Применение элементов геймификации на уроках математики с целью повышения познавательной мотивации школьников
Н.А. Куликова1, О.П. Мерзлякова2
1, 2 Уральский государственный педагогический университет, Екатеринбург, Россия,
1kylikova-nadezda@mail.ru
2olgamerzlyakova@yandex.ru
Аннотация
Приведены результаты исследования, целью которого было теоретически обосновать, разработать и экспериментально проверить методику, направленную на повышение познавательной мотивации школьников в процессе обучения математике. Предложена модель деятельности учителя по развитию мотивации школьников. Одним из условий эффективности реализации данной модели является использование в образовательном процессе элементов геймификации. В статье приведены примеры приёмов организации учебно-познавательной деятельности школьников на уроках математики в соответствии с психотипами игроков по Р. Бартлу.
Ключевые слова
познавательная мотивация, обучение математике, геймификация, бейджификация, психотипы игроков, игровые механики
Для цитирования
Куликова Н.А., Мерзлякова О.П. Применение элементов геймификации на уроках математики с целью повышения познавательной мотивации школьников // Педагогическая перспектива. 2021. № 4. С. 13–21.
https://doi.org/10.55523/27822559_2021_4_13
Информация об авторах
Надежда Алексеевна Куликова – студент магистратуры Уральского государственного педагогического университета.
Ольга Павловна Мерзлякова – кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры физики, технологии и методики обучения физике и технологии Уральского государственного педагогического университета.
Текст статьи
Одной из наиболее значимых проблем педагогики во все времена является развитие познавательной мотивации школьников. Её изучению посвящены исследования многих известных учёных: Д.В. Аткинсона, Н.В. Афанасьевой, Л.И. Божович, А.Н. Леонтьева, А.К. Марковой, А.Г. Маслоу, С.Л. Рубинштейна, X. Хекхаузена и др. На современном этапе развития отечественного образования актуальность этой проблемы обусловлена следующими противоречиями:
- между существующими теориями повышения познавательной мотивации школьников и их недостаточной ориентацией на потребности и интересы современных учеников;
- между значимостью и важностью математики как наук для будущей жизни человека и низкой мотивацией школьников к её изучению.
Вслед за Н.А. Маленьких и В.С. Нургалеевым под мотивацией будем понимать «воспринимаемый или представляемый объект (образование), в котором конкретизируется когнитивная потребность субъекта, посредством появления её предметного содержания, способствующего активизации процесса выбора индивидом конкретных форм познавательной активности» [1, с. 168].
Мотивация является основой любой деятельности. Декларируемый во ФГОС деятельностный подход вынуждает учителя задуматься над тем, какие мотивы стимулируют школьников осуществлять учебно-познавательную деятельность. Именно наличие у учащихся мотивации (внешней или внутренней) к деятельности является необходимым условием для её реализации. Чаще у школьников преобладает внешняя мотивация к учению, однако, более устойчивым образованием, повышающим эффективность и результативность деятельности, является внутренняя мотивация, над развитием которой и следует работать каждому школьному учителю. Один из видов внутренней мотивации – познавательная мотивация, основанная на стремлении познавать новое, на интересе к процессу и результату познания [2, с. 119].
Авторы психолого-педагогических исследований выделяют различные пути повышения познавательной мотивации: организация командной работы, творческой деятельности, использование на уроках современных технологий, организация внеурочной, проектной деятельности, применение в образовательном процессе ИКТ и т.д. Однако, проблема остаётся актуальной в связи с тем, что меняются школьники и их образовательные потребности, а значит должны изменяться методы и приёмы развития их мотивации [3, с. 659].
Современные дети очень увлечены возможностями, предоставляемыми сетью «Интернет»: наблюдается серьёзная зависимость от цифровых технологий, преобладает онлайн-общение. В цифровой среде гаджеты привлекают внимание школьников мобильностью, мультимедийностью, интерактивностью, доступностью представленной в них информации. Как показывают наблюдения, особая роль в формировании у подростков интереса к виртуальной среде принадлежит различным играм и игровым приложениям [4, с. 150; 5, с. 54].
Одним из средств, позволяющих учитывать потребности и интересы современных учеников и на основе этого развивать их познавательную мотивацию является геймификация. Под геймификацией образования нами будет пониматься использование в образовательном процессе различных игровых элементов. Геймификации посвящены исследования М. Поренски, К. Каппа, Р. БартлаГ. Зихермана, И. Нефедьева, М. Бронникова и др. Как отмечают К. Вербах и Д. Хантер, геймификация позволяет эффективно вовлекать школьников в учебно-познавательную деятельность и повышать уровень их познавательной мотивации [6].
