《PBL理念下的多媒体游戏与初中数学课堂教学的融合》课题111

课题实施方案

昆山国际学校课题组

美国教育研究者布鲁斯﹒乔伊斯（Bruce Joyce）说，＂人类意识的发展变化，思想和情感的打破与重构，使教育过程不断呈现出新的特点。＂近年来，随着教育信息化的不断深化及发展，教育技术研究者大力倡导“信息技术服务课堂教学＂、＂信息技术与学科教学深度融合＂等理念，这些理念逐渐的被很多教育工作者重视起来。早在数年前，国际上许多国家就已经开始进行了相关实践，如美国NETP2010教育技术计划、欧盟数字化学习计划、韩国2011智能教育推进战略等。我国颁布的《教育信息化十年发展规划(2010-2020)》、《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020）》等政策文件也为我国教育信息化推进指引了方向。

在这种新的形势下，教育信息化也将全面的改变他传统的教育模式。从课堂教学上看，师生之间的关系变化将发生更加的微妙，教学信息的传送通道也会变得多元而开放。如何整合应用多种信息化教学资源，实施以学生为主、问题为导向的研究型教学，调动学生课堂学习的积极性，提高课堂学习的有效性，构建更适应当前学习者需求的教学环境和教学策略，这是深化教育课堂教学改革的重要突破点。随着多媒体技术的发展和普及，游戏理论实践的不断丰富和发展，促使教师开始从静态逐渐转向动态的教学资源。我国学者正自觉的把游戏运用到教学中，这种教学方式不仅能有效的吸引学生的注意力，引起学习兴趣，发展学生的思维能力，还能促进学生注意力的发展，有助于提升学习效果。

初中数学是一门学习难度很大的科目，随着学生在初中阶段数学知识点难度的进一步加大，学生在数学学习过程中遇到的困难也越来越多。教师对课堂教学的知识、技能过多地注重，忽略了教师本身的情感投入，致使课堂教学显得干涩、枯燥，学生的学习积极性得不到充分的调动、发挥。《数学课程标准》指出:教师应充分利用学生自己的生活经验,设计直观形象、生动有趣的数学教学活动，把教学内容寓于游戏之中，把静态的课堂教学变成动态的数学活动，把单调、枯燥的数学知识变为游戏活动，从而使学生在玩中学，在玩中获取数学知识。

二、课题的概念界定：

（1）PBL的定义

PBL（Problem-Based Learning）即针对问题学习。1969年，其提出者美国神经病学教授Barrows及其同事克尔森Kelson曾这样定义PBL：“PBL既是一种课程又是一种学习方式。” 作为课程，它包括精心选择和设计问题，而解决这些问题要求学习者能够获取关键的知识，具备熟练的问题解决技能，自主学习的策略以及参与小组活动的技能。作为一种学习方式，学习者要使用系统的方法去解决问题以及处理在生活和工作中遇到的难题＂。20世纪80、90年代，PBL教学模式迅速地发展起来，目前己成为一种效率高、效果好的教学方法。

我们传统的教学观念把知识看做不可更改的，把教学认为是从外到内的知识的输入。学习者只需要简单理解和记忆书本上的知识。教师只是“传道授业解惑”，大多照本宣科，让学生“上课记笔记，课后背笔记，考试考笔记”。学生在这种教学模式中一直处于被动的地位，教与学根本无法互动。学生的学习兴趣和主动性会被大大扼杀，从而对学习有厌烦和不满之感，创造性也会被泯灭，培养学生的分析问题和解决实际问题的能力也无从谈起。PBL的教学理念认为“问题是学习的起点也是选择知识的依据”，因此教学过程中应“先问题，后内容”。整个学习过程中学生是主体，教师90％的时间退居幕后，处在教学的陪衬地位。教师是学生学习的促进者、推动者或辅导者。通过PBL的学习，学生将学会如何获取知识，并且够独立自主地学习，能积极有效地参与各种的活动，从中学到分析和解决问题方法。

（2）多媒体游戏的定义

多媒体游戏是指利用多媒体手段构建游戏方案。运用多媒体，策划整个游戏的步骤，从总体上决定了游戏的设计方向。不但如此，游戏设计还决定了玩家在游戏中做出什么样的选择，决定了游戏能否成功。多媒体游戏的学习机制主要体现为以下几个方面：多媒体游戏为学习者提供了良好的学习环境，让学习者在一种体验化的环境下进行认知；多媒体游戏为学习者提供了充分多样化的学习资源；多媒体游戏为学习者提供可参与的学习活动；最主要的一点是多媒体游戏中蕴含着吸引学习者注意力的机制。

