Как яркая видеоигра может улучшить математическое мышление

Читайте также:

Готовится образовательная версия игры Civilization

Вообще под «чувством числа»понимается врождённая способность оценивать количество вещей без необходимости пересчитывать их поштучно. «На глазок» даже животные могут определить, в какой миске больше корма. А вот люди с хорошо развитым чувством числа способны распознать даже малые отклонения в количестве: скажем, разница между 10 и 25 предметами очевидна, а вот между 30 и 32 — уже не настолько. Эта интуитивная врождённая способность не зависит от общего уровня интеллекта и не является продуктом образования. Дети, показывающие лучшие результаты в экспериментах по определению количества предметов «на глазок», показывали и лучшие результаты в решении вполне определённых математических задач. Чувство числа явно связано с математическими способностями. Тем не менее, это чувство возможно подвергнуть изменению и дальнейшему развитию с помощью специальных упражнений.

Исследователи Стэнфордского университета задались целью выяснить, может ли цифровая игра стать стимулом к развитию этого числового чувства. В качестве экспериментальной игры была выбрана Wuzzit Trouble. Выбрана неслучайно, поскольку её создателем является Кит Девлин, автор научно-популярных книг по математике и эксперт NPR.

Wuzzit Trouble как бесплатный мобильный стимул к развитию математического чувства.

Источник: profkeithdevlin

В тексте самого исследования говорится о том, что не все игры из сотен ежедневно производимых для мобильных платформ одинаково полезны. Большая часть разрабатываемых игрушек ориентирована на обучение алгоритмам, выполнение арифметических операций, подготовку к экзаменам. Цифровые игры по-прежнему служат заменой учебнику 70-х годов, совсем не используя мощь геймификации для обучения математической грамотности.

Напомним, что концепцию математической грамотности в подробностях разработал Национальный научно-исследовательский совет Канады на основе масштабного исследования, проведённого в 2001 году. В своём отчёте учёные представили пять главных составляющих математической грамотности как явления:

• Концептуальное понимание — понимание математических концепций, операций, взаимоотношений между явлениями;
• Процедурная беглость — способность гибко, точно, эффективно и в соответствии с контекстом выполнять математические действия;
• Стратегическая компетенция — способность формулировать, представлять в уме и решать математические задачи;
• Адаптивное мышление — способность к логическому обоснованию, размышлению, объяснению и поиску причинно-следственных связей;
• Продуктивное планирование — взгляд на математику как на осмысленную, полезную, ценную дисциплину.

Математическая грамотность предполагает общее умение человека найти необходимые инструменты, с помощью которых можно как решать повседневные задачи, так и справляться с научными проблемами.

Кит Девлин доступно объяснял, почему именно правильные видеоигры бесценны в преподавании математики как жизненной дисциплины.

Книги и лекции (в классе или на экране) — полезные ресурсы для математического мышления, но они больше не являются центральным средством обучения математике. Единственный способ развить математическое мышление – использовать метод проб и ошибок. Именно это могут предоставить вам видеоигры. Они могут обеспечить неограниченное временем, контекстуально зависимое, проектное моделирование решения проблем. А это очень ценится в современном мире.

К сожалению, на данный момент существует крайне мало исследований об эффективности существующих мобильных игр, направленных на обучением математике. Было проведено исследование, посвящённое изучению эффективности выучивания таблицы умножения, но о том, как математические игры способны помочь развить математическое мышление, пока очень мало известно — помимо слов и опыта Кита Девлина.

Поэтому исследование, о котором сейчас пойдёт речь, сконцентрировалось именно на поиске ответа на вопрос: если существует игра, направленная на развитие математического мышления (Wuzzit Trouble), насколько она в действительности эффективна?

Напомним основное отличие головоломок в Wuzzit Trouble от привычных игровых подходов. Дело в том, что возможностей пройти каждый уровень в этой игре существует множество: таким образом убирается порочная модель «одна задача — один вариант решения».

Для того, чтобы выяснить, насколько игра с красочной графикой и привлекательными персонажами, чем-то напоминающими известных Нямов из Cut the Rope, способна развить непростые математические умения, проводился эксперимент в группе третьеклассников из 59 человек. В контрольную группу входили наиболее успевающие в математике ученики; в экспериментальную — наименее. Обе группы в течение месяца эксперимента продолжали учиться по обычной программе; но экспериментальная группа три раза в неделю по 10 минут урока играла в Wuzzit Trouble на iPad.

Затем проводился письменный срез знаний. Среди задач, которые должны были решить третьеклассники в финальной контрольной работе, были примерно такие:

• Составить из имеющихся цифр наибольшее нечётное число;
• Составить чётное число из имеющихся цифр;
• Составить двузначные числа, используя цифры от 0 до 9 только раз;
• Составить из имеющихся цифр число, близкое к 50, но не являющееся 50.

Эти вопросы выходили за рамки изучаемого в классе материала, но при этом оставались решаемыми при условии, если ученики освоили сам принцип работы алгоритма. Таким образом, подобные вопросы как раз выявляли способности учеников к алгоритмическому мышлению, навыки решения задач и числовое чувство. Выяснилось, что экспериментальная группа в этих вопросах улучшила свои результаты на 20% больше, чем контрольная (в сравнении с начальным срезом знаний).

Улучшение значительное, учитывая точность проведённого анализа данных и использование контрольной и экспериментальной группы — метод, который используется в медицинских исследованиях.

Джордан Шапиро, говоря об этом исследовании, предположил возможную причину такого обучающего успеха простой на первый взгляд игры:

Обучающие игры — лишь инструменты. Крайне вовлекающие инструменты... Детям нравится играть. Кроме того, игры позволяют избежать вопроса — зачем мне это вообще изучать? В обучающих играх создаётся чёткий контекст — по крайней мере одно из возможных применений конкретного знания становится понятным. Даже если дети будут думать, что математика нужна для игр, это уже хорошо. Это одна из задач преподавания — вам нужно найти способ приблизить академическое знание к реальной жизни ваших учеников.