技工院校數學游戲化教學的實踐與思考

摘要：為提高學生的數學學習興趣，以數學學習賦能學生職業能力發展，文章將技工院校數學課程教學作為研究切入點，以“角的概念的推廣”為研究對象，探索在教學實踐中采用游戲化教學法的路徑。研究結果表明，在技工院校數學教學中應用游戲化教學法，能使學生擁有更多的實踐操作機會，更容易在實踐中理解任意角、象限角等概念，實現個體數形結合思維、團隊協作能力、溝通協調與解決問題能力的發展。

關鍵詞：技工院校；數學；游戲化教學；教學效果；學習興趣

中圖分類號：G712文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）36-0061-04

基金項目：本文系2023年福建省職業技術教育中心職業教育研究課題“在多元星級評價體系下的中職數學游戲化教學設計實踐探索”（編號：ZB2023047）研究成果

當前，很多學者都在研究數學教學，并圍繞游戲化教學法提出了相應的學術觀點。姚文龍在研究數學教學的多元化教學法時，提出設計游戲教學環節的觀點，認為游戲化教學能提高學生的學習興趣和學習效果，幫助學生更好地應用數學知識解決問題[1]。康曉燕在探索培養學生數學自學能力的路徑時，提出設計趣味游戲的觀點，認為學生在參與游戲的過程中，能對數學學習產生濃厚的興趣，更深入地理解和掌握數學知識[2]。李學義認為數學游戲具有鍛煉學生思維靈活性的作用，可以在游戲活動中帶領學生進行思維訓練，拓展學生的思維，提高學生解決問題的能力[3]。從國內學者對數學游戲化教學的研究現狀來看，大部分學者都認可游戲化教學法的價值。本文在借鑒國內學者研究成果的基礎上，重點探索技工院校數學課程教學中開展游戲化教學的路徑。

一、游戲化教學的起源與基本理念

游戲化教學的理念由來已久，許多教育家都主張通過實踐活動和模擬游戲來教育學生。古希臘哲學家柏拉圖認為游戲可以幫助學生進行實踐和模擬，從而更好地理解抽象的概念和理論。19世紀，德國的福祿貝爾認為，游戲是兒童的內在本能，對兒童的教育不應加以束縛、壓制，也不應拔苗助長，而應當順應其本性，滿足其本能的需要。20世紀初，意大利的蒙臺梭利在《運用于兒童之家的科學教育方法》一書中強調，課程教學引入游戲的元素，能使學習變得更加有趣和吸引人。隨后，游戲化教學經過不斷的深入研究和實踐，逐漸得到發展和完善。國外的教學較早地采納了游戲化，并在實踐中取得了良好的效果。近年來，我國的教學實踐也開始采納游戲化，使學生能夠在輕松愉快的氛圍中學習，提高學習效果。

所謂游戲化，就是將游戲或游戲元素、游戲設計和游戲理念應用到非游戲情境中。比如在教育培訓、市場營銷、產品設計等領域，游戲化有著非常重要的價值。基于這一理念，游戲化教學是將游戲或游戲元素、游戲設計和理念應用到教學情境，以增加學習的趣味性、互動性，從而激發學生的學習興趣，提高學生的學習效果。游戲化教學強調運用游戲來輔助教學，它是以學生為中心的教學方法，尊重學生的主體地位，并通過趣味化的方式激發學生的學習積極性和主動性，使他們在輕松愉快的氛圍中進行學習。這種方法有利于培養學生自主、合作、探究的意識和能力。游戲具有強烈的趣味性，在技工院校數學課程教學中，教師可以通過多種不同的形式予以呈現，引導學生自主學習并積極應對游戲中的各種挑戰，使學生吸收知識，促進自我學習能力的提升。在技工院校數學游戲化教學實踐中，常見的游戲類型有以下幾種。一是配對游戲。在配對游戲中，教師可以向學生提供一系列打亂的圖像和文字，讓學生自動將圖像和文字進行配對。這個過程不僅考驗學生的觀察力和記憶力，還能幫助學生理解不同圖像和文字的關系，提高學生對數學知識的理解能力。二是拼圖游戲。拼圖游戲可以將角的相關知識與打亂的拼圖結合起來，不僅能培養學生的空間思維能力，還能讓學生深度理解數學知識。三是運算游戲。運算游戲即以游戲競技的形式培養學生數學運算能力的過程，要求學生在游戲活動中運用所學數學知識進行一系列運算，又快又準地計算出正確答案。

