基于深度學習的高中數學教學設計研究

周濟東

摘 要：高中階段的學習任務繁重，學習時間緊張。為了幫助學生完成學習任務，教師要引導他們沉浸在課堂，實現深度學習，并以此為指向來進行教學設計，這是提升數學教學水平的重要途徑，可以培養學生的核心素養。在高中數學課堂上，教師要明確深度學習的內涵特征，關注數學學科的內容本質要求，基于教材解析、學情分析、目標制訂、教法選擇等多個層面來對教學設計進行優化，使教學活動更深層次地開展，與學生的發展需要更為貼合，為學生開展學習活動創造條件。基于此，文章運用文獻分析法、歸納總結法，探究了基于深度學習的高中數學教學設計方法，希望為教育工作者提供參考和借鑒。

關鍵詞：深度學習；高中數學；教學設計

深度學習是由美國學者針對學生孤立記憶和被動接受的問題而提出的，他認為這種淺層次的學習活動難以使學生深刻地理解知識的內涵，在“學習層次”概念的基礎上提出了“深度學習”的理念，主張基于認知、參與、結果等角度來幫助學生增加學習深度，使他們充分運用高階思維對問題進行思考，主動參與教學活動，在理解知識的基礎上做到遷移與運用[1]。通過這種方式，學生的智力資源可以更好地發揮出來，他們能夠圍繞學習主題，全身心地投入，并在學習活動中體驗成果、獲得發展。在高中數學領域，深度學習與教學效果之間有著密切的關聯性，深度學習的效果受教學設計有效性的影響，而教學設計的水平也會直接影響學生深度學習的質量。為了使學生有效學習、樂于學習，教師要以深度學習為目標對教學設計方法進行優化。

一、基于深度學習的高中數學教學設計要求

（一）注重理解性

深度學習建立在有效理解知識的基礎之上，在深入理解數學知識內涵之后學生才能靈活運用知識來解決實際問題。理解性可以看作是對知識通性、通法和共性的認識，這是重要的教學要求，也是提高學生核心素養的重要手段。在教學設計的過程中，教師要注重學生的理解，堅持理解性的原則，幫助學生在學習知識點的同時培養必備品格和關鍵能力。僅僅通過簡單記憶和機械式應用，學生難以達到深入理解的效果，教師要引導學生對學習內容進行理解和分析，組織有利于學生深度思考的活動，并在活動中體現數學學科的本質特點。可以通過有效提問的方式來使學生產生認知沖突，并基于這一沖突全身心地參與學習活動，在其中獲得成長和發展。

（二）滲透思想性

高中數學內容本身就具有一定的思想性特征，在開展教學活動的時候教師也要向學生傳授相應的數學思想，促進學生數學思維能力得到發展，使學生找到屬于自己的學習方式。數學思想指的是在數學知識和數學方法基礎上的抽象概括和本質認識[2]。在基于深度學習理念開展教學設計工作的時候，教師要引導學生深度參與課堂，使他們形成積極主動的學習態度；要實現課程內容的深入，幫助學生在理解內容的基礎上形成深刻的思想意識；要實現學習過程的深入，使學生在學以致用的基礎上深度理解；要實現學習結果的深入，通過有效評價來幫助學生形成批判性思維。從整體上來看，教師需要引導學生通過深度學習將片狀和點狀的知識點進行整合，在使用數學理論知識進行解題的同時積累方法、培養創造性思維，最終形成核心素養。

（三）把握整體性

數學學習是一個整體性的過程，學生需要在其中實現全面化發展。在教學設計的時候，教師要做到對學科主題的整體把握，要聚焦于核心素養來對課程進行系統化設計，幫助學生在各個環節實現深度學習。整體性指的是基于整體化和系統化的眼光來看待數學問題，整合數學知識，從整體上把握各部分知識點之間的聯系，形成基本命題和概念體系。從教學目標的角度來說，教師要幫助學生用數學的眼光去看待問題、用數學的思維去看待世界、用數學的語言去表達自我，感受數學的嚴謹性和應用性。在對顯性知識進行講解的時候，教師要幫助學生透過現象找到本質，理解數學思想和數學方法等隱性內容，實現顯性知識的動態轉化。同時，教師還要引導學生將零散的數學知識點進行整合，在腦海中構建知識框架和體系，這樣可以實現知識的遷移應用，在面對復雜數學問題的時候學生也可以綜合運用相關知識點進行分析和求解。

