學(xué)校代碼： 10200 研究生學(xué)號： 2011102708 分 類 號： 密 級： 無 碩 士學(xué)位論文 面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計研究 文作者 ： 劉鑫瑤 指導(dǎo)教師 ： 解月光 教授 學(xué)科專業(yè) ： 現(xiàn)代教育技術(shù) 研究方向 ： 信息化教學(xué)資源開發(fā)與利用 學(xué)位類型： 教育碩士 東 北師范大學(xué)學(xué)位評定委員會 2013 年 5 月 獨 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)我所知，除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本人的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確的說明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 學(xué)位論文使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解東北師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：東北師 范大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)東北師范大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。 （保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書） 學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 日 期： 學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位： 電話： 通訊地址： 郵編： I 摘 要 在科技發(fā)達(dá)的今天，人們開始關(guān)注于培養(yǎng)具有問題解決能力及信息素養(yǎng)的人才。基于這樣的人才類型需求，教學(xué)改革勢在必行。中小學(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)刪去了“應(yīng)用題”專題訓(xùn)練部分，取而代之的是“問題解決能力”教學(xué)目標(biāo)及“綜合與實踐活動”模塊，用以培養(yǎng)學(xué)生綜合性的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。但是課后，孩子們?nèi)鄙倭擞靡悦嫦騿?題解決能力培養(yǎng)的教學(xué)資源。因此，在教育游戲領(lǐng)域研究越來越受到重視的背景下，以面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計研究為研究課題，具有深遠(yuǎn)的意義。 本文旨在探索教育游戲作為數(shù)學(xué)學(xué)科課外學(xué)習(xí)資源，培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的理論依據(jù)，及實踐方法。筆者首先對文獻(xiàn)進(jìn)行梳理、總結(jié)，分析問題解決的相關(guān)心理機(jī)制、問題解決能力的內(nèi)涵及其如何培養(yǎng)；然后根據(jù)課標(biāo)中對于問題解決及數(shù)學(xué)能力的理解，確定小學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力的內(nèi)涵、要素及其培養(yǎng)方式；接著根據(jù)教育游戲的功能特性對數(shù)學(xué)問題解決能力培養(yǎng)能夠提供怎樣的支持進(jìn)行說明，分析網(wǎng)絡(luò) 上常見的數(shù)學(xué)教育游戲的開發(fā)情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)學(xué)教育游戲的弊端及在培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力上的缺失，提出筆者關(guān)于“面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計理念和策略”等問題的簡要看法；最后作者將北師版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級上冊教材中的部分教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)筆者總結(jié)出的進(jìn)行面向問題解決能 力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計時要遵循的設(shè)計理念與策略，進(jìn)行了案例的概念 性 設(shè)計，并對其教育功能的實現(xiàn)進(jìn)行闡述，試圖說明如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲中實現(xiàn)問題解決能力的培養(yǎng)。 關(guān)鍵詞 ：教育游戲；小學(xué)數(shù)學(xué)；問題解決能力；游戲設(shè)計；綜合與實踐 n s to on on of is it to of of of to as of to it;to of in to of on of to to of in of in is to be in up by a to to in 錄 摘 要 . I . 錄 . 一章 緒 論 . 1 究背景及問題提出 . 1 究背景 . 1 題的提出 . 2 關(guān)研究現(xiàn)狀 . 2 育游戲設(shè)計理論研究現(xiàn)狀 . 