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元认知能力是一种学习者对自身认知活动进行自我意识与自我控制的能力,它不仅能教会学习者学会学习,还可以促使学习者独立思考、解决问题和自主探究等能力的发展。一个具有较高元认知能力的人不仅可以避免被时代淘汰,还能够通过学会学习更好地适应这个不断变化的世界。信息时代的社会各领域正经历着深入彻底的变革。新的历史现状对政治、经济、教育提出新的要求,教育领域迎来了新的机遇,也面临着新的挑战。遗憾的是,现有的教育实践依旧具有浓厚的传统教育色彩。教学方法和模式机械不灵活,评价机制单一刻板,使得学习者的主体性和能动性得不到有效的发挥。数字化游戏作为信息时代的产物,具有娱乐性、教育性等特点,它不仅能极大地激发学习者的学习动机和学习兴趣,更能寓教于乐,实现游戏活动中知识传授和技能发展。因此,利用教育游戏培养青少年有元认知能力有着极大的理论意义和实践意义。本研究采用文献分析法、案例分析法、系统科学法等教育研究方法,结合教育游戏的特点和元认知能力培养方法,综合使用游戏开发工具,设计并开发了以初中数学教材相关内容的教育游戏。本研究的工作主要围绕以下三个方面展开。(1)促进元认知能力发展的数字化游戏基础理论研究。在查阅、梳理、分析相关文献资料,对元认知理论、教育游戏的设计理论等进行了细致阐述的基础上,探索和实现培养元认知能力的教育游戏设计。(2)促进元认知能力发展的数字化游戏教学设计理论框架。通过对培养元认知能力的相关教学策略进行简要分析,选择符合本研究的教学设计理念和方法体系;依据国外优秀教育游戏案例的设计,分析游戏化学习过程中学习者的元认知能力表现、教学知识与教育游戏的有效结合,以及游戏案例的基本要素、结构,从而构建培养元认知能力的数字化游戏教学设计理论框架。(3)教育游戏案例的实现。依据本研究所提出的利用游戏化学习培养元认知能力的教学设计理论框架,以及游戏设计的相关理念,结合选定的初中数学教学内容,以RPG Maker XP为游戏开发平台,并使用Photoshop等相关软件完成游戏实例的开发。(4)游戏案例的应用研究。将前期开发出的游戏实例进行效果验证,选择相应的学习者群体对数字化游戏进行应用,对应用效果进行客观分析,根据应用结果对游戏进行相应的修改以及进行后续的完善。本研究基于对文献的综合梳理,以及对各项研究工作的开展,研究取得了以下突出的成果。(1)本研究严谨细致地界定了本研究中所提及的相关概念,并做出了详细的阐释和说明。系统地解释了元认知理论以及相关的理论基础,为选定初中数学教学内容、设计和开发教育游戏奠定理论基础。(2)本研究建构了数字化游戏培养元认知能力的教学设计理论框架。综合教育游戏的设计理论与开发流程,从学习目标、学习者、学习内容等方面设计教学活动,在教学设计整体框架的基础上,实现宏观上的把握和微观上的细化。(3)本研究设计开发了一款培养元认知能力的教育游戏实例。以人教版初中数学第二册重点部分内容作为游戏设计的内容来源,使用游戏开发软件RPG Maker XP以及Photoshop等相关软件开发了一款名为《极地逃亡》的数学学科小游戏,以此作为本研究的案例支持。研究中时间紧张、加上本人在技术开发层面能力上的不足,所开发的游戏实例虽然能够彰显最初的研究理念和意图,但亦存在着诸多的问题和纰漏。未来的研究工作将围绕此处展开,努力实现元认知能力培养、学科教学与教育游戏设计在融合途径、表征手段、策略支撑等方面的细化与完善。