法。本实验研究采用质的研究方法和量的研究方法相结合的方法。 在资料收集方面，课题研究小组和实验对象所在班级的数学在资料收集方面，课题研究小组和实验对象所在班级的数学教师一起采用实地观察法，在课堂中记

13、录实验的关键过程和重要教师一起采用实地观察法，在课堂中记录实验的关键过程和重要事件，形成实验日志。通过访谈方式，收集学生多游戏化学习的事件，形成实验日志。通过访谈方式，收集学生多游戏化学习的态度等相关资料。态度等相关资料。 通过调查问卷收集被试的相关数据，通过对数通过调查问卷收集被试的相关数据，通过对数据分析，得出相关结论据分析，得出相关结论 。 在线数学游戏教学实验研究共持续了共持续了8 8周，每周一次晚自习周，每周一次晚自习1 1小时，在计算机机房进行小时，在计算机机房进行 本次游戏化学习内容是本次游戏化学习内容是小学空间与图形知识，目的是让学小学空间与图形知识，目的是让学生通过游戏化学习

14、能够从一维空间探索到二维空间、从二维生通过游戏化学习能够从一维空间探索到二维空间、从二维空间探索到三维空间，进而能够探索高维空间知识。空间探索到三维空间，进而能够探索高维空间知识。 19三维立体国三维立体国 （1 1）家长动员）家长动员 组织一次家长会征求了家长们的意见，向家长们说明了教组织一次家长会征求了家长们的意见，向家长们说明了教学实验的目的和意义，最终得到了家长们的支持，表示愿意让学实验的目的和意义，最终得到了家长们的支持，表示愿意让自己的孩子作为该教学实验的实验对象。自己的孩子作为该教学实验的实验对象。 在线数学游戏教学实验研究（2 2）被试异质分组）被试异质分组 班主任班主任按照平

15、时成绩按照平时成绩对学生进行对学生进行分组，每个小组由一个组长和两个分组，每个小组由一个组长和两个组员组成合作小组。实验机房设置组员组成合作小组。实验机房设置为三人一组，有利于学生组成小组为三人一组，有利于学生组成小组进行讨论学习。进行讨论学习。20三维立体国三维立体国被试的计算机和数学水平被试的计算机和数学水平实验对象计算机实验对象计算机水平和数学成绩水平和数学成绩成正态分布成正态分布被试对普通游戏、教学课件和教学游戏的态度被试对普通游戏、教学课件和教学游戏的态度实验对象大多数希望实验对象大多数希望教师在上课时能够尽教师在上课时能够尽量多的使用一些有意量多的使用一些有意思的教学课件和教学思的

16、教学课件和教学游戏游戏在线数学游戏教学实验研究21三维立体国三维立体国被试的空间知识水平被试的空间知识水平在线数学游戏教学实验研究22三维立体国三维立体国前后测情况对比：前后测情况对比：经过使用SPSS软件进行差异性检验得知：因此前后因此前后测成绩在测成绩在0.01的显著性水的显著性水平上有显著性的差异。平上有显著性的差异。在线数学游戏教学实验研究23三维立体国三维立体国85%的学生认为的学生认为“现在感觉数学比较有趣，我比较喜欢它现在感觉数学比较有趣，我比较喜欢它”31.1%的学生认为的学生认为“现在感觉数学非常有趣，我非常喜欢它现在感觉数学非常有趣，我非常喜欢它”94%94%的学生认为在使

17、用该软件的过程既是一个玩的过程，同的学生认为在使用该软件的过程既是一个玩的过程，同时也是一个学习的过程时也是一个学习的过程 74%74%的学生认为在使用该软件的过程中感觉到的学生认为在使用该软件的过程中感觉到“非常兴奋非常兴奋”；在线数学游戏教学实验研究90%90%的学生使用该软件的过程中都遇到了不同程度的困难，的学生使用该软件的过程中都遇到了不同程度的困难，遇到困难后，有遇到困难后，有45%45%的学生选择不断地重试，的学生选择不断地重试，27%27%的学生选择的学生选择问周围的同学，问周围的同学，58%58%的学生选择问老师，没有一个学生选择的学生选择问老师，没有一个学生选择放弃的放弃的

