思維玩出來：小學數學游戲微課程的設計與實施

浙江杭州市富陽區富春第八小學（311400）

一、緣起

有一次，筆者偶然上了一堂數學魔方游戲的課，課堂上學生興致勃勃、思潮奔涌，教學效果奇佳。課后發現，學生一有空就拿起魔方練習，并且自行組織小團體進行比賽，玩得不亦樂乎。這引發了筆者進一步的思考：數學游戲有利于學生獲得數學知識，有利于培養學生數學思維，但游戲占時長，而微課以它短小精悍的特征剛好能彌補這個缺陷。那么是否能利用微課程的形式，把數學游戲和數學問題融合在一起，讓學生在做游戲的同時既學到數學知識，又發展數學思維呢？

本文以四年級數學游戲微課程中的幾個游戲設計為例展開論述。

二、設計

數學游戲微課程的設計從目標、內容、規則、制作四方面展開。

（一）目標定位：有趣味、有思維

數學游戲微課程的設計目標是有趣味、有思維。有趣味指游戲是學生感興趣的，玩起來是非常有意思的，這樣才能吸引學生去玩游戲，去探索游戲的本質。有思維指游戲過程必須是有一定挑戰性的，能夠促進學生思維，啟發學生思考，引領學生主動探究和解決問題的。有趣味、有思維的微課程均要有利于學習氛圍的營造，學生思維的發展。

（二）內容選擇：有深度、有味道

游戲進入課堂，內容需要有所選擇。有深度是指游戲承載一定的數學思想方法，需要學生經過思考才能完成。有味道是指游戲能多次反復玩，并且越玩越有味道，樂此不疲。

1.挖掘數學內涵，使游戲有深度

數學游戲是對教材內容的補充和提升，是課程標準要求的數學思想方法的形象與生動的體現。因此，不能只是為了游戲而游戲，要挖掘游戲中的數學內涵。例如，算24點的游戲是為了提高學生的綜合運算能力，魔方游戲是為了發展學生的空間觀念與想象能力，等等。

2.傳統游戲出新，使游戲有味道

踢毽子、蘿卜蹲、跳繩、跳房子等傳統游戲，既有益于學生的身體健康，又能啟迪學生的思維，還能培養學生的合作能力，如果能夠將它們與數學知識融合，改編成數學游戲，就可以使游戲更有味道，讓學生玩得樂此不疲。

例如，跳房子的游戲可以和公頃與平方千米的知識融合，改編為“運用圖形畫房子，每個格子的名字用面積單位表示，相鄰的格子代表進率100，按進率數排位，最高的格子的名字是平方千米”的游戲，從而讓學生體會面積單位間的進率變化，感受圖形的拼組與設計，從而發展空間觀念。

（三）規則重創：有魅力、有謀略

游戲的規則決定了游戲的玩法，有魅力是指游戲的規則設定能吸引學生主動探究，欲罷不能，一定要玩到結束才罷休。有謀略是指游戲過程中，學生必須有一定的思考才能完成游戲任務，有別于那些反復機械操作的游戲。

1.合理編制規則，使游戲有魅力

首先，利用學生感興趣的話題創設游戲背景，如太空、侏羅紀、游樂園等，能馬上吸引學生的注意力，激起學生玩的欲望。

其次，以學生向往的模式編制游戲規則，例如挑戰任務、競爭合作、勝者為王等。這樣的游戲方式極具刺激性，既能夠適應學生的個體差異，又能通過學生間的互動增強他們的合作協調能力，還能因為時間的限制制造緊張的游戲氛圍，訓練學生思維的靈敏性。

最后，給游戲取一個絢麗的名字，例如“英雄聯盟”“打個翻身仗”等，讓學生一看名字就蠢蠢欲動，心癢難耐。

2.適時提煉策略，使游戲有謀略

游戲策略在本文中是指游戲中所涉及的數學知識和數學思想方法。如果沒有策略，盲目地玩游戲對學生的思維發展幫助不大。如果只是照著游戲策略去玩，學生只能算“操作工”。因此在設計游戲環節時，不能一開始就給學生提供游戲策略，而是要讓學生在初步玩了游戲后，能在教師的恰當點撥下找到游戲策略，然后拓展為更深一步的游戲學習。

（四）視頻制作：有激趣、有解惑

微視頻的最大優點是能重復使用，滿足不同學生的需求。它主要承載兩大功能：激趣和解惑。激趣的視頻一般放在課始，介紹游戲的來源、玩法、規則等；解惑的視頻詳細闡述游戲策略或難點，一般放在游戲策略反饋環節之后。

對于小學四年級數學游戲微課程的設計，筆者做了以下安排（見表1）。

表1 小學四年級數學游戲微課程的設計

三、實施

數學課程標準指出：數學在提高人的推理能力、抽象能力、想象力和創造力等方面有著獨特的作用。數學游戲微課程在實施中，在學生通過游戲獲得感性認識時，教師要適時點撥，引導學生探索策略，形成理性認識。這一過程是學生思維起航、沖擊碰撞、產生火花的過程，也是學生運算能力、推理能力、合作精神和求異思維培養的良機。

