低年级数学游戏设计与认知发展关系探讨

引言

在低年级数学教学中，如何有效促进学生认知发展是重要课题。数学游戏以其趣味性和互动性成为教学新途径。深入探讨数学游戏设计与认知发展关系，对优化教学方法、提升教学质量、推动学生全面发展具有重要现实意义。

一、低年级数学游戏设计概述

（一）数学游戏特点

数学游戏在低年级教学中具有独特的特点。首先，它具有趣味性，游戏的形式、规则和奖励机制等元素能够吸引低年级学生的注意力，例如采用卡通形象、趣味音效等。其次是简易性，考虑到低年级学生的认知水平，游戏的操作、任务和数学概念都不会过于复杂，像简单的数字拼图游戏，只涉及到基础的数字识别和组合。再者，数学游戏具有互动性，学生可以与同伴、教师或者游戏中的角色进行互动，像在数学抢答游戏中，学生之间互相竞争回答数学问题。这种互动有助于提高学生的参与度，让他们更积极地投入到数学学习中。而且数学游戏还具备重复性，通过多次重复相同或相似的数学任务，如在数字连连看游戏中多次连接数字，能加深学生对数学知识的记忆和理解。

（二）设计基本原则

低年级数学游戏设计要遵循一些基本原则。一是目标导向原则，游戏设计要紧密围绕数学教学目标，确保游戏中所包含的数学知识和技能是符合低年级教学大纲要求的。例如，在设计关于加法运算的游戏时，所有的游戏环节都要以加法运算为核心内容。二是适应性原则，要根据低年级学生的年龄、认知能力和学习风格来设计游戏。对于刚刚接触数学的低年级学生来说，过于复杂的游戏规则会让他们感到困惑，所以游戏规则要简单明了。三是渐进性原则，游戏的难度要逐步递增。开始时可以是简单的数字识别游戏，随着学生能力的提升，再过渡到简单的加减法运算游戏等。四是安全性原则，无论是线上游戏还是线下游戏，都要确保学生在游戏过程中的身体和心理安全，避免出现危险物品或者不良信息影响学生。

二、数学游戏对认知发展的作用

（一）数感培养作用

数学游戏对低年级学生数感的培养有着重要的作用。在游戏过程中，学生能够频繁地接触数字，从而对数的大小、顺序、数量关系等有更直观的感受。例如在数字排序游戏中，学生需要根据数字的大小将打乱的数字重新排列，这个过程中他们会比较数字之间的大小关系，对数的顺序有更深刻的理解。像掷骰子游戏，骰子上的点数是随机的，学生在计算点数总和或者比较不同骰子点数大小的时候，会不断强化对数的数量的感知。而且一些数字组合游戏，如用数字卡片组成不同的数，学生可以了解到数字在不同位置上所代表的不同数值，这有助于他们建立数的概念，对数感的发展起到积极的促进作用。

（二）空间思维促进

数学游戏在促进低年级学生空间思维方面效果显著。图形类游戏是培养空间思维的重要方式，比如玩积木搭建游戏时，学生需要思考如何将不同形状的积木组合在一起，形成一个稳定的结构。在这个过程中，他们要考虑积木的形状、大小、位置关系等空间要素。又如在进行图形对称游戏时，学生要判断图形是否对称，以及如何通过折叠或旋转来实现对称，这有助于他们理解空间中的对称关系。再如利用立体拼图游戏，学生在拼凑立体图形的过程中，会对立体图形的各个面、棱、顶点等空间元素有更深入的认识，从而提升他们的空间想象能力和空间思维能力。

（三）逻辑推理提升

数学游戏对于低年级学生逻辑推理能力的提升是不可忽视的。在一些解谜类数学游戏中，学生需要根据已知的条件和规则，推理出未知的答案。例如在数字谜题游戏中，给出一些数字之间的运算关系和部分数字，让学生推理出其他数字。这种游戏需要学生运用逻辑思维，分析各个数字之间的联系。还有在棋类数学游戏中，学生需要思考每一步棋的走法对结果的影响，要根据对手的走法进行应对，这需要进行逻辑推理和策略规划。在逻辑推理游戏中，学生不断地尝试、分析、总结，从而逐步提高自己的逻辑推理能力。

三、基于认知发展的游戏设计策略

（一）贴合认知水平设计

贴合低年级学生的认知水平进行游戏设计是至关重要的。低年级学生的认知能力处于初步发展阶段，他们的注意力难以长时间集中，抽象思维能力较弱。所以游戏的设计要符合他们的这些特点。例如，在游戏时长方面，不宜过长，以 10 - 15 分钟为宜，避免学生在游戏过程中出现注意力分散的情况。在游戏内容上，要以直观、形象的事物为主，像用水果图案代表数字进行运算游戏，而不是直接用抽象的数字符号。而且游戏的难度要适中，对于一年级的学生，可以从简单的数字识别、计数游戏开始，随着年级的升高，再逐渐增加游戏的难度，如在二年级时可以加入简单的加减法运算游戏内容。

（二）结合教学目标设计

游戏设计必须结合教学目标。教学目标明确了学生在数学学习过程中需要掌握的知识和技能，游戏则是实现这些目标的有效手段。如果教学目标是让学生掌握 10 以内的加减法，那么游戏就可以围绕这个目标进行设计。例如设计一个小动物购物的游戏，小动物们拿着 10 以内的数字卡片去购买物品，物品的价格也是 10 以内的数字，通过购买物品的过程来练习加减法运算。这样的游戏设计将教学目标融入其中，让学生在游戏中不知不觉地达到了教学要求。同时，教学目标还包括培养学生的数学思维能力等方面，游戏也可以针对这些目标进行设计，如通过逻辑推理游戏培养学生的逻辑思维能力。

（三）注重游戏趣味性设计

趣味性是低年级数学游戏设计中至关重要的因素。对于低年级学生而言，他们的注意力难以长时间集中，如果游戏缺乏趣味，很容易让他们失去参与的积极性。在设计数学游戏时，可以从多个方面来提升趣味性。游戏的主题可以采用孩子们感兴趣的元素，比如卡通形象、童话故事等。例如，将数学运算融入到拯救公主的游戏情境中，学生扮演勇敢的小勇士，需要通过正确解答数学题来克服途中的障碍，拯救被困的公主。这样的主题能够迅速吸引孩子们的注意力，让他们沉浸在游戏的情境之中。游戏的操作方式也应该简单且有趣。低年级学生的手部精细动作还在发展阶段，过于复杂的操作会让他们感到沮丧。可以设计一些通过简单的点击、拖拽等动作就能完成的游戏环节。比如在一个数字拼图游戏中，学生只需将带有数字的拼图块拖拽到正确的位置，在这个过程中，他们可以直观地感受到数字之间的顺序关系等数学概念。

结束语：低年级数学游戏设计与认知发展紧密相关。合理设计数学游戏能为学生创造良好学习环境，激发学习动力。未来教学中应持续优化游戏设计，充分发挥其在认知发展中的作用，助力低年级学生数学素养提升。

参考文献

[1]胡存.探析小学低年级数学游戏化教学的策略[J].天天爱科学( 教学研究 ),2020,(02):140.

[2] 胡银萍 . 浅谈游戏化教学在小学低年级数学教学中的应用 [J]. 安徽教育科研 ,2022,(28):32- 35.

[3] 富 东 梅 . 浅 谈 小 学 低 年 级 数 学 游 戏 化 教 学 [J]. 黑 河 教育 ,2021,(09):40- 41.

周玉兰 1985.07 女 江苏苏州 本科 中小学高级教师 研究方向：关于低年级数学游戏设计与认知发展关系探讨