数智化互动游戏在小班数学启蒙教学中的应用探索

一、引言

《幼儿园教育指导纲要》明确指出，幼儿数学启蒙应 "密切联系生活，利用身边的事物与现象作为数学探索的对象"。随着数字化教育的深入推进，昆山地区学前教育领域正积极探索信息技术与教育教学的深度融合。小班幼儿（3-4 岁）处于前运算阶段初期，思维具有具体形象性和动作性特点，传统数学教学中抽象概念的灌输式传授往往效果不佳。数智化互动游戏通过创设生动情境、提供即时反馈、支持个性化探索，能够有效衔接幼儿的动作思维与形象思维，为数学启蒙提供新的可能。

数智化互动游戏并非简单地将传统游戏数字化，而是通过人工智能、增强现实等技术重构游戏的教育价值。在数学启蒙中，这种重构主要体现在三个方面： 是将抽象的数学概念转化为可感知的互动体验；二是通过数据反馈实现个性化指导；三是通过情境创设激发主动探索欲望。作为的教学实践探索，本文旨在总结数智化互动游戏在小班数学启蒙中的应用经验，为同行提供参考。

二、数智化互动游戏应用的理论基础

皮亚杰的认知发展理论认为，小班幼儿通过感知和动作获取经验，数学认知需建立在具体操作基础上。数智化互动游戏为幼儿提供了丰富的感知操作机会，如 AR 技术创设的虚拟场景能让幼儿在触摸、移动中理解空间关系。维果茨基的社会文化理论强调互动在学习中的核心作用，数智化工具扩展了互动的维度，形成幼儿与环境、工具、同伴及教师的多向互动。

数字化教育研究表明，适宜的数字工具能提升幼儿学习兴趣和参与度。李华（2020）在研究中发现，数字化教具通过多媒体呈现和互动反馈，能有效吸引幼儿注意力，延长专注时间。小班数学启蒙的核心目标是培养幼儿对数量、形状、空间等基本概念的感知能力。数智化互动游戏通过以下机制支持这一目标实现：一是将数学概念融入游戏情境，降低认知负荷；二是通过即时反馈强化正确认知；三是记录幼儿操作数据，为教师提供个性化指导依据；四是通过多感官刺激促进多元智能发展。

三、数智化互动游戏的实践探索

（一）三维互动模型的构建

基于小班幼儿认知特点，我们构建了 "环境 — 工具 — 活动" 三维互动模型。在环境维度，利用 AR 技术打造 "数字沙池" 场景，幼儿通过堆沙、挖沟等动作改变虚拟地形，在游戏中感知大小、多少、高低等概念。工具维度选用操作简便的智能教具，如巧智绘 AI 园宠，通过语音交互引导幼儿进行点数、分类等活动。活动维度设计 "情境任务链"，将数学目标分解为系列游戏任务。

（二）典型活动设计

1. 形状认知活动："魔法图形王国"

利用全息沉浸式教学空间，将教室转变为 "图形王国" 场景。幼儿佩戴简易识别手环，在虚拟场景中寻找与实物卡片匹配的图形。当找到正确图形时，系统会播放鼓励音效并显示图形名称，教师则根据系统记录的识别准确率进行针对性指导。

数量感知活动："小刺猬运果子"

结合智能投影设备，在地面呈现动态的 "果子" 图案。幼儿扮演小刺猬，根据 AI 园宠的语音指令（如 "请运 3 个红果子"），通过跳跃动作收集相应数量和颜色的果子。系统实时记录幼儿对数量的感知准确性和反应速度，生成个性化发展报告。

3. 空间关系活动："积木城堡"

使用编程小车和感应积木，幼儿通过摆放积木为小车搭建路径。在搭建过程中，教师引导幼儿理解 "上下""

前后 ""远近" 等空间概念。智能积木能检测结构稳定性并通过灯光提示，帮助幼儿在试错中建立空间认知。

（三）教学实施策略

在教学组织上，采用 "集体游戏 — 小组探索 — 个体操作" 的递进模式。集体活动中建立共同认知经验，小组探索中促进同伴互动，个体操作中实现个性化发展。每次活动控制在 15-20 分钟，符合小班幼儿注意力特点。

教师角色从知识传授者转变为游戏引导者和支持者。在活动前，教师根据教学目标设置游戏参数；活动中，重点观察幼儿操作表现，适时介入引导；活动后，分析系统生成的行为数据，调整后续教学策略。同时建立家园共育数字化平台，让家长通过手机端查看幼儿在游戏中的成长轨迹，实现教育合力。

四、应用案例与成效分析

（一）典型案例

幼儿张某在入园初期对数量概念理解困难，点数时常出现漏数、重复数现象。在参与 "小刺猬运果子" 系列游戏一个月后，其点数准确性从最初的 42% 提升至 85% 。通过分析游戏数据发现，该幼儿对动态目标的追踪能力较强，教师据此设计了更多包含运动元素的点数游戏，进一步巩固其数量认知能力。

在 "图形王国" 活动中，我们对比了 20 名幼儿在传统教学与数智化教学后的认知效果。结果显示，幼儿对图形的识别速度提升了 30% ，记忆保持时间延长了 50% ，尤其是对较难区分的圆形和椭圆形的识别准确率显著提高。

（二）成效分析

量化数据显示，经过一学期的数智化互动游戏教学，实验班幼儿在数学兴趣量表上的得分较对照班高出22% ，在点数、分类、图形识别等核心能力测试中表现更优。教师观察记录表明，幼儿在游戏中表现出更强的主动性和坚持性，遇到困难时更愿意尝试解决。

家长反馈显示， 85% 的家长认为孩子在家中会主动提及数学游戏内容， 60% 的家长观察到孩子能将游戏中习得的数学概念应用到生活中，如分水果时进行简单分类。这表明数智化互动游戏有效实现了 "玩中学、学中玩" 的教育理念。

五、反思与展望

在实践过程中，我们也面临一些挑战：一是部分数字化设备操作稳定性有待提升，偶尔影响游戏流畅性；二是需要控制屏幕接触时间，避免过度依赖电子设备；三是教师的数字素养需要持续提升，以更好地发挥数智化工具的教育价值。

针对这些问题，我们采取了三项优化措施：一是建立 "15% 不确定性带宽" 原则，在游戏中保留适当比例的非预设元素，鼓励教师捕捉教育契机；二是采用 "数字 — 实物" 交替模式，每 20 分钟数字游戏搭配 15 分钟传统操作活动；三是定期开展教师数字技能培训，重点提升游戏设计和数据分析能力。

参考文献

[1] 李华。数字化时代幼儿园教育实践探析 [M]. 北京：教育科学出版社，2020.

[2] 王明。幼儿园数字化教具在语言培养中的应用研究 [J]. 学前教育研究，2019 (5): 45-50.

[3] 张晓。数字化技术在幼儿园教育中的运用 [J]. 幼儿教育，2018 (12): 23-26.

[4] 刘娟。数字化管理系统在幼儿园管理中的应用研究 [J]. 中国教育信息化，2021 (3): 89-92.

[5] 《幼儿园教育指导纲要（试行）》[Z]. 教育部，2001.