李?yuàn)檴? 郭力平

問題提出與研究設(shè)計(jì)

幼兒發(fā)展水平是衡量學(xué)前教育公平與質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。研究指出，游戲是幼兒的主要學(xué)習(xí)方式，游戲中對幼兒的有效評價(jià)由結(jié)果轉(zhuǎn)向過程，注重幼兒過程性能力的培養(yǎng)，有利于幫助教師更有效地支持幼兒的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

然而，當(dāng)前游戲中對幼兒學(xué)習(xí)與發(fā)展的評價(jià)卻存在諸多問題，一方面，強(qiáng)調(diào)研究型教師的培養(yǎng)，教師的領(lǐng)域教學(xué)知識以及專業(yè)能力面臨巨大挑戰(zhàn)；另一方面，傳統(tǒng)游戲依靠教師進(jìn)行觀察與評價(jià)，強(qiáng)調(diào)教師對幼兒的真實(shí)性評價(jià)，需要收集幼兒一日生活與游戲過程中大量的學(xué)習(xí)過程信息，教師的時(shí)間與精力面臨巨大挑戰(zhàn)；第三，學(xué)齡前兒童學(xué)習(xí)能力評價(jià)面臨團(tuán)體紙筆施測不合格，個(gè)別化施測標(biāo)準(zhǔn)化難、效率低等問題。隨著評價(jià)理念的更新，學(xué)齡前兒童學(xué)習(xí)能力評價(jià)指標(biāo)不宜局限于特定學(xué)科知識與技能，諸如學(xué)習(xí)品質(zhì)、過程性能力指標(biāo)亦得到重視。而基于互聯(lián)網(wǎng)的游戲評價(jià)，如視頻游戲、多媒體游戲則不符合幼兒發(fā)展規(guī)律，剝奪了幼兒與真實(shí)世界互動(dòng)的權(quán)利，對幼兒的身心發(fā)展帶來不利影響，其測評技術(shù)不適合用于評價(jià)幼兒。

數(shù)學(xué)是一項(xiàng)重要的認(rèn)知能力，也是重要的智力因素。在早期教育階段，幼兒的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)以非正式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)為主，具有啟蒙性和奠基性，對幼兒日后的學(xué)業(yè)成就和職業(yè)選擇有重要影響。

來自幼兒數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的困境包括三個(gè)方面，一，在中國的文化傳統(tǒng)和家長的教育理念中，數(shù)學(xué)始終是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但目前的數(shù)學(xué)教育中存在重?cái)?shù)學(xué)技能和結(jié)果、輕數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程和真實(shí)應(yīng)用的問題；二，當(dāng)前幼兒的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形式主要以“填鴨式”操作訓(xùn)練為主，忽視幼兒在游戲中的學(xué)習(xí)；三，幼兒在游戲中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)缺少有效反饋，尤其是對于年幼的小班幼兒面臨三重困難，即幼兒在游戲中自身無反饋、教師反饋不及時(shí)、同伴反饋少，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成效不高。以上三方面的現(xiàn)實(shí)困境導(dǎo)致幼兒對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣不足，數(shù)學(xué)思維能力得不到有效提升。而物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的高速發(fā)展，為有效地觀察評價(jià)幼兒游戲提供了新途徑。

