技工院校数学游戏化教学的实践与思考

\o"分享到微博"\o"分享到微信"\o"分享到QQ"\o"分享到QQ空间"摘要：为提高学生的数学学习兴趣，以数学学习赋能学生职业能力发展，文章将技工院校数学课程教学作为研究切入点，以“角的概念的推广”为研究对象，探索在教学实践中采用游戏化教学法的路径。研究结果表明，在技工院校数学教学中应用游戏化教学法，能使学生拥有更多的实践操作机会，更容易在实践中理解任意角、象限角等概念，实现个体数形结合思维、团队协作能力、沟通协调与解决问题能力的发展。关键词：技工院校；数学；游戏化教学；教学效果；学习兴趣中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）36-0061-04基金项目：本文系2023年福建省职业技术教育中心职业教育研究课题“在多元星级评价体系下的中职数学游戏化教学设计实践探索”（编号：ZB2023047）研究成果当前，很多学者都在研究数学教学，并围绕游戏化教学法提出了相应的学术观点。姚文龙在研究数学教学的多元化教学法时，提出设计游戏教学环节的观点，认为游戏化教学能提高学生的学习兴趣和学习效果，帮助学生更好地应用数学知识解决问题[1]。康晓燕在探索培养学生数学自学能力的路径时，提出设计趣味游戏的观点，认为学生在参与游戏的过程中，能对数学学习产生浓厚的兴趣，更深入地理解和掌握数学知识[2]。李学义认为数学游戏具有锻炼学生思维灵活性的作用，可以在游戏活动中带领学生进行思维训练，拓展学生的思维，提高学生解决问题的能力[3]。从国内学者对数学游戏化教学的研究现状来看，大部分学者都认可游戏化教学法的价值。本文在借鉴国内学者研究成果的基础上，重点探索技工院校数学课程教学中开展游戏化教学的路径。一、游戏化教学的起源与基本理念游戏化教学的理念由来已久，许多教育家都主张通过实践活动和模拟游戏来教育学生。古希腊哲学家柏拉图认为游戏可以帮助学生进行实践和模拟，从而更好地理解抽象的概念和理论。19世纪，德国的福禄贝尔认为，游戏是儿童的内在本能，对儿童的教育不应加以束缚、压制，也不应拔苗助长，而应当顺应其本性，满足其本能的需要。20世纪初，意大利的蒙台梭利在《运用于儿童之家的科学教育方法》一书中强调，课程教学引入游戏的元素，能使学习变得更加有趣和吸引人。随后，游戏化教学经过不断的深入研究和实践，逐渐得到发展和完善。国外的教学较早地采纳了游戏化，并在实践中取得了良好的效果。近年来，我国的教学实践也开始采纳游戏化，使学生能够在轻松愉快的氛围中学习，提高学习效果。所谓游戏化，就是将游戏或游戏元素、游戏设计和游戏理念应用到非游戏情境中。比如在教育培训、市场营销、产品设计等领域，游戏化有着非常重要的价值。基于这一理念，游戏化教学是将游戏或游戏元素、游戏设计和理念应用到教学情境，以增加学习的趣味性、互动性，从而激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。游戏化教学强调运用游戏来辅助教学，它是以学生为中心的教学方法，尊重学生的主体地位，并通过趣味化的方式激发学生的学习积极性和主动性，使他们在轻松愉快的氛围中进行学习。这种方法有利于培养学生自主、合作、探究的意识和能力。游戏具有强烈的趣味性，在技工院校数学课程教学中，教师可以通过多种不同的形式予以呈现，引导学生自主学习并积极应对游戏中的各种挑战，使学生吸收知识，促进自我学习能力的提升。在技工院校数学游戏化教学实践中，常见的游戏类型有以下几种。一是配对游戏。在配对游戏中，教师可以向学生提供一系列打乱的图像和文字，让学生自动将图像和文字进行配对。这个过程不仅考验学生的观察力和记忆力，还能帮助学生理解不同图像和文字的关系，提高学生对数学知识的理解能力。二是拼图游戏。拼图游戏可以将角的相关知识与打乱的拼图结合起来，不仅能培养学生的空间思维能力，还能让学生深度理解数学知识。三是运算游戏。运算游戏即以游戏竞技的形式培养学生数学运算能力的过程，要求学生在游戏活动中运用所学数学知识进行一系列运算，又快又准地计算出正确答案。二、技工院校开展数学游戏化教学的价值1.打破传统课堂教学模式的限制游戏化教学强调在“做中学，学中做”，教师可将游戏作为数学知识的重要媒介，以活动组织者和学生指导者的身份，与学生共同参与到游戏活动中。这样，能让学生完成游戏任务的同时，更好地理解和掌握数学知识。