基于提升學生核心素養的初中數學深度學習研究

黃建偉

“學而不思則罔，思而不學則殆”，只有讓學生在學習中深度思考，在深度思考中感悟知識內涵，才能促進其思維的發展與能力的提升。然而，現階段的初中數學教學仍存在著淺層教學的問題，對數學理論概念、數學典型問題的分析不夠，影響學生高階思維的發展。核心素養培養背景下，初中數學教師必須意識到深度學習的重要性，積極將新的教學理念、新的教學方法應用到課堂教學過程中，促進學生深度思考意識的生成以及深度學習能力的提升。

一、創設情境深度思考，培養直觀想象素養

實踐教學表明，良好的學習環境與課堂氛圍更有利于深化學生的課堂學習體驗，增強其主動學習動力，促進其對所學內容的深度思考。為了獲得更好的教學效果，教師可將情境教學法應用到深度教學過程中，通過口頭表達創設故事情境、問題情境，播放視頻創設多媒體情境讓學生沉浸在課堂學習過程中，引發其直觀想象，促進其核心素養的形成與提高。［1］

例如，在人教版《義務教育教科書·數學》（下稱“數學教材”）七年級上冊《有理數的乘方》一課的教學中，教師播放Flash動畫創設教學情境：有一張厚度是0.1毫米的紙，依次折疊1次、2次、3次、4次，它的厚度變化如何？在此情境下，教師將紙的厚度的變化以數學公式的形式展現出來：對折一次為0.1×2；對折兩次為0.1×2×2；對折三次為0.1×2×2×2；對折四次為0.1×2×2×2×2。通過動畫配合數學公式的方法直觀展現紙張重復對折的現象，激發學生的好奇心，使其產生主動學習的欲望，從而引出“有理數的乘方”這一課題。在動畫情境的基礎上教師創設問題情境假設，引發學生更深度的思考：“如果一層樓有3米高，連續折疊20次后紙張的厚度會有多少層樓高？”在問題情境中讓學生產生疑問，讓其主動列式研究問題：對折五次為0.1×2×2×2×2×2、對折八次為0.1×2×2×2×2×2×2×2×2……在學生自主列式的過程中提出問題：“觀察式子的后面，它們都是什么運算？有什么特點？”讓學生總結規律，學習使用0.1×2x（x代表折疊次數）代表紙的對折的厚度。這時教師再提出問題：“珠穆朗瑪峰是世界海拔的最高峰，將紙張連續對折30次的厚度能超過珠穆朗瑪峰，這是真的么？”讓學生聯想動畫情境、問題情境引出的“乘方”問題，使用0.1×230解決問題。

上述案例，教師先使用多媒體播放Flash動畫創設動畫情境，讓學生在直觀觀察案例的過程中產生數學研究興趣。接著教師提出問題，創設問題情境引發學生的深度思考，讓學生在聯想情境內容的過程中對比探究，實現直觀想象素養的有效培養。

二、提出問題深度分析，培養推理運算素養

1. 深度研究理論習題，培養邏輯推理素養

理論教學是初中數學教學的重要教學內容之一，做好理論教學對于推進學生深度學習有著重要意義。然而，數學理論概念具有抽象性強的特征，一些學生在理解方面存在困難，無法掌握理論內涵，自然無法實現深度學習的學習目標。課堂教學過程中，教師要做好引領學習工作，在課上引入典型理論案例，同時基于學生的理解能力提出遞進性的問題，逐步激發學生的邏輯思維意識，提升其邏輯推理能力，使其在與教師對答的過程中生成良好的邏輯推理素養。［2］