按數(shù)取物是3～4歲幼兒基數(shù)概念獲得的測評任務(wù)，基數(shù)概念的形成則是3～4歲幼兒數(shù)學(xué)認(rèn)知目標(biāo)。《3-6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》（以下簡稱《指南》）中的數(shù)學(xué)認(rèn)知部分只提出各年齡段兒童所要達(dá)到的結(jié)果目標(biāo)，而幼兒的學(xué)習(xí)路徑?jīng)]有體現(xiàn)。從幼兒數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)軌跡來看，按數(shù)取物的能力能反映出幼兒眾多數(shù)概念發(fā)展的脈絡(luò)，如數(shù)數(shù)、一一對應(yīng)、符號認(rèn)知、量的比較等，不同游戲情境下亦能反映幼兒問題解決的學(xué)習(xí)品質(zhì)與學(xué)習(xí)風(fēng)格等教師不易觀測到的行為數(shù)據(jù)。因此，本研究將內(nèi)容定位于3～4歲幼兒按數(shù)取物能力的發(fā)展，選擇3～4歲幼兒數(shù)概念發(fā)展中的數(shù)數(shù)、一一對應(yīng)、符號認(rèn)知以及基數(shù)概念的發(fā)展作為研究內(nèi)容，通過在數(shù)學(xué)游戲中設(shè)計(jì)按數(shù)取物任務(wù)來獲取幼兒學(xué)習(xí)的過程信息。并以3～4歲幼兒數(shù)概念發(fā)展作為突破口，擬嘗試將幼兒與游戲通過技術(shù)連接在一起，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成一種會(huì)“觀察評價(jià)”的幼兒數(shù)學(xué)游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

本研究選擇上海市5所幼兒園、山東省3所幼兒園，共20個(gè)小班的數(shù)學(xué)區(qū)域游戲進(jìn)行了各5次的觀察，單次區(qū)域游戲的時(shí)間為20～30分鐘，并在各園隨機(jī)選擇小班幼兒各10名進(jìn)行非正式訪談，主要了解小班數(shù)學(xué)區(qū)玩具類型、幼兒喜愛的玩具、幼兒操作玩具的過程、幼兒游戲情景、當(dāng)前玩具的不足、教師對游戲的介入指導(dǎo)（即教師對幼兒游戲的反饋）等；隨機(jī)選取5名教師進(jìn)行了半結(jié)構(gòu)式訪談，主要圍繞教師如何觀察幼兒的數(shù)學(xué)游戲、觀察中遇到的困難以及如何獲得幼兒的更多數(shù)據(jù)并提供有效的教育支持策略等問題展開。隨后對錄像、錄音和筆錄進(jìn)行轉(zhuǎn)錄與編碼。本研究對資料的分析主要運(yùn)用情景分析法詳細(xì)描述關(guān)鍵事件，結(jié)合非正式訪談?dòng)涗涍M(jìn)行系統(tǒng)化整合分析形成研究結(jié)論。

數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)思路

1.數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)方案形成脈絡(luò)

（1）數(shù)學(xué)游戲設(shè)計(jì)原型的確定

依據(jù)調(diào)查結(jié)果，選擇幼兒最喜愛的數(shù)學(xué)玩具之一“小火車”材料作為游戲設(shè)計(jì)的原型。（圖1）

“小火車”是幼兒園教師投放在區(qū)域活動(dòng)中最常見的游戲材料之一，共有5節(jié)車廂，車廂正面貼有帶有符號的卡片，幼兒根據(jù)卡片上的符號選擇相同數(shù)量的仿真水果放置在相應(yīng)的車廂內(nèi)，培養(yǎng)幼兒按數(shù)取物的能力。

通過觀察發(fā)現(xiàn)該材料有以下問題與不足：卡片內(nèi)容單一，類似以往的訓(xùn)練形式，幼兒操作的主動(dòng)性不強(qiáng)；游戲中來自教師的個(gè)別反饋與指導(dǎo)較少，幼兒常常隨意投置幾下就沒了興趣；可玩性不強(qiáng)，幼兒的主體性無法發(fā)揮；幼兒時(shí)常不按車廂的卡片選擇水果，而是將班級其他卡片（如卡片中只有水果）貼在車廂進(jìn)行游戲。

（2）數(shù)學(xué)游戲內(nèi)容設(shè)計(jì)——卡片的拆分與重組

根據(jù)游戲材料“小火車”原型中存在的問題，根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘原理以及幼兒數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)對“小火車”進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，將“小火車”車廂中的卡片進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，并依據(jù)幼兒數(shù)概念發(fā)展的不同水平設(shè)計(jì)卡片符號內(nèi)容，（圖2）便于對幼兒的游戲過程行為數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度挖掘。