2 學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲?qū)嵺`研究現(xiàn)狀 . 3 學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)研究現(xiàn)狀 . 5 向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)教育游戲設(shè)計研究現(xiàn)狀 . 6 究意義與價值 . 7 究方法 . 7 究內(nèi)容 . 7 第二章 基本概念及理 論基礎(chǔ) . 8 本概念 . 8 學(xué)問題 . 8 題解決能力 . 10 育游戲 . 12 關(guān)理論基礎(chǔ) . 16 境認(rèn)知理論 . 17 戲化學(xué)習(xí)理論 . 18 浸理論 . 18 第三章 小學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力與教育游戲 . 20 學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力 . 20 題解決能力及其培養(yǎng) . 20 學(xué)數(shù)學(xué)問題解決能力 . 22 育游戲的功能特性 . 25 戲的教育功能及教育的游戲性 . 25 育游戲與小學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力培養(yǎng) . 26 向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計理念 . 27 向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計策略 . 28 戲的故事背景設(shè)計策略 . 28 戲的任務(wù)及關(guān)卡設(shè)計策略 . 28 戲其他元素設(shè)計策略 . 29 第四章 面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計 . 30 期分析 學(xué)習(xí)者分析 . 30 生學(xué)習(xí)特征分析 . 30 生學(xué)習(xí)動機(jī)分析 . 31 期分析 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析 . 31 期分析 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析 . 32 戲故事背景設(shè)計 . 32 戲基本框架設(shè)計 . 33 戲任務(wù)設(shè)計 . 34 戲場景關(guān)卡設(shè)計 . 34 戲挑戰(zhàn)功能設(shè)計 . 36 戲元素及規(guī)則設(shè)計 . 36 學(xué)功能闡述 . 37 第五章 結(jié)論與展望 . 39 要研究成果 . 39 育游戲?qū)嵤┙ㄗh . 39 足與展望 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 致 謝 . 44 東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 第一章 緒 論 本章主要對論文的研究背景、研究問題的提出、相關(guān)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行必要的概述，并簡要的說明本篇論文問題的研究 意義與價值、研究方法及內(nèi)容。 究背景及問題提出 究背景 信息時代下，人們的日常生活中充斥著海量的信息與問題，怎樣在復(fù)雜的環(huán)境下處理好周遭的各種矛盾成為了人們關(guān)注的焦點。在日益激烈的社會競爭中，能夠積極尋找方法解決遇到的難題，提出具有建設(shè)性的建議，而不是抱有消極的態(tài)度并抱怨任務(wù)無法達(dá)成，這樣的人才成為社會人才需求的主流人選。因此問題解決能力成為考量人才個體所應(yīng)具備的重要能力之一。 在這樣的時代背景下，學(xué)校教育所依據(jù)的國家課程標(biāo)準(zhǔn)也都隨之發(fā)生了改變。各國課程標(biāo)準(zhǔn)中都相應(yīng)的出現(xiàn)了 問題解決的教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)要求。我國也從2001年開始，在國家教育部制定的義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，增添了新的教育目標(biāo)維度 “問題解決”。 游戲的誕生，自古就有。隨著科技的發(fā)展，游戲的形式也千變?nèi)f化。數(shù)字時代的到來，為電子游戲的誕生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。電子游戲從誕生至今已有幾十年的世界，在各種平臺上的游戲數(shù)以萬計，但游戲性是其共同的目標(biāo)及本質(zhì)。小學(xué)生處在游戲?qū)W習(xí)階段，故而對電子游戲產(chǎn)生了很大的興趣。 課外學(xué)習(xí)是指在課堂學(xué)習(xí)之外、有目的、有計劃的學(xué)習(xí)活動，是學(xué)生課余生活的重要組成部分，對學(xué)生的全面發(fā)展與綜合素 質(zhì)水平的提高具有重要影響。而在新課改之前，小學(xué)生對于數(shù)學(xué)學(xué)科的課外學(xué)習(xí)，主要依靠練習(xí)題冊的解答訓(xùn)練。其中與問題解決最為接近的訓(xùn)練，即應(yīng)用題的解答練習(xí)。教師和家長在課后給學(xué)生布置了大量的題解訓(xùn)練，但是孩子在實際生活中的數(shù)學(xué)問題解決情況并不理想。新課改之后，雖然學(xué)校教育在理念上摒棄了大量的應(yīng)用題題解訓(xùn)練， 可 實際上，小學(xué)生 的 數(shù)學(xué)課外學(xué)習(xí)資源仍以題冊為主。