18、；24三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 B B同学在玩其中一个关的时候，过了好多次，试用了同学在玩其中一个关的时候，过了好多次，试用了很多办法还是没能通过，老师就试探着说：这么难玩，很多办法还是没能通过，老师就试探着说：这么难玩，放弃了吧！放弃了吧！B B同学说：同学说：“绝不放弃，我一定要完成这个任绝不放弃，我一定要完成这个任务！务！” 而老师反映，而老师反映，B B同学平时学习数学时，在数学难题面同学平时学习数学时，在数学难题面前经常表现得烦躁和缺乏坚持探索的精神，往往抄同学前经常表现得烦躁和缺乏坚持探索的精神，往往抄同学作业的答案。作业的答案。 25三维立体国三维立体国 当完

19、成一个任务后，有当完成一个任务后，有58%的学生选择关注周围同学的进度，的学生选择关注周围同学的进度，并帮助进度较慢的同学；并帮助进度较慢的同学；45%的学生选择关注周围的同学，并与的学生选择关注周围的同学，并与他们比较进度。仅有他们比较进度。仅有6%的学生选择不关注周围同学的情况，的学生选择不关注周围同学的情况，6%的学生选择即使有需要帮助的同学，也不愿意停下来去帮助别人，的学生选择即使有需要帮助的同学，也不愿意停下来去帮助别人，这两种情况的学生是极少数的。这两种情况的学生是极少数的。 另外，在这次实验中还观察发现，部分学生的合作和竞争已另外，在这次实验中还观察发现，部分学生的合作和竞争已经

20、超出了自己的小组范围，经超出了自己的小组范围，一些学生更乐于找与自己水平相当的同学一些学生更乐于找与自己水平相当的同学进行比较，互相交流心得体会进行比较，互相交流心得体会而且这种合作和竞争也超出了所规定的而且这种合作和竞争也超出了所规定的实验时间，部分学生在实验时间结束之后仍然互相比较，交流。实验时间，部分学生在实验时间结束之后仍然互相比较，交流。在线数学游戏教学实验研究26三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 学生的表现花絮：学生的表现花絮： 在一次实验开始前，一个同学对实验人员说：在一次实验开始前，一个同学对实验人员说：“老师，我搞老师，我搞到游戏秘籍了！到游戏秘籍了！”，实验人员

21、听后大惊，实验人员听后大惊，“这个游戏软件都有秘这个游戏软件都有秘籍了？籍了？”然后马上清醒过来，问：然后马上清醒过来，问：“哪里来的？什么样子的秘哪里来的？什么样子的秘籍？籍？”。这时，只见这个同学从口袋里掏出一个小巴掌大的纸片，。这时，只见这个同学从口袋里掏出一个小巴掌大的纸片，上面画着三空门的通关路线图，他边向实验人员展示边说：上面画着三空门的通关路线图，他边向实验人员展示边说：“这这是我找过了关的同学画的，这次一定能通过！是我找过了关的同学画的，这次一定能通过！” 显然，在实验时间结束后，同学们还在为了游戏中的难关在显然，在实验时间结束后，同学们还在为了游戏中的难关在想办法，互相交流。

22、想办法，互相交流。 27三维立体国三维立体国 本次实验后，我们对这个班的数学老师进行了访谈，这本次实验后，我们对这个班的数学老师进行了访谈，这位老师一直参与了教学实验的整个过程。位老师一直参与了教学实验的整个过程。 这位数学老师说：这位数学老师说：“我可以看到学生们对数学游戏的我可以看到学生们对数学游戏的兴趣很高，而且他们确实从游戏中学到了很多知识。，但是，兴趣很高，而且他们确实从游戏中学到了很多知识。，但是，我有一个疑惑：当学生在在线数学游戏中学习的时候，作为我有一个疑惑：当学生在在线数学游戏中学习的时候，作为教师的我应该作什么呢？教师的我应该作什么呢？” 这这8周的教学实验中教师角色的作用

23、没有发挥。周的教学实验中教师角色的作用没有发挥。在线数学游戏教学实验研究28三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究允许教师进行在线与学生端的交互和更新学生端的场景：允许教师进行在线与学生端的交互和更新学生端的场景：n 提供简单方便的工具支持教师创设新的游戏情节提供简单方便的工具支持教师创设新的游戏情节n 跟踪和监视学生端的状态，对学生端的信息进行实时监控，跟踪和监视学生端的状态，对学生端的信息进行实时监控，这些信息包括：用户登录时间，用户所处关卡，用户完成每一这些信息包括：用户登录时间，用户所处关卡，用户完成每一关卡的时间，用户退出系统时间等，这些数据可以方便研究者关卡的时间，用户退出系