常规的课堂多媒体即在课堂活动中插入和教学内容相关的游戏和竞赛活动，让学生参与。教师实现预先设计好的游戏内容，程序和规则，让学生成功完成，让学生通过活动掌握知识。多媒体辅助下的游戏化教学是指教师先设计好游戏课件，然后再让学生利用计算机自己操作课件，在操作的过程中掌握知识和技能。两种多媒体游戏教学，都是利用游戏活动产生竞争性的学习环境，不仅能激发学生的学习兴趣，使学生获得学科知识与能力，而且还能够帮助学生巩固所学的知识。

（3）PBL与多媒体游戏的深度融合

本研究所指的＂PBL下多媒体游戏与初中数学课堂教学的深度融合＂，指的是在课堂教学中，教师根据教学需求，事先预设问题，运用多媒体技术把丰富多彩的视频、音频、图片、文本结合成有趣的游戏。通过借助多媒体设备生动立体地呈现出来，激发中学生的学习兴趣。

三、课题研究目的、要解决的主要问题及现状分析

（1）研究的主要目的

学生认知思维具有直观性，有和成人不同的地方，他们常常要经过一个直观思维，具体形象思维及抽象逻辑思维相结合的思考过程。学生的注意时间短，注意力容易分散。在21世纪新形势下，随着高等教育信息化的深入，如何利用信息技术和数字化资源，依托教育的信息化平台，改善传统的教学模式，是信息时代的呼唤，也是教学实践的要求。关于信息化的理论研究是教育信息化的一个热点，然而，对于PBL理论下利用多媒体展开课堂教学的研究不多，尤其是对于PBL下多媒体游戏与中学学科深度融合的教学实践研究十分匮乏。

本课题的研究主题＂PBL下多媒体游戏与初中数学课堂教学的深度融合＂即是研究信息化环境下，在PBL理论支撑下运用多媒体游戏教学有效促进数学课堂教与学的策略和手段。希望通过本研究引进竞争和激励等游戏制度，让学生在数学课堂中体验游戏的快乐，激起学生对学习兴趣，摆脱应试教育的束缚，达到更好的教学效果。

（2）解决的主要问题

1.研究信息技术工具支撑下的课堂教学策略，研究以针对问题的学习PBL（Problem-Based Learning）为理论支撑下的课堂教学策略，研究PBL策略在游戏环境中的有效整合。

2．研究信息技术工具支撑下的课堂教学生态，本研究选取了多媒体游戏化技术作为信息技术的手段，研究该技术支撑下的课堂教学形态，包括教学组织、教学资源、师生关系等多个方面。

3．总结国内外相关理论，进行游戏化教学设计的理论分析，结合教学设计理论进行相应教学内容的游戏化教学设计，探求游戏化教学的可行性。

（3）国内外同一研究领域的现状与趋势分析

在21世纪新形势下，教育信息化逐步深入，多媒体设备的不断进步，如何利用信息技术和数字化资源，依托教育的信息化平台，改善传统的教学模式，不仅是信息时代的呼唤，同时也是新时代教学实践的基本要求。目前，日臻完善的游戏教育理论引起了各国教育教学的注意，并争先引入到本国的教育中去。对教育游戏理论做出重要贡献的教育学教有前苏联的阿瓦捏索娃，她规定了游戏教学的基本结构及构成要素：即游戏任务、游戏行为、游戏规则。以上提到的三种要素，对游戏来说缺一不可。

多媒体游戏作为课堂中重要的游戏手段，值得对他进行深入研究，在上个世纪八十年代国外就开始了对教育游戏的研究，随着计算机应用的日益普及和多媒体网络技术的不断发展，教育游戏的应用越来越广泛。

目前，在我国有一些关于游戏教学的研究，比如黄进的《游戏精神与幼儿教育》、吴也显的《小学游戏教学论》等就是关于游戏教学的。在我国的教育领域，游戏教学已成为一种广泛应用的教学方法。为了促进我国教育游戏的研究，为全国从事教育游戏研究的同行提供一个交流合作的平台，经中国教育技术协会信息技术教育专业委员会商定，设立“全国教育游戏研究协作组”，每年开展国内的或国际的教育游戏会议。

然而，对于如何展开课堂游戏教学的实践研究不多，尤其是针对初中数学课堂，利用多媒体技术支撑下的游戏课堂教学实践的研究十分匮乏。

四、课题研究的实践意义与理论价值

（1）课题研究实践意义

本研究致力于将PBL下的多媒体游戏与情境学习理论和建构主义学习理论相结合引入到实际教学中来，形成真正适合初中数学课堂教学的教学方式，为初中数学教师提供参考，为改善初中数学课堂教学现状尽绵薄之力。