二、技工院校開展數學游戲化教學的價值

1.打破傳統課堂教學模式的限制

游戲化教學強調在“做中學，學中做”，教師可將游戲作為數學知識的重要媒介，以活動組織者和學生指導者的身份，與學生共同參與到游戲活動中。這樣，能讓學生完成游戲任務的同時，更好地理解和掌握數學知識。在游戲化教學中，學生是游戲的參與主體，可以在游戲活動中通過分析和解決問題，形成良好的邏輯思維。同時，也能夠打破傳統數學課堂教學中學生在知識理解、吸收和應用上存在的不足，有效創新傳統課堂教學模式，推動數學課堂教學改革，促進學生的個性化發展。

2.在游戲中吸引學生的注意力

在數學教學中，游戲化教學能為學生學習提供豐富多彩的游戲內容，并通過趣味性游戲激發學生主動學習的欲望，充分挖掘學生的數學學習潛力，讓學生在理解和吸收數學知識的同時，在心理上獲得強烈的愉悅感。在游戲化教學中，教師要根據學生的特點、需求以及數學教學目標，靈活選擇游戲內容，并設定游戲規則，以精彩的游戲來吸引學生的注意力，讓學生在玩耍的過程中長期保持專注，避免學生分心、走神。在游戲化教學中，學生也可以和老師、同學進行互動，在相互鼓勵和競爭的過程中養成自主學習的意識，提高學習效果。

3.在游戲中激發學生的競爭意識

在技工院校的公共基礎課程中，數學課程占據著重要地位。因此，教師要重視培養學生的數學核心素養，讓學生在數學學習中逐漸掌握數學知識，學會運用數學知識解決實際問題。在技工院校數學教學中，教師采用游戲化教學法時可以根據學生的學情和興趣偏好，結合熟悉游戲的內容設計具有挑戰性的游戲任務。這種方式能讓學生在參與游戲活動的同時，形成較強的競爭意識，養成自主學習的良好習慣，學會為獲得游戲勝利而主動挖掘和運用數學知識。

4.提高學生對數學知識的理解程度

運用游戲化教學法時，教師可以將數學知識與游戲元素結合，并營造輕松愉悅的學習氛圍，引導學生積極參與游戲活動，讓學生更好地進入深度學習的狀態。在游戲活動中，教師要結合教學內容靈活設計學習任務，創設蘊含游戲元素的教學情境，給學生帶來良好的學習體驗，并通過游戲激發學生的好奇心，激勵學生在探究、合作的過程中理解和掌握知識。

三、技工院校數學游戲化教學的應用案例與策略

教師將傳統的教學方式與游戲元素相結合，設計出更適宜的教學方案，能促進學生進行游戲化的數學學習。在數學游戲化教學中，教師要營造輕松愉快的學習氛圍，引導學生通過小組合作、角色扮演、競技挑戰等形式，提高他們的合作能力和競爭意識。下面，本文分析技工院校數學游戲化教學的典型案例——“角的概念的推廣”。

1.教學內容與學情分析

“角的概念的推廣”是全國技工院校公共課教材（中級）《數學》（第七版上冊）第三章第一節的教學內容，其運用運動的觀點來定義角，既是學生初中所學角的靜態定義的延伸，又為學生后續學習三角函數的周期性、誘導公式等內容奠定了基礎。學完“角的概念的推廣”，學生能敘述任意角、象限角、終邊相同的角的概念，能根據任意角的動態形成過程畫出任意角，能準確判斷任意角的象限，能正確寫出與已知角終邊相同的角的集合。雖然學生在初中學習了角的概念和平面幾何的基礎知識，對圖形有一定的感性認識，但是進入技工院校后，部分學生數形結合的思維能力還沒有完全建立起來，對于理解任意角的概念以及掌握終邊相同的角的集合的表示（應用）比較困難。因此，本節課采用了游戲化教學，這樣一方面可以提高學生的學習興趣和主體參與意識，另一方面也能通過游戲過程促進學生對角的形成過程等內容的理解。結合學生學情和課程標準，教師從核心素養和情感態度與價值觀的角度出發，對“角的概念的推廣”設計了以下的教學目標。一是通過游戲活動感知角的形態變化，立足于對角的基本認知體會角的意義和價值。二是從游戲活動中抽象出角的模型，建立任意角的概念；利用圖像建立旋轉方向和角的正負之間的對應關系，準確地認出不同角，并學會辨別正角和負角。三是理解什么是象限角和界限角，能正確判定出任意角所在的象限，準確描述角的形成過程[4]。