且隨著游戲產(chǎn)業(yè)的崛起，相當(dāng)一部分青少年在周末或假期除了寫作業(yè)以外，主要以玩游戲、逛街、看電視等方式度過。游戲中的娛樂性、感官刺激等特性也強烈的吸引著小學(xué)生的眼球， 有的因此沉迷游戲荒廢了學(xué)業(yè)，這也讓老師家長很頭痛。 東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 題的提出 基于新課標(biāo)中問題解決能力的培養(yǎng)要求，很多專家學(xué)者開始對小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中怎樣培養(yǎng)問題解決能力這個研究領(lǐng)域做出了探索，其中有些研究者也給出了一些可行性建議；基于游戲?qū)τ谛W(xué)生的吸引以及游戲其內(nèi)在的教育價值，教育游戲成為了一個熱門研究領(lǐng)域，并在理論與實踐方面都有了一定成果。但是，在小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲中培養(yǎng)問題解決能力方面，沒有看到這個角度的研究成果文獻(xiàn)，不過有研究者從支持問題解決過程的角度對教育游戲設(shè)計領(lǐng)域進(jìn)行探索研究。教育游戲是一種教 育發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)習(xí)資源形式，而問題解決能力是當(dāng)今時代人才培養(yǎng)的重點，如果能在游戲中培養(yǎng)問題解決能力，這對于小學(xué)生的課外學(xué)習(xí)來講，是最好不過的了。因此，筆者提出了面向問題解決能力 培養(yǎng) 的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲的設(shè)計研究課題問題。 關(guān)研究現(xiàn)狀 育游戲設(shè)計理論研究現(xiàn)狀 1. 國外研究現(xiàn)狀 教育游戲理論研究主要分為三個方面 :游戲的教育價值、教育游戲設(shè)計開發(fā)理論以及教育游戲的評價研究 1。 (1) 游戲的教育價值研究現(xiàn)狀 美國著名的游戲設(shè)計師、教育專家 論述了基于數(shù)字游戲?qū)W習(xí)的概念、效果以及在教育、軍事和培訓(xùn)中的應(yīng)用和對于孩子們學(xué)習(xí)、成人的工作產(chǎn)生的作用并指出 21世紀(jì)的學(xué)習(xí)不再伴有痛苦，而是充滿樂趣，人們可以在“娛樂中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中娛樂” 2。美國的課外計算機(jī)實驗項目，研究游戲在教育和培訓(xùn)中作用和應(yīng)用價值，在項目中讓學(xué)習(xí)者通過玩游戲來掌握一定的知識、技能等，通過實驗證明了數(shù)字化游戲?qū)τ诮逃蚺嘤?xùn)有其獨特作用 3。此外，國外的很多學(xué)者對基于游戲的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行了研究，他們通過實驗證明了游戲在教育中的應(yīng)用價值，并且大部分學(xué) 者認(rèn)為盡管教育游戲可以在課堂上使用，但是教育游戲作為課堂的輔助教育手段更為有效。 (2) 教育游戲的設(shè)計開發(fā)理論研究現(xiàn)狀 在教育游戲設(shè)計開發(fā)理論方面，國外學(xué)者提出了一些設(shè)計開發(fā)模型與策略。如： 出了進(jìn)行教育游戲設(shè)計的基本步驟 4。 于體驗式學(xué)習(xí)理論、沉浸理論和游戲設(shè)計理論提出了體驗式游戲模式，該模式強調(diào)給玩家提供明確的游戲目標(biāo)、實時的反饋、有利于沉浸其中的挑戰(zhàn)難度 5。 000年從學(xué)習(xí)任務(wù)與游戲情境的融合 角度提出教育游戲的“ 計方法，即學(xué)習(xí)和游戲之間天然的、沒有障礙的結(jié)合 6。 北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 (2001)在教育游戲的開發(fā)中發(fā)現(xiàn)：游戲者之所以愛玩游戲是因為游戲的結(jié)構(gòu)不同而不是具體內(nèi)容。 美國的微軟公司和麻省理工學(xué)院合作的 要針對于交互式教育媒體模型的開發(fā)，目前己經(jīng)開發(fā)完成了適用于多個學(xué)科的教學(xué)軟件概念框架 7。 由此可見，國外對于教育游戲的設(shè)計研究較早、較系統(tǒng)，并且能夠充分聯(lián)系其他研究領(lǐng)域進(jìn)行交叉研究。 (3) 教育游戲的評價研究現(xiàn)狀 在教育游戲的評價研究領(lǐng)域， 國外研究也處在初期摸索階段，英國由教師組成的 游戲的故事設(shè)計、游戲情景設(shè)計、游戲關(guān)卡的挑戰(zhàn)難度設(shè)計、使用的簡易性和其基本的游戲性幾個方面對提出了一些評價指標(biāo) 8。 2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)關(guān)于教育游戲設(shè)計的研究起步較晚，但在吸取了外國理論經(jīng)驗的同時，也有了一定的自身研究成果，很多學(xué)者從不同研究點出發(fā)以沉浸理論對教育游戲設(shè)計研究的影響為核心做出了以下成績。如宋敏珠等構(gòu)建了 型中主要強調(diào)對于環(huán)境的設(shè)計可以令學(xué)生沉浸其中并激發(fā)出積極的學(xué)習(xí)動機(jī) 9；尚俊杰等人提出“輕游戲”概念，將主流游戲中吸引學(xué)生的內(nèi)在動機(jī)借鑒到以學(xué)科知識學(xué)習(xí)的教育軟件中來，從而實現(xiàn)游戲的學(xué)科課程教育應(yīng)用 10；馬穎峰等人的成果集中在通過分析學(xué)生玩游戲時的技能組成要素，建立的活動難度等級庫來對不同學(xué)生進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)控，使游戲的難度一直可以保持在令學(xué)生沉浸其中。 