Анализ работ, посвящённых применению геймификации в обучении, показывает, что данный метод имеет положительный эффект:
- Увеличивается количество детей, увлечённых образовательным процессом. Для подтверждения эффекта учёные провели исследование, присвоив систему баллов различным занятиям. В результате обнаружили благоприятную атмосферу в классе и повышение производительности.
- Геймификация может быть использована в качестве учебного пособия по обучению подростков разного уровня развития. Исследования учёных подтвердили эффективность обучения содержанию подростков с диагнозом аутизм с помощью видеоигр.
- Геймификация может использоваться во внеклассной работе [7, с. 103].
О.Р. Воронцова отмечает педагогический потенциал геймификации на уроках математики: 1) мотивированность процесса обучения (за счёт интереса и ощущения конкуренции во время игры); 2) повышение инновационности обучения (как правило, на математике используют только один метод изучения «доска, мел и тряпка»); 3) рост функциональности (мотивация к действию); 4) обучение становится интересным (обучающиеся удовлетворены приложенными усилиями и полученными результатами); 5) снятие эмоционального напряжения при оценивании [8, с. 181].
Анализ различных игровых образовательных платформ («Айкьюша», «Якласс», «Учи.ру», «Решу ЕГЭ» и др.) показал, что в большинстве случаев используются следующие элементы геймификации: баллы, рейтинги, бейджи, уровни, лидерборды, валюты, виртуальные товары и т.п. Однако, это всего лишь проявления бейджификации – примитивного подхода к геймификации, основанного на применении простейших игровых инструментов без понимания смысла их использования. Главный недостаток бейджификации в том, что она выступает стимулом развития внешней мотивации, и, следовательно, неэффективна в долгосрочной перспективе [9, с. 115]. Чаще всего, в геймифицированных образовательных продуктах встречается однообразный контент, и отсутствует ориентация на индивидуальные особенности и интересы школьников.
Геймификация основана на том, что все люди являются игроками. Разрабатывая структуру и контент урока, учителю каждый раз необходимо учитывать индивидуальные особенности обучающихся, в частности психотипы учеников как игроков, выделенные Р. Бартлом [10]:
- Карьеристы – обучающиеся, для которых в игре важно собрать как можно больше информации для того, чтобы решить ту или иную проблему (задачу). Например, проводя урок-закрепление знаний в форме соревнования по командам, ученикам нужно дать как можно больше информации об этом соревновании – для чего это, что будет в конце, если это путешествие, то куда, какие будут препятствия, какие ресурсы они могут собирать и для чего и т.д.
- Киллеры – обучающиеся, которым важно побеждать и быть первыми. С такими детьми можно проводить различные битвы с боссами (отличниками или учителями). Обучающиеся могут быть лидерами в своих группах, где они будут принимать решение, распределять роли и т.д.
- Исследователи – обучающиеся, которым важно выходить за рамки учебной программы. На уроках с применением геймификации с целью развития мотивации для таких детей необходимо вводить «дополнительные уровни», супер-битвы, на которых будут предложены задания со звёздочкой или те, которые нужно решить несколькими способами.
- Социальщики – обучающиеся, которым в любой деятельности важна коммуникация с другими людьми. Им обязательно нужно давать возможность работать в парах, представлять результаты своей работы публично, обсуждать результаты работы других.
Следует отметить, что в каждом школьнике могут сочетаться различные психотипы игроков. При этом преобладание какого-либо из психотипов на каждом конкретном учебном занятии может зависеть от школьного предмета, темы урока, учителя, настроения обучающегося и др. У каждого обучающегося есть своя цель, которую он хочет достичь на уроке.
Таким образом, возникает противоречие между потребностью обучающихся различных ступеней образования в игровых элементах (свойственных компьютерным играм) и недостаточной разработанностью методики внедрения геймификации в учебный процесс [11, с. 107].
На основе вышесказанного нами была разработана модель деятельности учителя по повышению познавательной мотивации школьников. Она состоит из следующих блоков (рис.):

Рис. 1. Модель деятельности учителя с целью повышения познавательной мотивации школьников
1. Целевой блок – постановка диагностичной цели (повышение мотивации школьников к изучению математики) и проведение начальной диагностики.