2.設置評價標準

在確定好游戲化教學目標后，教師要根據教學目標提前設置評價標準，將評價貫穿于教學的全過程。在設置評價標準時，教師可以從學生自評和師生互評兩個角度出發，根據教學目標設計不同維度的教學評價標準。首先，在學生自評上，教師可以從設定角的認知和角的概念的推廣兩項標準，根據學生達成不同標準的情況打分。例如，角的認知可以劃分為三個等級，每個等級分別對應1分、2分、3分。一是學生能說出已學的角的概念、組成和范圍；二是學生能準確說出角的概念和組成，在周角范圍內掌握對角進行分類的方法；三是學生能利用可視化工具歸納的概念，能對角進行分類[5]。其次，在教師評價上，教師可以設定合作學習、直觀想象和數學抽象三類標準。教師評價是提升技工院校游戲化教學成效的關鍵。在合作學習上，評價維度自下而上分為三級，一是學生在游戲合作中能主動表達自身的觀點；二是學生在合作中善于傾聽他人的觀點，能與小組成員合作完成游戲任務；三是學生在游戲中能針對組員提出的觀點進行辯論，善于思考、嚴謹求實。在直觀想象上，一是通過游戲，學生能了解旋轉方向和正角、負角之間的關系；二是通過游戲，學生可以從旋轉數量和旋轉方向兩個方面正確描述角；三是通過直觀想象，學生能從數、形角度分析角的概念，并具備書面表達與互動交流的能力。在數學抽象上，一是學生可以圍繞游戲，抽象出角的概念與規則；二是在游戲中，學生會用數學語言抽象出任意角的概念和規則；三是在游戲中，學生能抽象出任意角的概念和規則，并能夠處理具體化的問題。

3.教學準備

“角的概念的推廣”的授課對象是技工院校的一年級學生，他們當中的部分人缺乏扎實的數學功底，對數學學習有抵觸情緒。為了發揮游戲化教學法激發學生學習興趣的作用，教師要將數學知識融入游戲互動中，引導學生在游戲的同時發現、分析和解決問題，讓學生在自主探究與合作學習的過程中高質量地完成學習任務。在教學開始前，教師應做好相應的準備工作。首先，教師要讓學生在課前自主預習新課知識，并自制能夠演示角的生成過程的教具，使學生在課前預習的基礎上初步了解即將學習的知識，并在游戲活動中具備識別和挖掘知識的能力。其次，在正式授課環節，教師可以將新課劃分為認識概念、梳理概念、辨析概念和鞏固學習等方面，并通過多媒體向學生展示用扳手擰螺絲的畫面，詢問學生擰螺絲的角度。當學生發現無法直接說出擰螺絲的角度后，教師就可以自然地引出本節課的核心概念，主動與學生的課前預習對接，為引入游戲主題做好鋪墊，以提升游戲化教學的效果[6]。