11。向綺等人從多元智能的培養(yǎng)需求出發(fā)，在游戲的關(guān)卡任務(wù)設(shè)計方面上做出探索 12。總體來說，由于國內(nèi)在游戲領(lǐng)域研究的開展比較晚，教育游戲設(shè)計研究維度比較少，關(guān)注點比較零散，所以研究經(jīng)驗還比較欠缺，系統(tǒng)化整體研究成果 還不是很成熟。 學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲?qū)嵺`研究現(xiàn)狀 1. 國外研究現(xiàn)狀 用“ 為關(guān)鍵詞在 發(fā)現(xiàn)國外的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲網(wǎng)站很多，其中被列為全球十大教育游戲網(wǎng)站的就有六個，但外國很多含有數(shù)學(xué)教育游戲的小學(xué)教育游戲網(wǎng)站，不單獨以數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)獨立存在，而是綜合性的教育游戲網(wǎng)站，并按照年級、性別、年齡進(jìn)行分組劃分。其中 站提供免費教育兒童的計算機(jī)游戲和小學(xué)生在線學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生還可以把游戲應(yīng)用下載到手機(jī)等移動平臺上使用 13?！坝腥さ拇竽X”是美國最流行的教育游戲網(wǎng)站之一，專為從幼兒園到八年級的學(xué)生設(shè)計，提供 100東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 多個有趣的互動游戲，開發(fā)學(xué)生在數(shù)學(xué)、閱讀和讀寫方面的能力。該網(wǎng)站不僅涵蓋各種各樣的主題，同時還有非常優(yōu)秀的教師資源 14。游戲教室是一個為小學(xué)六年級以內(nèi)的學(xué)生開發(fā)的教育游戲網(wǎng)站，相對于其他教育游戲網(wǎng)站，它更像是一個提供了游戲資源的課后輔導(dǎo)平臺，按照不同年級的學(xué)生應(yīng)該掌握的各類技能分類進(jìn)行具體的課程標(biāo)準(zhǔn)描述、相應(yīng)的知識點講解及在線游戲資源提供 15。 英語技能的網(wǎng)站。孩子們可以與其他孩子互動并互相比賽，老師可以通過教師門戶為其班級報名（ ）。 聰明島是一個安全獨立的在線教育網(wǎng)站，為3在開發(fā)他們的數(shù)學(xué)、閱讀、拼寫等方面的能力。 中 重學(xué)習(xí)環(huán)境中暗示數(shù)學(xué)基本知識 ;提 供在線學(xué)習(xí)內(nèi)容測試和記錄的功能，學(xué)生可以根據(jù)自己所在州及年級進(jìn)行有選擇性的技能學(xué)習(xí)。 分析國外的數(shù)學(xué)游戲發(fā)現(xiàn)他們較注重玩家的年齡、性別等特征對游戲的影響，注重游戲的趣味性和情境性，在游戲性方面比較注重借鑒優(yōu)秀游戲的內(nèi)在動機(jī)，在游戲內(nèi)容和教學(xué)內(nèi)容上融合地較好；許多游戲需要學(xué)習(xí)者自己摸索游戲策略，同時也有一定的挑戰(zhàn)性；網(wǎng)站的建設(shè)團(tuán)隊比較專業(yè)，有課程研究專家、優(yōu)秀教師以及程序設(shè)計者，而且還歡迎感興趣的建設(shè)者加入；國外在教育游戲的監(jiān)控上比較成熟，學(xué)生注冊游戲需要家長的郵箱驗證，家長可以獲得學(xué)生使用游戲?qū)W習(xí)的情況。 2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在國內(nèi)，有關(guān)數(shù)學(xué)教育游戲的研究是一個比較熱門的話題，這是由于小學(xué)數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)需要形象有趣的媒介做引導(dǎo)，和小學(xué)數(shù)學(xué)的內(nèi)容比較容易呈現(xiàn)。數(shù)學(xué)教育游戲的研究主要集中在兩個方面：即教育游戲在中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)教育中的價值研究和有關(guān)數(shù)學(xué)教育游戲的設(shè)計研究。 從文獻(xiàn)資料可以看出，我國的數(shù)學(xué)教育游戲的價值研究不夠深入和系統(tǒng)，目前大都是通過一線教師和研究者結(jié)合教學(xué)進(jìn)行的研究，缺乏系統(tǒng)、全面研究，應(yīng)借鑒國外通過開展大型的項目來研究教育游戲的價值與應(yīng)用。 在數(shù)學(xué)游戲的設(shè)計研究方面，李新蘭等人對小學(xué)生在玩游戲時 的心理特征進(jìn)行分析，提出了設(shè)計小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲的一般原則 24；劉芳設(shè)計了具體的游戲案例（九以內(nèi)乘法）來說明如何利用 25；馬澤則是設(shè)計了一款三維虛擬空間下進(jìn)行的學(xué)習(xí)四則運算的教育游戲以說明在26。除了文獻(xiàn)中，學(xué)者在論文中做出的實踐探索以外，以“小學(xué)數(shù)學(xué)”和“游戲”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，可東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 5 以發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)上，我國也有一些提供數(shù)學(xué)教育游戲的網(wǎng)站誕生。