（一）策略建模，玩出運算能力

數學建模能引導學生運用數學的語言和方法描述現實問題，進而學會解決實際問題。游戲陪伴著學生的成長，在游戲過程中引導學生關注游戲策略的建模，學生就能在玩中學習，在玩中研究，在玩中發展運算能力。

案例1：“英雄聯盟”——四則運算單元

學具：每人準備1～10共十張數字卡片。

【游戲活動一】四人一組，每人同時出一張數字牌，先算出24的贏得四張牌。最后牌最多者贏。式子用綜合算式表示，括號不可以用錯。如果四人都算不出來的算和局，不需要給對方牌。

策略建模1（微課）：可以根據數字往1×24、3×8、4×6、2×12、30-6等方向去思考，這樣就能更快地算出來。

【游戲活動二】四人一組，每人同時出一張數字牌，算出結果最大者贏。

策略建模2（微課）：最大數除以最小數，最大數乘最大數……

【游戲活動三】四人一組，每人同時出一張數字牌，算出結果最小者贏。

策略建模3：最小數除以最大數，同數相減……

【游戲活動四】英雄聯盟。

四個游戲活動的優勝者進行對決，同組其他學生作為對決者的聯盟可提供幫助，題目隨機出現，計算結果看要求，算得最快的贏。

因為有了策略的建模，第二次比賽時學生的計算速度明顯加快，而且學生既學會了小括號和中括號的用法，又進行了運算訓練。

這樣的活動，能夠引領學生從盲目嘗試到探究策略，再到運用策略，使學生體會到策略的優越性以及尋找策略的重要性。這對于培養學生的思維及解決問題的能力幫助很大。

（二）深度探究，玩出推理能力

《義務教育數學課程標準（2011年版）》指出：“推理是數學的基本思維方式，也是人們學習和生活中經常使用的思維方式。”數學游戲不是簡單的游戲加學習，需要給予學生一定的深度探究和思考的過程，這需要教師不斷深入地追問，讓學生層層推理。

案例2：“打個翻身仗”——獨立于教材

學具：每人準備五個杯子，及一張活動過程記錄表。

【游戲活動一】探究每次翻三個杯子的奧秘。

問題1：若干個杯子底朝上，每次翻三個最少翻幾次能把所有杯子都翻過來？

1.初探游戲：四個杯子底朝上，每次翻三個，最少翻幾次能把所有杯子都翻過來？引導學生在下表中記錄過程。（如表2）

表2

2.猜一猜：若干個杯子底朝上，每次翻三個，最少翻幾次能完成？（4-n次）

3.分組驗證：每人選擇2個數進行翻杯子驗證，四人為一組，匯總數據，驗證猜想。

學生發現：3的倍數的杯子數只要除以3，商就是最少翻的次數。對于非3的倍數的杯子數，則眾說紛紜，均不能直擊重點。

教師點撥：“通過探究，我們知道了杯子數是3的倍數，那么它除以3的商就是杯子翻的最少次數。不是3的倍數的數有沒有什么規律呢？你覺得我們還可以怎樣來研究這個問題？”學生提出可以選擇大數來嘗試，采用表格法探究規律，重點從余數這個方向入手探究。

4.學生討論探究，師生一起填寫表3。

表3 翻杯子數據記錄表

通過討論，師生一致得出公式（杯子數用n來表示）（微課）：

余數為1：最少翻的次數=（n-4）÷3+4

余數為2：最少翻的次數=（n-5）÷3+3

余數為0：最少翻的次數=n÷3

【游戲活動二】探究每次翻兩個杯子的奧秘。

問題2：若干個杯子底朝上，每次翻兩個，最少翻幾次能把杯子都翻過來？

學生游戲后發現：單數個杯子，每次翻兩個，無法把杯子全翻過來；雙數個杯子，每次翻兩個，只要除以2就是最少全翻的次數。

教師點撥：“為什么3個杯子每次翻兩個，無數次都沒辦法全翻過來？”

教師追問：“4個杯子又怎么解釋呢？”

教師再追問：“你能用這個規律再來解釋剛才探索的翻3個杯子的規律嗎？”

教師總結：“在科學研究中，能夠發現一種規律可行非常可貴，能夠發現一種規律不可行更加可貴。在平時的學習研究中，只要大膽猜測，敢于質疑，勇于驗證，真相就會在你面前。”

【游戲活動三】系統探究翻杯子問題。

小組選擇探究：每次翻四個杯子、五個杯子、六個杯子……又會是怎樣的情況呢？

方法總結：先判斷能不能翻成功，再計算最少翻幾次，最后用杯子或者表單驗證。

這節課從游戲操作入手，逐步走向畫圖研究，層層深入引導學生發現問題，猜想驗證，反思方法，調整方案，再進行應用；游戲活動二中，教師通過適時點撥、再三追問，溝通了知識間的聯系，提高了學生的推理能力。游戲活動三通過單數個杯子不能翻成功的案例，培養學生質疑的科學精神。