1.在教学中，教师合理创设情境，把课本上的知识转化为学生容易理解的情境，让学生能够积极主动地参与到解决问题的过程中来。

2.以丰富的多媒体游戏化教学理论为基础，弥补中小学生课堂情境教学领域中的不足。

3.鉴于国内在中小学生多媒体游戏化教学应用理论研究较弱的问题，给出具体的符合初中数学科特点的PBL模式下的应用案例分析，为PBL在中小学生课堂情境教学中的应用提供支持。

4.根据问卷调查结果分析，做出有针对性的改进方案，对推动PBL多媒体游戏化教学理论教学的实践具有积极地作用。

（2）理论支撑

1.情境学习理论

知识，它具有情境性,它是活动、背景和文化的部分产物，在情境中不断得到发展。情境学习理论强调“学习是实践的参与”,它关注部分的不仅仅是意义的情境性,也是个体身份的建构以及共同体的学习。在这一学习理论指导下的教学重在创建“实践共同体”。学习者的边缘性地参与实践共同体活动的合法性得到肯定。这一理论与传统学校教育中强调的个人努力与个体竞争,拒绝参与、交流与合作大相径庭。

2.建构主义学习理论

建构主义认为，知识不是通过简单教得到的，而是学习者在一定的社会文化背景下，在他人的帮助，利用合理的学习资料，并通过意义建构的方法获取，教师是意义建构的帮助者与促进者，而不是知识传授者与灌输者，学生不是外边刺激的被动接受者和被灌输的对象，应该是信息加工的主体，是意义的主动构建者。现代教学应采取全新的教学模式的思想，设计心得教学方法和教学。

3.实用主义学习理论

美国实用主义哲学家，教育家杜威为游戏教学奠定了哲学的基础。他认为，儿童应该在实践中学习，如果没有去尝试过，就不可能记住和思考。如何让儿童进行尝试？如何激发他们去思考？所以，运用福禄培尔的游戏教育思想，选择他们喜欢的事物，最适合表现他们各种天然的倾向，如游戏，竞技等等来调动他们的自然冲动。杜威十分重视游戏教育对儿童智力的运用和发展，并为此做出贡献。

（3）理论的实践价值

PBL是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，在PBL组织教学中，通过呈现具体的问题情境，明确问题，并以问题为驱动展开学习。学习的组织采取多媒体游戏化教学的方式，自主寻找和搜集学习资源，规划和建立学习路径，利用情境、协作、会话进行自主建构的有意义学习。在此过程中，教师承担着组织、指导、帮助、促进的作用，学生主体则是知识的主动建构者。因而，针对问题的学习也就是基于建构主义理念的学习。

PBL的重要思想也是以学习者为中必，将学生置于学习的主体地位，提倡教师和学生共同承担教学和学习任务，彼此对彼此的态度和行为负责任，这与情境学习理论和建构主义学习理论主张是一致的。同样的，PBL下的多媒体游戏化教学特别注重问题情境的创设，通过创设真实的问题情境，教师和学生围绕问题解决搭建沟通桥梁，以学习资源组织为核心，教师间接对学生进行有意识引导，并激发其学习潜能，满足其学习需求。

（4）本课题的研究的实效性（拟达到的研究效果）

游戏化教学是根据学习者的发展需要设计教学活动、教学策略、学习工具，而不是简单地用游戏替代一切课堂教学形式，代替乏味的说教。对于教育者来说，寓教育于游戏之中；对学习者来说，玩就是学习。游戏化教学给学生创造一个自主的学习环境，充分调动学生的学习兴趣，在这样的学习氛围中，学生的思维灵活，记忆清晰从而达到教学绩效的最优化。本研究通过PBL(针对问题学习)游戏化教学,构建初步的媒体课堂教学结构模型，对进一步的教学改革提供参考。

五、研究内容、过程、方法设计

（1）研究主要内容及框架

第一，文本问题化。对目前中学课堂教学中存在的问题进行深入解读，分析常规教学方法的问题，并对信息化环境下的互动媒体特征进行解析。研究活动理论和体验式学习理论对课堂信息化教学的启示，依托技术工具，初步构建的多媒体游戏结构模型。

第二，问题活动化。针对问题进行采用调查问卷的方法，评估中学生能否真正适应传统教学方法。同时针对传统教学方法的不足，对PBL下多媒体游戏进行整合，从建构主义理论和情境认知理论视角寻找PBL与多媒体游戏的结合点，逐步分析PBL与多媒体游戏化教学在课程教学中整合的理论基础，论证其有效性。

第三，活动游戏化。以中学课堂教学为例，通过展开PBL下多媒体游戏设计，研究该课堂的教学设计一般模式、学习者的特征分析和内容组织，研究该课堂的教学环境与教学策略，研究该课堂的教学过程设计、资源设计和评价。本部分为研究的重点。

第四，游戏的数字化。通过活动游戏化的展开，统计学生对于多媒体游戏教学的喜爱程度。并利用数字化音频，视频，游戏等手段调动学生的积极性。教师可以对学生对课堂的响应程度适时调整游戏的难易。