但是大多數(shù)數(shù)學(xué)教育游戲大多以小游戲的形式存在于綜合性小游戲網(wǎng)站，如 4399 小游戲網(wǎng)站。在網(wǎng)站中教育游戲并沒有很好的得到科學(xué)的分類，即使像寶寶吧這樣的網(wǎng)站提供了按照年級的形式對教育游戲進(jìn)行分類，但是這些“游戲”普遍缺乏娛樂性，多以習(xí)題競答的形式存在。在國內(nèi)的游戲網(wǎng)站上也有一些國外的教育游戲，通過對國內(nèi)開發(fā)者開發(fā)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲和國外開發(fā)者開發(fā)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的教育游戲缺少情景性和故事性，對于游戲的界面設(shè)計也并不是十分精細(xì)。 學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)研究現(xiàn)狀 對于問題解決能力的培養(yǎng)，國外重視的較早。波利亞曾從問題的解決過程出發(fā)進(jìn)行研究，教師可 以通過理解 實施 美國著名教育家杜威則從人類的思維過程角度研究。近年來，“問題解決”逐步上升為學(xué)生及人才應(yīng)具有的十大數(shù)學(xué)能力的首位。各個國家教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中都對這一能力的教學(xué)做出了重要指示。 雖然對于問題解決這個領(lǐng)域的研究已經(jīng)持續(xù)的了幾十年，但是在問題解決的具體教學(xué)實踐中，依舊存在以下一些問題值得我們再商榷研究；受傳統(tǒng)教育價值和評價體系影響，大部分教師對于問題解決教學(xué)的本質(zhì)并不是很重視，僅重視問題數(shù)學(xué)模型的講授，缺乏對學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)的整體思考。大量問題解決教學(xué)實踐研究的 資料表明，不論是問題解決能力的培養(yǎng)本身，還是在有關(guān)問題解決的具體教學(xué)實踐中，都存在以下幾方面的問題或不足： 1. 在問題解決過程中，對教學(xué)資源的提供缺乏考慮，很少針對確定的問題設(shè)計與開發(fā)資源。 在問題解決的整個過程中，學(xué)生要經(jīng)歷一定的思維過程，而這一思維過程的順利有效的進(jìn)行需要相關(guān)學(xué)習(xí)資源的刺激作用。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，缺乏對導(dǎo)引性學(xué)習(xí)資源的設(shè)計。在學(xué)生解決問題的過程中，教師能夠提供給學(xué)生、并方便學(xué)生使用的支持性的學(xué)習(xí)資源數(shù)量有限。缺少了教學(xué)資源的支持，學(xué)生的學(xué)習(xí)顯得無的放矢，使問題不能迅速得到有效解決。 2. 在問題解決的過程中，知識、概念、原理等的教授和呈現(xiàn)形式單一。 學(xué)生對于知識、概念和原理的掌握是成功解決問題的前提，在學(xué)生解決應(yīng)用性問題之前，教師要進(jìn)行學(xué)科知識、概念和原理的教授，為學(xué)生進(jìn)行問題解決奠定基礎(chǔ)。為了使學(xué)生靈活、深刻地掌握這些基礎(chǔ)知識，教師可以創(chuàng)意性地將知識、概念、原理巧妙地寓于問題的提出、思考和解決的過程之中，可以通過多種形態(tài)來表征，即體現(xiàn)為多樣的數(shù)字化教學(xué)資源，以有效支持學(xué)生對知識的渴求。 師在課堂上進(jìn)行綜合與實東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 踐的課時有限。 向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)教育游戲設(shè)計研究現(xiàn)狀 1. 研究現(xiàn)狀概述 雖然前人關(guān)于問題解決學(xué)習(xí)，問題解決能力培養(yǎng)以及教育游戲領(lǐng)域都有一定的研究成果，但是對于問題解決能力培養(yǎng)與小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲的融合研究方面，筆者僅搜到一篇最為接近的文獻(xiàn)資源。陜西師范大學(xué)的楊棟在其碩士論文基于問題解決的教學(xué)游戲設(shè)計與應(yīng)用研究中，首先對問題解決的一般過程，問題解決的知識建構(gòu)機(jī)制，以及問題解決學(xué)習(xí)的影響因素等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并在已有研究的基礎(chǔ)上，提出了問題解決設(shè)計的模型，并對前端分析、問題的設(shè)計、問題情境的設(shè)計、資源的設(shè)計 、支架的設(shè)計、評價反饋的設(shè)計等環(huán)節(jié)的任務(wù)和作用進(jìn)行了說明，為基于問題解決學(xué)習(xí)的教學(xué)游戲提供了設(shè)計框架。依據(jù)提出的問題解決學(xué)習(xí)設(shè)計流程，分析了與問題解決學(xué)習(xí)設(shè)計相對應(yīng)的教學(xué)游戲設(shè)計環(huán)節(jié)：前端分析，游戲任務(wù)的設(shè)計，游戲情境的設(shè)計，學(xué)習(xí)資源的設(shè)計，游戲提示的設(shè)計，游戲規(guī)則的設(shè)計，提出了基于問題解決學(xué)習(xí)的教學(xué)歐系設(shè)計流程，對各個環(huán)節(jié)設(shè)計的主要內(nèi)容及設(shè)計要點進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。