重新設(shè)計(jì)后的游戲卡片中的符號內(nèi)容有草莓、蘋果、香蕉、楊桃、李子、桔子、桃子共7種水果，每種水果有1～7種數(shù)量，如1個(gè)草莓、2個(gè)草莓……7個(gè)草莓，每種數(shù)量有5種表現(xiàn)形式，如3個(gè)蘋果、3個(gè)橫排黑點(diǎn)加1個(gè)蘋果圖片、3個(gè)三角形排列的黑點(diǎn)加1個(gè)蘋果圖片……數(shù)字3，共設(shè)計(jì)卡片245張，單張卡片尺寸為12×8cm。

每種水果模型20個(gè)，共140個(gè)。根據(jù)幼兒人體工程學(xué)原理，設(shè)計(jì)符合幼兒手部尺寸的水果模型，水果直徑約4.5cm（香蕉直徑約2cm，長約8cm），材質(zhì)為塑料，空心，便于幼兒抓握，增加游戲的體驗(yàn)感。

（3）數(shù)學(xué)游戲外觀造型與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用幼兒人體工程學(xué)原理以及基因設(shè)計(jì)原理對“小火車”進(jìn)行設(shè)計(jì)完善。整體尺寸為：180cm（長）×10cm（寬）×10cm（高），單個(gè)車廂尺寸為18cm（長）×10cm（寬）×10cm（高），車廂為6節(jié)。（圖3）

2.數(shù)學(xué)游戲情境的創(chuàng)設(shè)

教育情境越豐富且符合幼兒發(fā)展特點(diǎn)，幼兒在游戲中的行為數(shù)據(jù)就越多維，數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果就越有效。為了在游戲中獲取幼兒更加豐富的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，便于深度挖掘幼兒游戲中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及學(xué)習(xí)品質(zhì)，本研究依據(jù)數(shù)據(jù)挖掘原理以及《指南》中3～4歲幼兒數(shù)學(xué)認(rèn)知發(fā)展目標(biāo)，以社會(huì)建構(gòu)理論、情景認(rèn)知理論為理論框架，結(jié)合對幼兒數(shù)學(xué)個(gè)別化學(xué)習(xí)活動(dòng)的觀察以及游戲材料的反饋進(jìn)行游戲情境與游戲任務(wù)設(shè)計(jì)，游戲情境設(shè)定為單獨(dú)游戲、簡單合作游戲、簡單競爭游戲，根據(jù)幼兒數(shù)概念發(fā)展的水平設(shè)定多個(gè)任務(wù)，如5以內(nèi)的卡片任務(wù)、10以內(nèi)的卡片任務(wù)等，教師可根據(jù)幼兒的不同發(fā)展水平提供不同難度梯度的材料。（圖4）

數(shù)學(xué)游戲功能的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.數(shù)學(xué)游戲中的信息識別與反饋機(jī)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

國內(nèi)外的研究都表明游戲是幼兒學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的有效形式。對于早期兒童而言，最能發(fā)揮其主體性（或者孕育其主體性發(fā)展）的活動(dòng)莫過于游戲（尤其是象征性游戲）和探索行為。游戲中兒童獲得反饋是十分重要的方面，反饋能促進(jìn)幼兒對游戲的探究行為、幫助幼兒獲得規(guī)則概念并能有效促進(jìn)幼兒的社會(huì)性發(fā)展。然而現(xiàn)實(shí)條件下，教師的時(shí)間、精力以及數(shù)學(xué)領(lǐng)域知識（PCK）都遇到挑戰(zhàn)，因此對幼兒的反饋難以得到保障。此外，小班幼兒處于平行游戲期，同伴間的反饋相對較少，造成了兒童在游戲中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)可能遭遇瓶頸。