第五，PBL多媒体游戏设计。对中学生在课堂中存在的问题，有针对性的设计多媒体游戏方法。通过多媒体游戏设计，不断的改善教学中存在的不足，充分的调动学生的积极性。并做好记录，为以后的教学构建完整的多媒体游戏结构模型。

（2）本研究创新点

本文立足于PBL下多媒体游戏教学在初中数学课堂实践研究，“寓教于乐”、“水火相容”是本课题的创新之处。即：在乐趣中学习，让学习知识和快乐游戏相融合，让学生在快乐的游戏环节中去学习和运用知识，从而获得各方面的自我提高。虽然目前有不少的研究是针对小学游戏教学进行的，但是都是概括性的进行研究，并未将多媒体游戏对初中生的影响列入研究范围，更没有将游戏教学如何更紧密切合教学实际，体现课堂的实效性，列入研究范围。基于问题学习下的多媒体游戏和普通游戏的区别就在于它们寓知识于乐，即教师在设计游戏的时候应充分考虑教学的内容、教学的要求、教学的重点难点和学生的实际时间情况等因素，不能为了追求趣味性随意设计游戏，防止“玩戏丧志”。

（3）主要研究方法

本研究理论与实践相结合、质性与量化相结合，研究方法多样化，具体包括：文献研究法、案例研究法、观察法、调查法。

文献研究法。本研究通过对丰富多样的文献资料研究，把握互动媒体的内涵，深刻解读PBL多媒体游戏化教学的特征，利用理论研究寻求多媒体游戏化教学和PBL的结合点，阐明PBL多媒体游戏化教学的本质。

案例研究法。通过记录选取中小学教学课堂的某一学科，进行两个课程周期的课堂教学，积累全面、真实的课堂授课资料，结合现场和后期记录分析，对教学案例进行剖析，对互动媒体支持下的PBL多媒体游戏化教学设计准确把握，整合为具有参考价值的理论成果。

观察法。主要通过教学录像分析，选取课例样本进行详实的课堂观察，利用互动分析法、图示记录法、行为检核法，研制相关观察工具，从定性和定量两个角度进行混合研究，研究PBL多媒体游戏化教与学行为，从微观角度深入剖析，应用于促进形成规范、系统的课堂教学一般模式。

调查法。结合实际情况，对教师团队、学习者区分角色进行问卷调查和个别访谈，通过数据统计和定量分析，了解初中生教学课堂的课程组织特点，了解教师和学习者的特征和需求，并借助反馈印证PBL多媒体游戏化教学的有效性，收集教学改进建议。

六、研究过程及表现形式

（1）主要研究过程

本课题研究周期为2年(2018年12月至2020年7月)，共分以下三个阶段完成。

第一阶段：准备阶段(2018年12月至2019年6月)，主要完成以下几项工作：

　　1.健全学校课题研究领导小组，以加强对课题研究的领导和管理。

　　2.做好课题研究内容的分解工作，撰写研究方案。

　　3.聘请省内外有关初中教育界专家来校指导并参与子课题的拟定。

　　4.召开课题组成员会议，明确课题研究任务。

　　5.宣传课题研究的意义，创设良好的科研环境，开始收集有关资料，建立档案。

　　6.做好必要的物质准备，明确活动地点、落实研究资金等。

第二阶段：研究阶段(2019年7月至2020年6月)，主要完成以下几项工作：

　　1.全面推进研究，边研究边论证，逐步完善研究方案。

2.在课程教学实践过程中，本研究以时间轴为序，以小组为单位，对学生在学习过程中的生成性资源进行了全面细致的整合和处理，这些资源包括学生的章节作业、学案活动、学习疑惑、师生交流以及网络平台的各种检测数据等。这些资源具备很强的客观真实性，可作为一手的教育研究原始素材进行加工和分析，对进一步的教学改革提供参考。

　 3.开展优秀课堂评比和研讨活动，聘请专家举办有关专题讲座，总结经验。

　　4.通过问卷调查法，个别谈心法，了解学生对初中课堂学习的一些认识和体会，请他们体会相较于传统课堂，在互动媒体支持的信息化学习环境中，PBL课堂教学对他们的影响。

5.进行课题阶段性总结、验收。

6.积累资料，做好学期、学年阶段性总结工作，及时推广研究成果。

第三阶段：结题阶段(2020年10月至2020年12月)，主要完成以下几项工作：

　　1.搞好总结，撰写科研总结报告。

2.迎接专家鉴定和验收。

（2）研究成果的表现形式

1.研究报告，研究论文：

1)专题论文(分年级分问题);

2)单项性论文(就某一问题);

3)研究性论文(学校根据该项实验写出科学评估等方面的论文)。