4.游戲設計與實施

本節課布置了一個射擊闖關游戲，安排了四個游戲關卡并貫穿知識學習的全過程。小組每通過一個關卡，組員均可獲得相應的游戲積分。同時，課堂中參與“頭腦風暴”者可獲得1個積分。游戲結束后，評選出最佳小組及個人并給予一定的獎勵。在新課導入環節，教師安排游戲關卡一，讓每個小組派出一名炮手，其他組員按照教師出示的目標位置（炮手不可見）指揮本組炮手旋轉炮塔后射擊目標，要求每次射擊后必須把炮塔轉回起始位置（水平向右）。游戲的導入，提高了學生的學習興趣和主體參與意識。在依次出示三個目標的位置后，教師引導學生進行討論，讓他們總結出射擊過程中確定目標的規則，也就是炮塔旋轉的兩個關鍵量——旋轉方向和旋轉量，并順利過渡到任意角的概念的學習。在任意角的概念的學習環節，教師安排游戲關卡二，讓學生根據所給的三個角度（390°、600°、-210°）旋轉炮塔后擊中目標。在此過程中，學生先根據角的正負值確定炮塔的旋轉方向（正角為逆時針旋轉，負角為順時針旋轉），再結合旋轉量旋轉炮塔后得出炮管所在的位置就是對應角的終邊位置。學生自主思考超過360°的角的畫法后，在組內討論和分享結果，得出結果中的錯誤在于沒有標明旋轉方向及箭頭位置標反了。教師引導學生根據任意角的動態形成過程，總結出任意角的正確畫法。在終邊相同的角的相關知識的學習環節，教師安排游戲關卡三、游戲關卡四。在游戲關卡三中，學生根據所給的三個角度（30°、750°、-330°）旋轉炮塔后，發現三個角度對應的炮管位置相同，然后在直角坐標系中畫出各角，并通過觀察它們終邊位置的關系得出終邊相同的角的概念。通過分析三個角對應的炮塔的旋轉過程，教師引導學生分析總結出終邊相同的角的度數之間相差360°的整數倍，從而討論得出與琢終邊相同的角的表達式和與琢終邊相同的角的集合。在游戲關卡四中，兩個射擊目標位置設定為水平方向和垂直方向，各小組討論理論上炮塔可以旋轉的角度的集合后，派代表對討論結果進行自由辯論，再由教師點評，讓學生深入思考并統一答案。由小組討論到組間互評再到教師點評，能促進學生數學知識的內化。

5.教學反思

本節課共兩課時，在游戲化教學中，教師充當“引導者”的角色，依據學生的學情和經驗制定游戲規則，布置射擊游戲任務，使教學內容圍繞故事展開，成功地激發了學生的學習興趣，讓學生在“玩中學”，并積極參與到學習活動中。通過旋轉炮塔模擬角的形成過程，學生有大量嘗試的機會，并在畫出任意角及判斷角的象限后通過旋轉炮塔驗證結果，加深了對任意角和象限角的概念的理解，提升了數形結合的思維能力。射擊游戲中的闖關任務，則培養了學生的團隊協作能力、溝通能力及解決問題能力。雖然本節課的教學目標已達成，但是在時間管理方面，在游戲關卡一中花費的時間比較多，使得教學進度受到一定的影響。今后，在游戲化教學過程中，教師應嚴格把控游戲時間，確保教學的完整性。同時，教師要繼續探索和構建更科學、多元化的評價體系，綜合考量學生在知識、技能等方面的發展，不斷提高教學效果。

四、結語

總之，數學游戲化教學可以為學生提供一種有價值的學習體驗，提高學生學習數學的興趣，促進學生自發地進行探索。數學游戲化教學還有利于學生的團結協作能力和創新能力的培養，有助于促進學生的全面發展。因此，在數學游戲化教學中，教師要將教學內容與游戲機制、游戲思維進行正確的匹配，把游戲元素很好地融入教學過程中，使學生獲得更多的數學知識，成長為堪當民族復興重任的時代新人。

參考文獻：

[1]姚鐵龍.數學可以如此游戲——小學數學游戲化教學[M].廣州：廣東教育出版社，2019：18.

[2]康曉燕.中職生數學自學能力培養需循序漸進[J].新課程研究，2024（17）：95-97.

[3]李學義.中職數學教學中學生邏輯思維的培養策略探究[J].數學學習與研究，2024（16）：62-64.

[4]俞坤梅.利用游戲化方式構建技工院校數學活力課堂探析[J].成才之路，2024（02）：77-80.

[5]朱家樂.“三教”改革理念下中職數學教學探索與實踐[J].數學學習與研究，2023（21）：8-10.

[6]王桂紅.差異性教學法在技工院校數學教學中的運用探討[J].數學學習與研究，2023（20）：17-19.

Practice and Reflection on Gamified Mathematics Teaching in Technical Colleges

Tu Zhaorong

（Longyan Technician College， Longyan 364000，China）

Abstract： In order to enhance students’ interest in mathematics learning and empower their professional development through mathematics learning， this article takes the teaching of mathematics courses in technical colleges as the research entry point， and explores the path of using gamified teaching method in teaching practice， with the promotion of the concept of "angle" as the research object. The research results indicate that the application of gamified teaching method in mathematics teaching in technical colleges can provide students with more practical operation opportunities， make it easier for them to understand concepts such as arbitrary angles and quadrant angles in practice， and achieve the development of individual numerical and geometric thinking， teamwork ability， communication and coordination， and problem-solving ability.

Key words： technicalschools；mathematics；gamified teaching；teachingeffectiveness；learninginterest