在游戏化教学中，学生是游戏的参与主体，可以在游戏活动中通过分析和解决问题，形成良好的逻辑思维。同时，也能够打破传统数学课堂教学中学生在知识理解、吸收和应用上存在的不足，有效创新传统课堂教学模式，推动数学课堂教学改革，促进学生的个性化发展。2.在游戏中吸引学生的注意力在数学教学中，游戏化教学能为学生学习提供丰富多彩的游戏内容，并通过趣味性游戏激发学生主动学习的欲望，充分挖掘学生的数学学习潜力，让学生在理解和吸收数学知识的同时，在心理上获得强烈的愉悦感。在游戏化教学中，教师要根据学生的特点、需求以及数学教学目标，灵活选择游戏内容，并设定游戏规则，以精彩的游戏来吸引学生的注意力，让学生在玩耍的过程中长期保持专注，避免学生分心、走神。在游戏化教学中，学生也可以和老师、同学进行互动，在相互鼓励和竞争的过程中养成自主学习的意识，提高学习效果。3.在游戏中激发学生的竞争意识在技工院校的公共基础课程中，数学课程占据着重要地位。因此，教师要重视培养学生的数学核心素养，让学生在数学学习中逐渐掌握数学知识，学会运用数学知识解决实际问题。在技工院校数学教学中，教师采用游戏化教学法时可以根据学生的学情和兴趣偏好，结合熟悉游戏的内容设计具有挑战性的游戏任务。这种方式能让学生在参与游戏活动的同时，形成较强的竞争意识，养成自主学习的良好习惯，学会为获得游戏胜利而主动挖掘和运用数学知识。4.提高学生对数学知识的理解程度运用游戏化教学法时，教师可以将数学知识与游戏元素结合，并营造轻松愉悦的学习氛围，引导学生积极参与游戏活动，让学生更好地进入深度学习的状态。在游戏活动中，教师要结合教学内容灵活设计学习任务，创设蕴含游戏元素的教学情境，给学生带来良好的学习体验，并通过游戏激发学生的好奇心，激励学生在探究、合作的过程中理解和掌握知识。三、技工院校数学游戏化教学的应用案例与策略教师将传统的教学方式与游戏元素相结合，设计出更适宜的教学方案，能促进学生进行游戏化的数学学习。在数学游戏化教学中，教师要营造轻松愉快的学习氛围，引导学生通过小组合作、角色扮演、竞技挑战等形式，提高他们的合作能力和竞争意识。下面，本文分析技工院校数学游戏化教学的典型案例——“角的概念的推广”。1.教学内容与学情分析“角的概念的推广”是全国技工院校公共课教材（中级）《数学》（第七版上册）第三章第一节的教学内容，其运用运动的观点来定义角，既是学生初中所学角的静态定义的延伸，又为学生后续学习三角函数的周期性、诱导公式等内容奠定了基础。学完“角的概念的推广”，学生能叙述任意角、象限角、终边相同的角的概念，能根据任意角的动态形成过程画出任意角，能准确判断任意角的象限，能正确写出与已知角终边相同的角的集合。虽然学生在初中学习了角的概念和平面几何的基础知识，对图形有一定的感性认识，但是进入技工院校后，部分学生数形结合的思维能力还没有完全建立起来，对于理解任意角的概念以及掌握终边相同的角的集合的表示（应用）比较困难。因此，本节课采用了游戏化教学，这样一方面可以提高学生的学习兴趣和主体参与意识，另一方面也能通过游戏过程促进学生对角的形成过程等内容的理解。结合学生学情和课程标准，教师从核心素养和情感态度与价值观的角度出发，对“角的概念的推广”设计了以下的教学目标。一是通过游戏活动感知角的形态变化，立足于对角的基本认知体会角的意义和价值。二是从游戏活动中抽象出角的模型，建立任意角的概念；利用图像建立旋转方向和角的正负之间的对应关系，准确地认出不同角，并学会辨别正角和负角。三是理解什么是象限角和界限角，能正确判定出任意角所在的象限，准确描述角的形成过程[4]。2.设置评价标准在确定好游戏化教学目标后，教师要根据教学目标提前设置评价标准，将评价贯穿于教学的全过程。在设置评价标准时，教师可以从学生自评和师生互评两个角度出发，根据教学目标设计不同维度的教学评价标准。首先，在学生自评上，教师可以从设定角的认知和角的概念的推广两项标准，根据学生达成不同标准的情况打分。例如，角的认知可以划分为三个等级，每个等级分别对应1分、2分、3分。一是学生能说出已学的角的概念、组成和范围；二是学生能准确说出角的概念和组成，在周角范围内掌握对角进行分类的方法；三是学生能利用可视化工具归纳的概念，能对角进行分类[5]。其次，在教师评价上，教师可以设定合作学习、直观想象和数学抽象三类标准。教师评价是提升技工院校游戏化教学成效的关键。