24、统时间等，这些数据可以方便研究者和开发者收集用户的信息，方便后期的研究和修订。和开发者收集用户的信息，方便后期的研究和修订。29三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 教师如何利用情境化学习环境的教师工具创设游戏教师如何利用情境化学习环境的教师工具创设游戏情境，从而有效地发挥教师的主导作用情境，从而有效地发挥教师的主导作用30三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究学生学生：北京市海淀区翠微小学小学北京市海淀区翠微小学小学4 4年级年级2 2班全体同学共班全体同学共4141人，人，他们班级的学生从二年级开始就有计算机的实践课程，具有基他们班级的学生从二年级开始就有计算机的实践课程，具

25、有基本的计算机水平。本的计算机水平。教师：教师：翠微小学一分校四年级二班的数学教师张老师。张老师，翠微小学一分校四年级二班的数学教师张老师。张老师，男，男，2525岁，本科学历，参加工作岁，本科学历，参加工作2 2年，有较高的信息技术水平，年，有较高的信息技术水平，曾参加过全国多媒体课件大赛，对本课题有很大的兴趣。曾参加过全国多媒体课件大赛，对本课题有很大的兴趣。 共计共计6 6周时间，每周一次，一次课为周时间，每周一次，一次课为4040分钟分钟 31在线数学游戏教学实验研究 本研究主要采用个案本研究主要采用个案追踪的方式对一位教师及追踪的方式对一位教师及其游戏化学习课程进行研其游戏化学习课程

26、进行研究。究。 资料收集主要采用问卷资料收集主要采用问卷调查、访谈法，课堂观察日调查、访谈法，课堂观察日志记录、课堂录象等方法获志记录、课堂录象等方法获得相关资料，并通过质和量得相关资料，并通过质和量方法结合进行信息分析，得方法结合进行信息分析，得出研究结果。出研究结果。32三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 虽然张老师有一定的信息技术水虽然张老师有一定的信息技术水平，但是，游戏运行机制和情境创设平，但是，游戏运行机制和情境创设的过程对于他来说仍然需要一个理解的过程对于他来说仍然需要一个理解消化的过程消化的过程 研究者在实验之初联合校方给学生家长写了一封家长信，研究者在实验之初联合校

27、方给学生家长写了一封家长信，详细向家长们说明了教学实验的目的、意义和时间安排。家详细向家长们说明了教学实验的目的、意义和时间安排。家长信的后面附上了家长态度的反馈表，统计反馈结果，长信的后面附上了家长态度的反馈表，统计反馈结果，94%94%的的家长表示对实验的理解和支持。家长表示对实验的理解和支持。33三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究34三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究访谈张教师：访谈张教师：创设情境花费时间最多的是游戏关卡中素材搜集和创设创设情境花费时间最多的是游戏关卡中素材搜集和创设35三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 学生对教师创设情境认学生对教师创设

28、情境认同度没有期望值那么高。同度没有期望值那么高。访谈学生：同学们提到最多的问题主要是：访谈学生：同学们提到最多的问题主要是：（1 1）内容太简单，没有挑战性）内容太简单，没有挑战性（2 2）题目太多，没有更多的可以玩的）题目太多，没有更多的可以玩的36三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究学生对游戏后教学生对游戏后教师组织学生讨论师组织学生讨论持支持态度持支持态度学生对游戏后教学生对游戏后教师对知识的总结师对知识的总结持支持态度持支持态度37三维立体国三维立体国在线数学游戏教学实验研究 他在第一次体验的时候游戏速度就遥遥领先，但是在第二次实验的时他在第一次体验的时候游戏速度就遥遥领先，

29、但是在第二次实验的时候他没有来，其他的同学告诉研究者他的脚崴了，来不了。但是第三次他候他没有来，其他的同学告诉研究者他的脚崴了，来不了。但是第三次他来了，而且到了快要下课的时候他的进度就赶上了其他的同学。研究者专来了，而且到了快要下课的时候他的进度就赶上了其他的同学。研究者专门对他进行了访谈：门对他进行了访谈：研究者：你以前经常玩游戏吗？研究者：你以前经常玩游戏吗？A A：也没有，就玩过一两个游戏；：也没有，就玩过一两个游戏；研究者：你在玩游戏的时候比其他同学玩得快，能说说你的秘诀吗？研究者：你在玩游戏的时候比其他同学玩得快，能说说你的秘诀吗？A A：也没有什么秘诀，我不象别的同学那样每句对话都要看，因为对话中：也没有什么秘诀，我不象别的同学那样每句对话都要看，因为对话中说的知识许多我都了解，我更注重闯关过程。说的知识许多我都了解，我更注重闯关过程。研究者：你觉得你是在玩游戏还是在