2. Содержательный блок – содержание школьного курса математики дополняется контентом, который будет интересен современным школьникам. При разработке заданий важно соблюдать следующие требования к их содержанию:
- теоретическая значимость – необходимо показывать теоретическую значимость математики как науки в современном мире;
- практическая значимость – следует демонстрировать примеры практического применения математических знаний и умений в реальной жизни;
- индивидуальная значимость – каждый ребёнок является личностью со своими потребностями и способностями, поэтому на уроках необходимо ориентироваться на эти индивидуальные особенности обучающихся, их хобби и интересы в сфере дополнительного образования. Например, ребёнок в 5 классе профессионально занимается футболом. Учитель может предложить ему решить следующую задачу: «В 1989 году в Пхеньяне (столице КНДР) построен самый большой стадион вместительностью 150 тыс. человек. Сколько искусственного покрытия потребовалось для стадиона, если его размеры 188 м на 120 м?».
3. Технологический блок – описание форм проведения уроков. Формы работы могут быть следующими: квесты и веб-квесты, викторины, битвы, путешествия, розыгрыши тендеров, научные исследования, экспертная оценка, профориентационные мероприятия, виртуальные экскурсии и т.д. Особое внимание следует уделить использованию в образовательном процессе технологии «Перевёрнутый класс», которая позволяет сэкономить время для изучения материала на эвристическом и творческом уровнях, организуя на уроках интересные для школьников командные виды работы, соревнования, дискуссии и пр.
Как уже было отмечено выше, в каждом школьнике могут сочетаться различные психотипы игроков, а значит у каждого из них есть своя цель, которую он хочет удовлетворить на уроке, и учителю необходимо грамотно подобрать соответствующие игровые механики.
Мы выделили приёмы организации деятельности школьников, которые целесообразно использовать на уроках математики, соотнеся их с типами игроков (таблица 1).
Таблица 1. Приёмы организации деятельности школьников при обучении математике в соответствии с психотипами игроков
Типы игроков |
Приёмы |
Карьеристы |
«Почини цепочку», «Собери модель», «Кластер», «Реклама», «Если бы я был учителем…» |
Исследователи |
«Мозговой штурм», «Столкновение противоречий», «Просмотр видеофрагментов по изучаемым темам», «Идеал», «Послушать – сговориться– обсудить» |
Социальщики |
«Столкновение противоречий», «Просмотр видеофрагментов по изучаемым темам», «Кластер», «Послушать – сговориться– обсудить», «Реклама», «Если бы я был учителем…» |
Киллеры |
«Лови ошибку», «Да-нет-ка», «Собери модель», «Аукцион», «Если бы я был учителем…», «Интеллектуальный ринг» |
Мы считаем, что школьникам необходимо предлагать избыточный перечень приёмов деятельности, чтобы каждый ученик («игрок») выбрал что-то интересное, подходящее именно ему.
Приведём пример урока с использованием данных приёмов (таблица 2). Наша задача – на различных этапах урока использовать приёмы, удовлетворяющие интересы разных типов игроков.
Таблица 2. Конструктор урока по теме «Треугольник и его виды»
Приём |
Тип игрока |
Реализация интересов игрока |
Содержание приёма |
|
Организационный |
||||
— |
— |
— |
Приветствие |
|
Мотивационный |
||||
«Оратор»
|
«Социальщики»,
|
«Социальщики» удовлетворят свой интерес в коммуникации. «Киллеры»смогут проявить свои лидерские качества. |
За 1 минуту желающему нужно убедить класс в важности данной темы. При её изучении дети легко справятся с задачей, так как эту геометрическую фигуру они уже изучали в начальной школе. Вызвать у школьников эмоциональный отклик, отношение к этой теме можно через признание личности подростка, опираясь на его жизненный опыт: «Что вы уже знаете об этой теме?» |
|
Целеполагание |
||||
«Домысливание»,
|
«Карьеристы», «Киллеры», «Исследователи», |
Каждый обучающийся формулирует свою цель урока, которую он хочет достичь «сегодня». |
Приём предполагает формулирование цели урока при помощи опорных глаголов. Предлагается список, из которого каждый ученик самостоятельно выбирает глаголы и затем формулирует цели урока: Вспомним… Узнаем… Рассмотрим… Повторим… Проверим… Выясним… Изучим… Научимся… Закрепить… Обобщить… Уметь… Доказать… Проанализировать… Систематизировать… |
|
Актуализация знаний |
||||
«Лови ошибку»
|
«Карьеристы» |
В этом приёме есть условие – тот, кто правильно и быстрее всех определит все ошибочные утверждения, получает дополнительный балл к оценке на уроке. Именно это привлечёт карьеристов. |
Учитель предлагает поработать с информацией по теме, которую дети изучали в начальной школе, заведомо внеся в неёошибочные утверждения. После нахождения ошибок проводится их объяснение и предлагается правильный вариант. Утверждения:
|
|
Изучение и осмысление нового |
||||
«Идеал»
|
«Исследователи» |
Позволяет углубить и расширить знания. |
Дети:
Учитель знакомит детей с градусной мерой и транспортиром. |
|
Первичное закрепление |
||||
«Кластер»
|
«Карьеристы», «Киллеры», «Исследователи», «Социальщики» |
Карьеристы заработают ещё один балл к оценке. Киллеры в группе смогут проявить организаторские и лидерские способности. Исследователи во время составления кластера могут расширить свой кругозор. Социальщики удовлетворят коммуникативную функцию. |
Задача обучающихся в группе по уже имеющимся и полученным знаниям за урок составить кластер, в котором главное слово –«треугольник». |
|
Рефлексия |
||||
«Рефлексивные вопросы» |
«Карьеристы», «Киллеры», «Исследователи», «Социальщики» |
Каждый обучающийся вернётся к своей цели и проанализирует действия по её достижению. |
Обучающимся предлагается ответить на следующие вопросы:
|
- Контрольно-оценочный блок – проверка эффективности методики повышения мотивации.