像這樣，在游戲中激發學生猜想、驗證、遷移、歸納、質疑，引發學生的“高階思維”活動，才是數學游戲的價值所在，也是學生推理能力發展的平臺。

（三）配合默契，玩出合作精神

合作精神對學生的成長至關重要，它能讓學生學會與他人團結協作，共同完成任務。開展數學游戲課，往往需要學生的競爭與合作才能獲得成功。

案例3：“王者榮耀”——大數的認識

玩法一：本游戲源于“蘿卜蹲”（微課），把全班學生分成9組，每組代表一個數位，教師喊口令：“十位蹲，十位蹲，個位蹲完百位蹲。”喊哪一個數位，相應的組就要快速蹲下，前一組蹲下的學生就要快速站起。未按口令完成動作的學生算失敗。

玩法二：學生9人為一組，站成一排，每位學生手里拿0～9共十張數字卡片。學生先站著，每人手里拿著一張卡片，教師喊口令：“個位蹲，千位蹲，千萬位蹲……”喊到的學生就要快速蹲下，同時拿出數字卡片，沒有被喊到的學生仍然站著，表示為0，然后其他同學把這個數讀出來。動作錯誤的學生算失敗，最后贏得最多的小組獲勝。

玩法三：學生10人為一組，每組在地上按順序寫好數位。這10個學生每人代表一個數字，教師報一個數，相應的數的學生就要跑到相應數位上蹲下，蹲錯位置的學生算輸，最后留下的學生算贏，如果有兩人同時搶一個位置則兩人都判輸。游戲結束時，留下人數最多的小組算贏。

這樣，將學生比較難記住的億以內的數位和經常出錯的讀數寫數，通過喜歡的形式玩出來，既鞏固了數學知識，又讓學生深深體會到數學也是可以玩的。

由于學生之間必須配合默契，相互禮讓，玩游戲才能取得勝利。因此，這樣的過程對于學生來說非常珍貴，“自己一個贏并沒有用，必須整個團隊贏”的觀念支配著每一個學生的行為，這遠遠比學會解一道題目收獲更大。

（四）問題解決，玩出求異思維

數學游戲教學中，教師要善于創設問題情境，讓學生在游戲過程中以問題解決為主線，多方面、多角度分析問題，從而產生新思路、新方法，形成自己獨到的見解，進而培養自身的求異思維。

案例4：“創新達人”——獨立于教材

學具：每人準備黃、綠、紅、紫、藍色珠子各10個，彩線一卷，鈍頭針一枚。

[游戲活動一]按要求串珠子。

1.選擇三種不同顏色的珠子串一串珠鏈，用這樣循環的形式來表示你的珠鏈：a.bc.（點表示按這樣的順序無限循環）

同桌之間互相算一算：你的珠鏈的第100個、1000個……珠子是什么顏色？

2.選擇四種不同顏色的珠子進行同樣的操作。

3.不串珠子，用字母的形式表示你要串的珠鏈，并且同桌之間算一算：第n個珠子是什么顏色？

小結：珠子總個數÷顏色數=商……余數，商表示循環的次數，余數表示多下來的珠子，按余數數一數就知道是哪種顏色的珠子。

[游戲活動二]排列組合。

1.選擇你喜歡的三種顏色珠子串珠鏈，你有幾種搭配方案？

（1）每種1顆循環：abc式6種，（2）每種2顆循環：aabbcc式 6種，aabcbc式 6種；（3）每種 3顆循環的：aaabbbccc式6種，aaabcbcbc式6種……（4）顆數不一樣組合的：abbaccabbacc式的、abcbcbcabcbcbc式的等；（5）每一個都不相同的：abbaccbaacbb式的，abbccaabbbbccccaaabbbbbbcccccc式遞增的……

2.設計好方案后動手串一串，并且算一算，這樣的組合中，第100個珠子會是什么顏色？

[游戲活動三]同中求異。

請你為自己設計一個獨一無二的方案，然后串成一條手鏈，必須要獨一無二哦！

學生在實際操作中會產生許多奇思妙想，而且材料就在手中，一切想象都可以馬上實現。這樣的游戲讓學生腦洞大開，學生的思維非常活躍，每個人都用同樣的材料做出了不一樣的手鏈，搭配方案層出不窮，給人驚喜無限。學生在參加游戲活動時，天性被釋放，思維被激活，可見游戲是學生創造力萌發的沃土。

四、反思展望

近年來，數學游戲越來越為更多的教師所關注，筆者根據自己一年多的嘗試，發現數學游戲實施困難重重；一是數學知識與游戲融合只是有想法但是沒有技術；二是數學游戲需要占用數學課時間，開設多了就會影響教材的教學時間。

希望數學游戲和數學知識能系統地融合在一起，編進教材，也希望IT精英能夠為小學生設計一些承載著數學內涵的游戲，讓游戲能助力學生思維發展。