（四）恪守邏輯性

數學是一門邏輯性比較強的學科，各部分內容之間存在著相互聯系性。在開展數學教學的過程中，教師要從問題入手，引導學生在分析問題、解決問題的過程中提高認知水平。問題設計是高中數學邏輯性的重要體現，這些問題應該貫穿于教學目標、教學過程以及教學評價的環節[3]。與此同時，教材內容的設計與編排也體現了知識之間的相互聯系性，展現出了明顯的邏輯框架結構。因此，在進行教學設計的時候教師要恪守邏輯性，這指的是教學內容的設計要與邏輯框架相符合，進而可以為學生的深度學習提供動力。教師要對數學知識框架進行整體梳理，使學生在把握數學本質的基礎上促進對知識點的理解，培養學生的邏輯思維能力，使他們從更深層次對數學問題進行解讀。除此之外，教師還要結合數學課程標準的理念和要求，從知識邏輯結構的角度出發對教材進行研究，使相關知識點以完整鏈條或者結構體系的形式呈現，為學生的深度學習創造條件。

二、基于深度學習的高中數學教學設計原則

（一）科學性教學原則

數學教學具有多角度和高維度的特點，教師要采取科學的方法來進行教學設計，實現對課堂秩序的有效維持，為學生深度學習的實現創造條件。除了要確保教學內容的科學性之外，教師還要使教學語言表述、PPT材料、教學流程保持科學性，避免教學情境設置不恰當、教學語言使用不規范等有悖于科學性原則的問題出現。除此之外，教師還要關注教學內容的規范性和準確性，尤其是在提供補充材料的時候，要確保內容的正確性，確保這些材料與所學內容相關，使學生能夠深入理解。

（二）學習者中心原則

學習者中心是教學改革的重要理念，要求教師在教學設計的時候充分站在學生的角度來思考問題，關注學生的理解能力和接受程度，這樣才能幫助他們實現深度學習。與此同時，在課堂教學的過程中，教師也要盡可能地將課堂交還給學生，幫助他們主動對知識進行探究而不是被動地接受知識。教師在課堂上要做到張弛有度，能夠根據學習內容的難易程度和學生的實際情況來對教學方案進行設計。對于一些難度比較大或者抽象程度比較高的知識點，教師還可以通過分層教學的方式來踐行學習者中心原則，幫助不同學習基礎的學生循序漸進地掌握知識，增加學習的深度。

（三）合作式學習原則

在高中數學教學實踐中發現，合作式學習是學生進行深度學習的重要途徑。因此在教學設計的時候，教師要善于使用合作式學習方法，主張學生以小組合作的形式來對相關知識點進行探究[4]。在合作式課堂上，教師僅僅是活動的組織者，學生可以自由合作，在相互交流、溝通意見的過程中找到問題的多樣化解決方法。為了提高合作的有效性，教師要合理劃分小組，在了解學生個性特點的基礎上遵循科學性原則來進行分組。為了營造良好的合作學習氛圍，教師可以對座椅進行重新擺放，基于圍繞式的結構來為學生之間的交流合作創造條件。同時，教師還要向學生提出有討論價值的問題，確保深度學習有效進行。

（四）思維可視化原則

為了實現深度學習，學生在掌握相關知識點的同時還要培養數學思維，能夠以數學的眼光看待生活問題。因此，在教學設計中，教師要堅持思維可視化的原則，使學生在教學活動中實現思維能力的顯性化和具體化。為了實現這個目標，教師要從實際教學條件出發，選擇合適的教學方法，致力于培養學生的邏輯思維能力。比如可以利用思維導圖來幫助學生理解各部分內容之間的邏輯關系，利用概念圖來幫助學生深入理解數學概念。除此之外，教師還要鼓勵學生對相關內容進行思考，實現思維的發散，進而形成高階思維。

三、基于深度學習的高中數學教學設計方法

（一）充分了解學生學情，圍繞學生需求進行教學設計

基于深度學習的教學設計要堅持學習者中心原則，這要求教師充分了解實際學情，關注學生的學習基礎，把握學生的學習起點，并將學生的真實學習需要作為依據來制訂教學目標和選擇教學方法。在教學實踐中，部分教師對學情不夠了解，在教學設計的時候忽視了學生的個性化需求，這導致學生出現了嚴重的分層，長此以往兩極分化比較嚴重[5]。為了解決這一問題，教師要通過問卷調查、訪談調查等方式了解學生當前的數學知識儲備，關注他們的情感認知，綜合運用個人學習、小組學習、全班學習的方式。在全面了解學生個性差異的基礎上，教師還要為不同層次水平的學生創造優質的學習環境，使他們都能在當前的水平上實現進一步提升。