На основе представленной модели была разработана методика применения элементов геймификации при обучении математики в школе. С целью проверки её эффективности была проведена опытно-поисковая работа на базе средней общеобразовательной школы № 115 города Екатеринбурга. На констатирующем этапе определялся преобладающий тип мотива и уровень его сформированности у школьников по методике изучения мотивации М.И. Лукьяновой и Н.В. Калининой [12]. Результаты первичной диагностики показали, что у пятиклассников в основном преобладают внешние и позиционные мотивы обучения, а познавательные мотивы имеют низкий уровень сформированности. После проведения серии уроков математики по разработанной модели была проведена повторная диагностика. У школьников экспериментального класса по-прежнему лидировали позиционные мотивы, направленные на стремление обучающегося занять определённую позицию в отношениях с окружающими, получить их одобрение, заслужить авторитет. Это своего рода попытка самоутверждения, что является актуальным в подростковом возрасте. Однако, произошло и статистически достоверное повышение уровня учебной мотивации на фоне снижения количества внешних мотивов.
Таким образом, применение элементов геймификации позволяет разнообразить образовательный процесс, учесть потребности разных групп учеников, в результате чего у школьников развивается интерес к учебной деятельности, их внешняя мотивация постепенно трансформируется во внутреннюю.
Список литературы
- Маленьких Н.А., Нургалеев В.С. Познавательные мотивы субъекта как предмет педагогического анализа // Сибирский педагогический журнал. 2012. №3. С. 167–171.
- Мардахаева Е.Л. О мотивации на уроке математике при реализации системно-деятельностного подхода // Известия АСОУ. 2015. С. 117–122.
- Полякова А.С. Геймификация как средство обучения математике // Преемственность в образовании. 2019. С. 658–660.
- Мерзлякова О.П., Усольцев А.П. Использование элементов геймификации при обучении физике в школе // Школа будущего. 2021. №1. С. 148–155.
- Ильина Л.А. Использование геймификации при обучении школьников программированию // Теория и практика применения геймификации в профориентации и профессионального самоопределения детей разных возрастных групп на разных этапах образования: сб. науч.-практ. сем. Череповец: ЧГУ, 2020. С. 54–58.
- Вербах К., Хантер Д. Вовлекай и властвуй. Игровое мышление на службе бизнеса. М.: Манн, Иванов и Фербер. 2015. 224 с.
- Авдеев А.С. Геймификация при обучении математике // Школьный трансфер технологий: опыт содержательного и технологического обновления образования. 2019. С. 102–105.
- Воронцова О.Р. О педагогическом потенциале геймификации в математических дисциплинах // Актуальные технологии преподавания в высшей школе: материалы науч.-метод. конф., Кострома, 5 июня 2019 года. Кострома, 2019. С. 179–182.
- Куликова Н.А., Мерзлякова О.П. Развитие познавательной мотивации школьников в процессе обучения математике с использованием элементов геймификации // Методика преподавания математических и естественно-научных дисциплин: современные проблемы и тенденции развития: сб. тр. конф. Омск: ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2021. С. 113–118.
- 10. Бартл Р. Designing Virtual Worlds. New Riders Games. 2003.768 с.
- Ковшова Ю.Н., Яровая Е.А. От дидактической игры к обучающей геймификации // Вестник педагогических инноваций. 2021. №3 (63). С. 105-119.
- Лукьянова М.И., Калинина Н.В. Методика изучения мотивации обучения обучающихся 5 класса // Образовательный портал «Инфоурок»: сайт. URL: https://infourok.ru/metodika-izucheniya-motivacii-obucheniya-obuchayuschihsya-klassov-avtori-nm-lukyanova-nv-kalinina-2030241.html