在合作学习上，评价维度自下而上分为三级，一是学生在游戏合作中能主动表达自身的观点；二是学生在合作中善于倾听他人的观点，能与小组成员合作完成游戏任务；三是学生在游戏中能针对组员提出的观点进行辩论，善于思考、严谨求实。在直观想象上，一是通过游戏，学生能了解旋转方向和正角、负角之间的关系；二是通过游戏，学生可以从旋转数量和旋转方向两个方面正确描述角；三是通过直观想象，学生能从数、形角度分析角的概念，并具备书面表达与互动交流的能力。在数学抽象上，一是学生可以围绕游戏，抽象出角的概念与规则；二是在游戏中，学生会用数学语言抽象出任意角的概念和规则；三是在游戏中，学生能抽象出任意角的概念和规则，并能够处理具体化的问题。3.教学准备“角的概念的推广”的授课对象是技工院校的一年级学生，他们当中的部分人缺乏扎实的数学功底，对数学学习有抵触情绪。为了发挥游戏化教学法激发学生学习兴趣的作用，教师要将数学知识融入游戏互动中，引导学生在游戏的同时发现、分析和解决问题，让学生在自主探究与合作学习的过程中高质量地完成学习任务。在教学开始前，教师应做好相应的准备工作。首先，教师要让学生在课前自主预习新课知识，并自制能够演示角的生成过程的教具，使学生在课前预习的基础上初步了解即将学习的知识，并在游戏活动中具备识别和挖掘知识的能力。其次，在正式授课环节，教师可以将新课划分为认识概念、梳理概念、辨析概念和巩固学习等方面，并通过多媒体向学生展示用扳手拧螺丝的画面，询问学生拧螺丝的角度。当学生发现无法直接说出拧螺丝的角度后，教师就可以自然地引出本节课的核心概念，主动与学生的课前预习对接，为引入游戏主题做好铺垫，以提升游戏化教学的效果[6]。4.游戏设计与实施本节课布置了一个射击闯关游戏，安排了四个游戏关卡并贯穿知识学习的全过程。小组每通过一个关卡，组员均可获得相应的游戏积分。同时，课堂中参与“头脑风暴”者可获得1个积分。游戏结束后，评选出最佳小组及个人并给予一定的奖励。在新课导入环节，教师安排游戏关卡一，让每个小组派出一名炮手，其他组员按照教师出示的目标位置（炮手不可见）指挥本组炮手旋转炮塔后射击目标，要求每次射击后必须把炮塔转回起始位置（水平向右）。游戏的导入，提高了学生的学习兴趣和主体参与意识。在依次出示三个目标的位置后，教师引导学生进行讨论，让他们总结出射击过程中确定目标的规则，也就是炮塔旋转的两个关键量——旋转方向和旋转量，并顺利过渡到任意角的概念的学习。在任意角的概念的学习环节，教师安排游戏关卡二，让学生根据所给的三个角度（390°、600°、-210°）旋转炮塔后击中目标。在此过程中，学生先根据角的正负值确定炮塔的旋转方向（正角为逆时针旋转，负角为顺时针旋转），再结合旋转量旋转炮塔后得出炮管所在的位置就是对应角的终边位置。学生自主思考超过360°的角的画法后，在组内讨论和分享结果，得出结果中的错误在于没有标明旋转方向及箭头位置标反了。教师引导学生根据任意角的动态形成过程，总结出任意角的正确画法。在终边相同的角的相关知识的学习环节，教师安排游戏关卡三、游戏关卡四。在游戏关卡三中，学生根据所给的三个角度（30°、750°、-330°）旋转炮塔后，发现三个角度对应的炮管位置相同，然后在直角坐标系中画出各角，并通过观察它们终边位置的关系得出终边相同的角的概念。通过分析三个角对应的炮塔的旋转过程，教师引导学生分析总结出终边相同的角的度数之间相差360°的整数倍，从而讨论得出与琢终边相同的角的表达式和与琢终边相同的角的集合。在游戏关卡四中，两个射击目标位置设定为水平方向和垂直方向，各小组讨论理论上炮塔可以旋转的角度的集合后，派代表对讨论结果进行自由辩论，再由教师点评，让学生深入思考并统一答案。由小组讨论到组间互评再到教师点评，能促进学生数学知识的内化。5.教学反思本节课共两课时，在游戏化教学中，教师充当“引导者”的角色，依据学生的学情和经验制定游戏规则，布置射击游戏任务，使教学内容围绕故事展开，成功地激发了学生的学习兴趣，让学生在“玩中学”，并积极参与到学习活动中。通过旋转炮塔模拟角的形成过程，学生有大量尝试的机会，并在画出任意角及判断角的象限后通过旋转炮塔验证结果，加深了对任意角和象限角的概念的理解，提升了数形结合的思维能力。射击游戏中的闯关任务，则培养了学生的团队协作能力、沟通能力及解决问题能力。虽然本节课的教学目标已达成，但是在时间管理方面，在游戏关卡一中花费的时间比