例如，在人教版數學教材七年級上冊《實際問題與一元一次方程》一課的教學中，結合本課“理解商品銷售中所涉及進價、原價、售價、利潤率等概念”，“能利用一元一次方程解決商品銷售問題”的深度教學目標，引入分析案例：一件夾克按成本價提高50%后標價，后因季節原因又按標價的8折出售，最終每件60元價格賣出，這批夾克的成本價是多少元？圍繞著案例教師提出問題：（1）在這個問題中有哪些已知量？哪些未知量？你應該怎樣設置未知數x？讓學生根據案例提供數據資料確定已知條件和未知條件。（2）假設衣服成本價為x元，它的標價是多少？用問題引發學生的思考，使其確定衣服標價（1+50%）x的答案。（3）這個問題有怎樣的相等關系？如果是你，你將怎樣列方程？逐步提問引導學生回顧成本價+利潤=售價、利潤=成本價×利潤率等基本等量關系，由此推理出例題中售價=標價×80%、標價=成本價×（1+50%）的等量關系，列出方程式（1+50%）x×80% = 60。列出方程后，教師再讓學生按照“解一元一次方程”的步驟計算出答案x= 50元，完成對理論案例的深度研究。這樣，學生掌握了使用方程解決實際問題的方法，教師再出示習題，進一步鍛煉學生推理能力。

上述案例，教師根據理論教學的重難點設計教學案例，從基礎知識、計算教學內容等多重角度拆解案例，逐漸加深學生的推理深度，幫助其確定問題關鍵點，從而提升其推理分析能力。在學生掌握邏輯推理方法的基礎上，教師再引入同類型習題讓學生練習，以此提升其深度學習能力，發展其邏輯推理思維。

2. 深度分析計算習題，培養數學運算素養

數學運算素養是數學核心素養的關鍵素養之一，培養學生良好的運算素養對于加快學生運算速度、提高學生數學計算準確率有著重要意義。［3］在學生主動學習具體數學知識時，教師要為其提供深度研究、深度分析數學問題的機會，使其能夠理解并掌握不同形式的運算技巧，解決不同情況下的數學計算問題；充分發揮課堂教學的作用，深度剖析典型計算習題考察的知識點，整合學生易錯習題、易混淆習題，并分析學生的錯誤原因，在此過程中夯實學生的運算基礎，規避運算錯誤。

例如，在人教版數學教材七年級下冊《立方根》一課的教學中，教師講解典型計算習題：（1）典型立方運算。展示立方運算案例23=？（-2）3=？0.53=？（-0.5）3=？03=？讓學生計算并觀察答案，引導其思考正數、負數、0的立方與平方的不同。經過對比運算，分析計算規律：“求立方運算時，當底數互為相反數時，其立方也是一對互為相反數。”（2）典型的開立方運算。展示開立方運算案例習題讓學生計算問題答案并分析其規律，使其自主總結出開立方運算規律：“開立方與立方運算互為逆運算，正數或負數的立方根只有一個。”在學生理解立方運算、開立方運算的概念原理后，進行隨堂練習教學：求-27、0.216、0.064、的立方根；計算0.53、273、-183、的答案。隨堂練習中，有學生得出、0.53=1.25、-183=5732等錯誤答案，針對這些錯誤答案，教師進行分析：由于小數點標錯位置導致的計算失誤，由于忽略了正負號導致的計算失誤，由于進位錯誤導致的計算失誤，再提出類似習題讓學生分析，對學生的運算能力進行鞏固提升。

上述案例，教師先對教學中遇到的類型運算問題進行精講剖析，通過深度剖析讓學生掌握運算規律。之后在隨堂練習過程中指出學生數學運算中存在的不足，引導學生反思，使其改正不正確的計算習慣，形成良好的數學運算素養。

三、布置任務深度探究，培養數據分析素養

深度學習建立在學生具有主動學習意愿的基礎上。要使學生深度體會數據信息所表達的含義，生成良好的數學學習情感，就需要培養其良好的數據分析素養。將任務教學法應用到初中數學教學中，通過布置學習任務引發學生主動的、持續的、深入的思考、學習與探究，使其理解數與數之間、公式與公式之間的內在關聯，體會用“數”解決具體問題的成就與喜悅。［4］