并選取了初中物理浮力的應(yīng)用一節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了具體案例的設(shè)計與開發(fā)。 2. 研究經(jīng)驗與借鑒意義 該研究對于本課題研究的意義利用教學(xué)游戲的娛樂及教育功 能合理的支撐了問題解決學(xué)習(xí)的一般過程。而筆者在進(jìn)行本課題研究時發(fā)現(xiàn)，問題解決能力的培養(yǎng)其中一個重要途徑就是讓學(xué)生體驗問題解決學(xué)習(xí)的一般過程。 3. 相關(guān)研究的不同與不足 但在楊棟的研究中，對于“教學(xué)游戲”的概念界定，與本課題中的“教育游戲”雖有共通之處但也有部分功能差異。兩者雖然都是基于課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，遵循課程標(biāo)準(zhǔn)要求而設(shè)計開發(fā)的游戲，但是“教學(xué)游戲”旨在學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)中發(fā)揮重要作用，而筆者認(rèn)為，課堂教學(xué)中的教師地位不可撼動，其功能不僅僅是發(fā)揮知識技能傳授的作用，還在情感態(tài)度熏染上起到了其他教學(xué)工具不能取代 的作用。而且在課堂教學(xué)中，具有的教師資源對于學(xué)生來講是非常寶貴的，在進(jìn)行問題解決學(xué)習(xí)時可以設(shè)計更為真實的問題情境進(jìn)行互動活動。所以筆者在本課題的研究中對于“教育游戲”的內(nèi)涵界定時，將教育職能定位在相應(yīng)學(xué)科、對應(yīng)年級課程標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)內(nèi)容；將游戲的使用范圍限定在每學(xué)期學(xué)校教育結(jié)束后的假期中，作為一個系統(tǒng)的課外學(xué)習(xí)資源形式。 且在基于問題解決的教學(xué)游戲設(shè)計與應(yīng)用研究中，缺少針對學(xué)科特性對于選擇不同學(xué)習(xí)問題類型對應(yīng)的合適游戲形式，在研究中重點關(guān)注的是對教育游戲問題解決過程的分析和支持，而在培養(yǎng)和提高學(xué)習(xí)者問題解 決能力方面的設(shè)計相對缺乏。筆者在本課題的研究中吸取了其基于問題解決學(xué)習(xí)的教育游戲設(shè)計框東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 7 架，又針對數(shù)學(xué)問題解決過程、策略，對面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲進(jìn)行研究。 究意義與價值 1. 在培養(yǎng)小學(xué)生問題解決能力的課外數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形式方面做出探索。 2. 豐富了小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲研究領(lǐng)域的研究成果。 3. 在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)資源的設(shè)計研究做出實踐探索。 4. 希望對基于課程目標(biāo)要求的數(shù)學(xué)學(xué)科教育游戲的設(shè)計活動起到一定的借鑒意義。 5. 在電子書包被廣泛關(guān)注的趨勢下，將多學(xué)科課外學(xué)習(xí)進(jìn)行融合的探 索，以教育游戲的形式呈現(xiàn)，可能成為其平臺的主要學(xué)習(xí)素材。 究方法 1. 文獻(xiàn)法 筆者通過從問題解決能力培養(yǎng)及教育游戲兩個領(lǐng)域進(jìn)行文獻(xiàn)研讀，梳理出小學(xué)數(shù)學(xué)問題解決能力的教學(xué)規(guī)律、培養(yǎng)措施及教育游戲的設(shè)計原則與流程。 2. 調(diào)查法 通過對網(wǎng)絡(luò)上存在的帶有課程教育目的游戲進(jìn)行調(diào)查、分析、比較、總結(jié)發(fā)現(xiàn)了時下小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲在培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決能力方面存在的不足，以及一些流行游戲吸引學(xué)生的本質(zhì)原因，從而為本課題面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲設(shè)計研究打下堅實的基礎(chǔ)。 究內(nèi)容 1. 對問題、能力、數(shù)學(xué)問題、問題解決、問題解決能力、數(shù)學(xué)問題解決能力、游戲、教育游戲等概念進(jìn)行界定。 2. 挖掘數(shù)學(xué)問題解決能力的內(nèi)涵，找出促使數(shù)學(xué)問題解決活動順利完成所應(yīng)具備的各種能力及其他心理特征。 3. 通過文獻(xiàn)梳理，找出影響問題解決的各種因素，及培養(yǎng)數(shù)學(xué)問題解決能力的有效措施。 4. 通過對教育游戲設(shè)計研究成果的分析、比較、總結(jié)出教育游戲設(shè)計的理論、方法及經(jīng)驗。 5. 根據(jù)研究出的本課題的相關(guān)理論、方法、策略及經(jīng)驗，提出小學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)與小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲融合的設(shè)計建議。 