36、数学乐园：现实世界中的建构主义数学学习

数学乐园：现实世界中的建构主义数学学习

1. 引言

数学体验是日常生活中固有的，但数学教育大多局限于教科书。数学焦虑是一个普遍的问题，它并不是一个人的实际能力，而是感知能力阻碍了他们在数学上的卓越表现。数学焦虑导致科学、技术、工程和数学（STEM）领域的高辍学率，特别是对女性来说，她们在上完数学课后更有可能退出STEM领域。数学焦虑可以归因于数学教学的方式，使用对学生来说没有内在意义的抽象符号，以惩罚的方式进行教学，使得数学变成一种惩罚，以及作为一套需要记忆的规则而不是去理解。为了改变这种现状，我们构建了一个混合现实应用程序——数学乐园，通过交互式的数学概念增强物理世界，以实现在现实世界中的建构主义数学学习。使用数学乐园，人们可以协作探索、体验和实验数学现象，以有趣、应用和探索的方式。我们的初步研究表明，数学乐园不仅具有吸引力（83%），而且在协作学习（92.8%）、问题解决（96.6%）和数学教育（90%）方面也具有成效。

2. 建构主义学习理论与背景

教育环境在过去几年中逐渐发生了变化，教育逐渐转向学习，强调学习者。主动学习、体验学习和基于发现的学习方法与建构主义学习理论有关，该理论认为学习者通过观察构建知识。西摩·帕普特提出了以项目为基础的学习，作为他建构主义学习理论的核心，建议学习者在从事有意义的项目工作时构建他们的知识。建构主义学习允许进行有趣、探索性和应用型学习，并被认为对数学学习有希望。

数学乐园整合了建构主义、基于模拟和游戏化的学习方法，但与计算机屏幕或虚拟现实世界不同，数学乐园允许通过虚拟注释和模拟在现实世界中进行数学学习。混合现实（MR）允许我们用虚拟对象和注释增强物理世界，使学习者能够在现实世界中探索和实验数学。因此，数学乐园作为用户