例如，在人教版數學教材七年級下冊《三元一次方程組的解法》一課的教學中，教師布置個人探究任務：小芳手里有12張面額分別是1元、2元、5元的紙幣，共計22元，其中1元紙幣的數量是2元紙幣數量的4倍。請你研究一下，小芳手中分別有多少張1元、2元、5元的紙幣？讓學生結合任務要求分析已知信息中各數據之間的關系，建立等量關系式。結合方程思想，學生分別假設1元紙幣x張，2元紙幣y張，5元紙幣z張，得到x+y+z=12、x+2y+5z=22、x=4y三個方程，聯立方程組。接著，教師將解二元一次方程組的消元思想滲透到任務教學中，讓學生使用代入法或消元法對未知數的數量關系進行分析，將未知的三元一次方程組轉換為已知的二元一次方程組，繼續求解。這樣，學生將x轉換為4y分別代入方程得到只含有y、z兩個未知數的二元一次方程組；使用z代替y消元得到一元一次方程6y+5×（12-5y）=22，求出y的值為2后便能求出z=2、x=8的答案，解決數學問題。完成個人探索任務后，為進一步鞏固學生的數據分析能力，教師布置小組合作探究任務：甲、乙、丙三個數的和是35，甲數的2倍比乙數大5，乙數的等于丙數的，這三個數分別是多少？

上述案例，教師先布置個人探究任務讓學生獨立對問題中的數量關系進行分析，激發其數據分析意識，再讓其聯系之前所學內容對問題進行對比，找到解決任務的方法。之后，教師提高任務難度，以小組為單位組織學生對任務進行探討，使學生在互動交流、綜合討論過程中提升數據分析思維水平。

四、組織活動深度實踐，培養數學建模素養

初中數學教學不僅要提升學生的解題能力，還要注重對其應用能力的培養。深度實踐教學活動可以拓寬學生數學學習、數學應用、數學實踐的渠道，對培養學生良好的數學建模應用素養有著積極作用。教師要清楚地認識到初中學生對實踐學習的需求，綜合課程的教學要求教師設計實踐教學活動，為學生搭建數學建模學習的平臺，引導其主動分析數學模型、主動應用數學模型。

例如，在人教版數學教材八年級下冊《一次函數》一課的教學中，教師組織繳稅研究活動。出示資料：政府公布最新個人收入所得稅要求，個人月工資、薪酬不高于3500元的部分不繳稅；個人月收入高于3500元但不足5000的部分征收3%的個人所得稅。如，小劉月收入3860元，他應繳納的個人工資、薪酬所得稅為（3860-3500）×3%=10.8。結合資料，教師提出實踐探究要求：（1）當小劉月收入4160元時，他應納個人工資、薪酬所得稅額是多少？（2）小劉在十二月份繳納19.2元所得稅，他這個月的工資、薪金收入是多少？活動中，教師讓學生填充“薪資—稅費表”，讓其分析薪資與稅費之間的函數關系，建立數學模型y=（x-3500）×3%并對模型進行化簡y=0.03x-105。這樣，學生使用一元一次函數模型求解具體問題時，即可快速得出答案。活動結束前，教師要求每組學生闡述活動心得，如設立數學函數模型的心得、使用數學函數模型的心得等，讓學生在總結環節中感悟建模應用規律。

上述案例，教師綜合課程教學、建模素養培養的教學目標設計實踐教學活動，讓學生在活動中對問題進行深入探究，使其學會抽象數據信息、利用數據信息建設函數模型，并應用函數模型解決實際問題。

綜上所述，培養初中學生良好的數學深度學習能力，需要教師在課堂教學中明確教學重點，配以情境教學法、問答教學法、任務教學法、活動教學法等多種教學方法，引領學生對概念原理、數學問題進行深度思考、深度對比、深度研究，通過指導學生深度解讀所學內容構建知識體系，使其在此過程中積累更多的學習經驗，培養良好的數學核心素養。