6. 設(shè)計出面向問題解決能 力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲個案腳本。 東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 8 第二章 基本概念及理論基礎(chǔ) 筆者在進(jìn)行本課題研究內(nèi)容的深入闡述之前首先對本論文中涉及到的重要概念及理論基礎(chǔ)進(jìn)行一下闡述及界定。 本概念 在進(jìn)行面向問題解決能力培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育游戲的設(shè)計研究之前，首先我們應(yīng)該對課題中的幾個關(guān)鍵詞進(jìn)行一個概念界定，從而明確本課題中重要詞語的概念范圍。 學(xué)問題 本課題研究的學(xué)科范圍是數(shù)學(xué)學(xué)科，學(xué)段為小學(xué)階段。所以我們要進(jìn)行探討的問題解決能力中的問題并不是一個廣義上的概念范圍，而是小學(xué)生日常生活中可能接觸到的數(shù)學(xué) 問題。 1. 問題 “問題”一詞，根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域不同，所以各個領(lǐng)域的專家學(xué)者對之的闡述解釋也各有不同。有的從教育學(xué)角度進(jìn)行闡釋，有的從心理學(xué)方面進(jìn)行解答，有的根據(jù)方法論的方法對之進(jìn)行界定，還有的從日常生活的實際視角進(jìn)行解讀。美國心理學(xué)家西蒙 (為，問題是當(dāng)個體欲做一件事卻不能立刻清楚做這件事需要進(jìn)行的各種連鎖操作時的狀態(tài)，例如某人接受一項任務(wù)卻又不知曉怎樣去完成時，其所處的情境就是問題。根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)理論闡釋，問題包涵的已有的狀態(tài)和從已有狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的狀態(tài)的過程與規(guī)律。對于“問題”這個概念的界定，雖然很多學(xué)者給出了不同的描述，但分析其共同屬性，我們可以發(fā)現(xiàn)“問題”包含三個基本成分： 第一，條件。第二，目標(biāo)。第三，障礙。 按照數(shù)學(xué)思維的幾何直觀來理解，問題就好比一條線段：線段的兩端點分別為起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)，而中間的距離（即除端點外的質(zhì)點集合）則為問題中的障礙。 有的學(xué)者認(rèn)為問題是具有相對性的，同樣一個情景問題，對于新手也許是問題，但對于專家而言，因為其具有豐富的該主題情境的問題解決經(jīng)驗，所以該問題就不算一個問題了。筆者認(rèn)為，有的學(xué)者的這種觀點中，其實解釋語句中，首尾的“問題”概念并不一樣，所以 ，并不是很認(rèn)同。問題有難度之分，高難度的問題在問題解決過程中可以通過策略分化成很多低層級難度的問題，然后再進(jìn)行處理。問題的難度因人而異，但問題不會因難度而消失或存在。 東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 9 2. 數(shù)學(xué)問題 根據(jù)第六屆國際數(shù)學(xué)教育大會上針對“問題解決模式化與應(yīng)用”研究的課題組對數(shù)學(xué)問題做出了界定：“一個數(shù)學(xué)問題是一個對人具有智力挑戰(zhàn)特征的，沒有現(xiàn)成的直接的方法、程序或算法的未解決的問題情境?！眹鴥?nèi)研究者張奠宙提出，要讓學(xué)生在特定更多情境下接受問題，首先要求這個問題能夠吸引學(xué)生；其次是讓學(xué)生感覺到難度，這里的難度包括知識技能類的、方 法技巧類的、也有可能是對解題程序不了解；最后這個問題最好是一個能引出深層次問題的導(dǎo)火索，從而引領(lǐng)學(xué)生不斷的探尋。 一般認(rèn)為，所謂數(shù)學(xué)問題，就是指人們在數(shù)學(xué)活動中所面臨的、不能用現(xiàn)成的數(shù)學(xué)經(jīng)驗和方法直接求得解決的一種情境狀態(tài)。它是一種情境它具有足夠的復(fù)雜性，它能對學(xué)生形成一定的挑戰(zhàn)，它能在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中起到開發(fā)數(shù)學(xué)思維的作用。 韋伯斯特認(rèn)為，“數(shù)學(xué)問題”的外延要大得多，它似乎包括了數(shù)學(xué)中的全部對象。只有必須運用數(shù)學(xué)的概念、方法、理論或性質(zhì)有可能使問題系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定系統(tǒng)的那些“末知”才能稱之為數(shù)學(xué)問題。 在本課 題的研究范疇內(nèi)，數(shù)學(xué)問題指的可以運用相應(yīng)年級教學(xué)目標(biāo)要求下的數(shù)學(xué)概念、方法、理論或性質(zhì)能夠去解決的問題系統(tǒng)，通過問題解決活動的進(jìn)行，從而增強學(xué)生解決日常生活中可能出現(xiàn)的數(shù)學(xué)問題的能力。這些數(shù)學(xué)問題來源于小學(xué)生的實際生活中需要解決的矛盾，比如購買東西、合理安排時間或者物品、旅游中的租車問題等都屬于我們要探討的小學(xué)生生活中接觸的數(shù)學(xué)問題。 3. 數(shù)學(xué)問題基本結(jié)構(gòu) 數(shù)學(xué)問題對學(xué)生來講是一組尚末達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的、有待加工處理的信息系統(tǒng)，它主要由以下三種成分構(gòu)成。 （ 1）條件信息 條件信息是指問題己知的和給定的東西，它 可以是一些數(shù)據(jù) (一種己經(jīng)給出的量值 )、一種關(guān)系 (一種己經(jīng)說明的量之間的邏輯關(guān)系 )或者某種狀態(tài) (一種己經(jīng)說明的情境狀態(tài) )。如計算題中給定的數(shù)據(jù)和運算符號、應(yīng)用題中的己知數(shù)量和其相互之間的關(guān)系等都是數(shù)學(xué)問題給定的條件信息。條件是獲得問題解決的前提，是展開問題解決活動的依據(jù)。一般來說，在一個數(shù)學(xué)問題中，條件的是否充分 ?是否必要 ?條件之間的邏輯關(guān)系任何 ?將可能直接影響問題解決的可能性、有效性和開放性。 （ 2）目標(biāo)信息 目標(biāo)信息，它源自于數(shù)學(xué)問題的本身以及問題解決者的內(nèi)部經(jīng)驗，因為不僅數(shù)學(xué)問題本身包含了“求什么”的 信息，同時，也可能需要解題者根據(jù)問題提供的信息去發(fā)現(xiàn)并提出問題。從問題解決過程來看，解題者如果只知道改變問題的東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 10 初始狀態(tài)，而對目標(biāo)狀態(tài)不夠清楚或不了解，就很難通過自己的一系列運算操作去逼近直至達(dá)到問題的目標(biāo)狀態(tài)。 （ 3）運算信息 運算在這里是指允許對條件所采取的行動，即可以采取哪些方式把數(shù)學(xué)問題由問題狀態(tài)轉(zhuǎn)化成目標(biāo)狀態(tài)，它是問題求解的依據(jù)。 題解決能力 筆者在前文中，對“數(shù)學(xué)問題”與“問題解決能力”的內(nèi)涵進(jìn)行了解析，意在明確本課題研究中的培養(yǎng)對象是小學(xué)生；培養(yǎng)的能力是小學(xué)生在日常生活中對于出 現(xiàn)數(shù)學(xué)問題時，進(jìn)行識別問題、分析問題、組織策略等操作的綜合問題解決能力；因此，對于具體培養(yǎng)的能力目標(biāo)是有特定的范圍的；并且在本課題中筆者選擇了教育游戲作為培養(yǎng)能力的載體。 1. 能力 問題解決能力，從字面上即可看出，它屬于能力的下位概念。能力，根據(jù)心理學(xué)的概念解釋，是人順利地完成某種活動所必須具備的心理特征。從這個概念，我們能看出，能力與活動之間的相互聯(lián)系。能力可以有多種分類方式，其中按照一般與特殊進(jìn)行區(qū)分時，一般能力又被西方學(xué)者稱為智力，包括觀察、記憶、思維、想象等能力，是人們從事各種活動都必須具備的能力；而與 之相對的特殊能力是人們在從事特殊職業(yè)或?qū)I(yè)需要的能力；但是人們從事任何一項專業(yè)性的活動既需要一般能力，也需要特殊能力，二者發(fā)展也是相互促進(jìn)的， 如從事教育活動需要觀察力、判斷力、語言表達(dá)力、組織力等等。繪畫活動則需要色彩鑒別力、色調(diào)感、形象感，觀察力 。 因此，我們也可以簡單的把問題解決能力看成是人在順利的完成解決問題的活動中所必須具備的心理特征。并且我們可以推斷問題解決過程中同樣需要一般能力的參與，即問題解決能力包含智力。能力還可以分為晶體能力與流體能力了，其中的晶體能力是以學(xué)得的經(jīng)驗為基礎(chǔ)的認(rèn)知能力，如人類 學(xué)會的技能、語言文字的能力、判斷力等，其受后天的經(jīng)驗影響比較大，主要表現(xiàn)為運用已有知識和技能去吸收新知識和解決新問題的能力。晶體能力不隨年齡的增長而減退，只是到 25歲以后，發(fā)展的速度逐漸平緩。問題解決能力即屬于一種晶體能力，這也是為什么這么重視在學(xué)生階段大力發(fā)展問題解決能力的原因之一。能力還可以分為基礎(chǔ)能力與綜合能力，所謂綜合能力，是由許多基本能力分工合作下完成的活動中表現(xiàn)出來的能力，如數(shù)學(xué)能力。問題解決過程是一項復(fù)雜的心理活動與行為活動的過程，在解決問題的過程中，需要多種基礎(chǔ)能力的協(xié)調(diào)合作才能得以順利進(jìn)行 ，可見，問題解決能力屬于綜合能力。 能力不是生而具有的，而是后天形成的。遺傳因素為能力的形成于發(fā)展奠定東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 11 了基礎(chǔ)，并提供了可能性。教育與環(huán)境使能力的形成與發(fā)展具備了現(xiàn)實性，而個體的實踐活動則對恩呢管理的形成于發(fā)展起決定作用。因此，由于人們的遺傳素質(zhì)不同，教育與環(huán)境的區(qū)別，以及個體實踐活動的差異，在能力的形成于發(fā)展上是千差萬別的。這也為本課題中，問題解決能力的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。 2. 問題解決 問題解決是一個目前在數(shù)學(xué)教育中越來越受人瞻目的課題，正如全美數(shù)學(xué)教師理事會 (其 1980年年鑒中所預(yù)測的那樣，“問 題解決”己經(jīng)成為 80年代數(shù)學(xué)教育的主題。在美國， 習(xí)數(shù)學(xué)的主要目的在于問題解決”，一直到 1989年 版的學(xué)校數(shù)學(xué)課程和評估標(biāo)準(zhǔn)，都在重點強調(diào)著“問題解決”這一命題。在英國，自柯克克洛夫特 (報告 (1982, (世以來，問題解決和探究學(xué)習(xí)逐漸成為在英國數(shù)學(xué)教育界頻繁使用的詞匯。而在日本，于 1989年修訂的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)，也明確提出了“課題學(xué)習(xí)” (其本質(zhì)與問題解 決相同。 其實，問題解決一直是心理學(xué)家長期研究的一個重要課