鑒于此，本研究為了使幼兒在游戲中的學(xué)習(xí)更有效，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（物物相連）在游戲中設(shè)置三種反饋機(jī)制：一是有反饋無效果：當(dāng)選擇的卡片中的數(shù)量與投放在車廂的水果材料數(shù)量一致時(shí)，按動(dòng)開關(guān)，信號燈呈現(xiàn)綠色，火車不開動(dòng)；不一致時(shí)，信號燈呈現(xiàn)紅色，火車不開動(dòng)。二是有反饋有效果：當(dāng)選擇的卡片中的數(shù)量與投放在車廂的水果材料數(shù)量一致時(shí)，按動(dòng)開關(guān)，信號燈呈現(xiàn)綠色，火車開動(dòng)；不一致時(shí)，信號燈呈現(xiàn)紅色，火車不開動(dòng)。三是無反饋：不帶有任何技術(shù)功能。

反饋機(jī)制的實(shí)現(xiàn)路徑為：首先通過隱藏于卡片與水果材料中的RFID電子標(biāo)簽，實(shí)時(shí)追蹤幼兒的行為；其次通過RFID標(biāo)簽識別到的卡片與水果材料信息對幼兒按數(shù)取物的結(jié)果進(jìn)行判斷，增加游戲可玩性，支持幼兒的學(xué)習(xí)。

2.數(shù)學(xué)游戲中觀察評價(jià)的數(shù)據(jù)挖掘

（1）后端服務(wù)器自動(dòng)獲取的數(shù)據(jù)。通過讀卡器讀取幼兒、卡片與水果材料信息，后臺服務(wù)器實(shí)時(shí)記錄幼兒游戲過程中的行為數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存在APP專家系統(tǒng)中。（圖5）

如記錄幼兒游戲時(shí)的操作數(shù)據(jù)，包括卡片的選擇、抓放物體數(shù)量、種類與卡片的一致性、幼兒嘗試錯(cuò)誤的次數(shù)、策略調(diào)整的時(shí)長等，以此了解幼兒數(shù)學(xué)發(fā)展軌跡及特點(diǎn)。

（2）手工輸入的數(shù)據(jù)。主要是幼兒基本信息的錄入，包括姓名、年齡、性別、數(shù)概念發(fā)展水平等數(shù)據(jù)。

結(jié)語與展望

基于物聯(lián)網(wǎng)的游戲的屬性有兩個(gè)：一是符合幼兒身心發(fā)展特點(diǎn)；二是基于大數(shù)據(jù)的“測評工具”。本研究將RFID近場識別技術(shù)隱藏于幼兒游戲材料中，確保幼兒與真實(shí)世界的接觸與連接，實(shí)現(xiàn)幼兒與游戲材料的互動(dòng)并為其提供即時(shí)反饋以支持其在游戲中的學(xué)習(xí)；此外，實(shí)現(xiàn)游戲的測評功能，實(shí)時(shí)抓取幼兒游戲中的過程數(shù)據(jù)，幫助教師多維度了解幼兒的學(xué)習(xí)過程和路徑，如日常教學(xué)中教師“難以看到的”“看不過來的”以及“無法觀測到的”幼兒游戲精準(zhǔn)時(shí)長、幼兒從一個(gè)任務(wù)轉(zhuǎn)向另一個(gè)任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間、兒童對卡片多維度的選擇（可同時(shí)觀測到量、水果類型以及對卡片符號的認(rèn)知）、幼兒調(diào)整策略的情況等信息，提升教師評價(jià)幼兒學(xué)習(xí)過程的有效性。

信息技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用極大地改變了人們的生活，也對幼兒的生活環(huán)境產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。幼兒的學(xué)習(xí)主要是“大知識”的學(xué)習(xí)而非“小知識”的學(xué)習(xí)，是“戰(zhàn)略性”的學(xué)習(xí)而非“戰(zhàn)術(shù)性”的學(xué)習(xí)。視頻媒介與技術(shù)的發(fā)展雖是不可阻擋的時(shí)代潮流，但是視頻媒介不應(yīng)當(dāng)成為幼兒主要的學(xué)習(xí)途徑。從文化傳承與發(fā)展的角度，我們更應(yīng)該尊重并維護(hù)幼兒與真實(shí)世界的互動(dòng)，技術(shù)越發(fā)達(dá)，我們越需要維系幼兒與自然之間的親密關(guān)系。