比如，在學習“指數函數”這部分內容的時候，教師可以在正式進入新內容的學習之前先引導學生對冪函數和指數運算進行回顧，在這個基礎上構建“細胞分裂”的教學情境，在該情境中引入指數函數，并展示這種新型函數的性質和圖像特點。通過對初中階段所學的內容進行回顧，學生能夠從函數的“變量說”轉變為“對應關系說”，掌握數形結合的數學思想，同時也對函數的思想方法形成深刻的了解。但在教學設計中，教師也要認識到這部分內容在思維嚴謹性、歸納推理等方面對學生提出了較高的要求，因此，教師在開展教學的時候應綜合運用啟發式教學法與自主探究法，構建高效課堂，實現深度學習。

（二）合理制訂教學目標，把握深度學習踐行導向

在教學設計的時候，教師要貫徹落實新課標的理念，要基于教學大綱的要求來制訂教學計劃、組織教學活動，同時還要將深度學習作為導向來對教學目標進行設定、對教學過程進行安排。教學目標規定了教學的內容、教學的重點難點等，會對教學方法的選擇和教學深度產生影響，同時也會制約整個教學過程。教師要圍繞新課標的要求來制訂目標，了解學情，確定教學著力點，選擇教學方法，把控教學導向，保障學生在課堂中的參與度。在這個基礎上，教師還要對教學目標進行分解，形成針對性的學習指導，幫助學生實現由淺層次學習到深層次學習的過渡。

比如，在學習“一元二次方程”這部分內容的時候，教師要在教學目標中融入“用函數觀點看一元二次方程”的內容，要求學生回顧關于一元二次方程解法的知識和函數的知識，并思考二者之間的區別和聯系。在此基礎上，教師可以展示方程的圖像，要求學生結合圖像判斷方程實數根的情況，并求解方程來進行驗證，最后總結二者關系的規律。除此之外，教師還要在踐行教學目標的過程中培養學生的邏輯推理思維，通過變式訓練等方式來促進學生數學核心素養的形成。

（三）靈活選擇教學方法、關注教學方法的要素特性

教學方法也是教學手段，這是落實教學目標的基礎。在基于深度學習進行教學設計的時候，教師要依托于現代化教育理念來對教學方法進行靈活選擇，關注其中的要素特性，并在這個基礎上對教學方法進行優化重組，為學生的深度學習助力。在這個過程中，教師要明確教學方法選擇的依據和運用的要求，能夠根據不同的教學目標選擇不同的教學方法，根據實際學情來組合教學方法，注重對學生的啟發，確保學生的課堂參與度，將教學方法的作用和效果最大限度地發揮出來。教無定法，高中數學教學方法也并不固定，而是在不斷更新。因此教師要在實踐中不斷總結，對原有方法不斷創新，或者通過參加培訓學習、網絡查閱等方式不斷學習新的教學方法，提高自身教學能力。

比如，在學習“冪函數”這部分內容的時候，教師可以選擇“一般到特殊再到一般”的教學方法。在第一階段，教師可以先引入學生熟悉的正反比例函數。第二階段，教師展示、、、、這幾個函數的圖像，并與學生一同對函數的定義域、值域、單調性以及奇偶性等基本的性質進行總結，并以表格的形式呈現出來。通過這種方式，學生可以對函數的變化規律形成一定的理解。在第三階段，教師引入“冪函數”的概念，引導學生根據特殊函數總結一般性冪函數的特征。通過這種教學方法，學生的抽象概括和歸納總結能力可以得到培養，同時可以形成數形結合的數學思想。

結束語

總的來說，在高中數學課程中，學生可以通過深度學習來提高學習效率和學習質量。教師要根據自身對學生的了解，結合教學經驗合理把握教學起點，科學制訂教學目標，基于學生的最近發展區來引導他們進行深度學習。在教學設計的時候，教師要充分了解學生學情，合理制訂教學目標，同時靈活選擇教學方法。

參考文獻

[1]蔡明生.高中數學國家課程校本化的探索與實踐：以“正弦定理”的教學設計為例淺談培養學生深度學習能力[J].河南教育（教師教育），2023（2）：76-77.

[2]鄭作奎.核心素養視域下的高中數學教學設計實踐反思：評《高中數學教學設計的理論與實踐研究》[J].科技管理研究，2022，42（13）：242.

[3]劉小文.數學文化滲透在高中數學課堂教學中的案例研究：“圓的標準方程”教學設計和反思[J].文化創新比較研究，2019，3（11）：184-185.

[4]林瑜.基于SOLO理論的高中動態數學建模的創課設計：以“簡單的線性規劃問題”的教學片段為例[J].科學咨詢（科技·管理），2019（3）：139-140.

[5]孟慶香.淺談高三數學備考過程中的有效思維課堂構建：以《2018年上海高考數學卷12題探究》一課為例[J].延邊教育學院學報，2019，33（1）：150-152.