基于深度學習的高中數學教學設計：基本要求及優化策略

王麗霞

摘 要：在當前深度學習模式下，高中數學教師在教學過程中應當制訂更加嚴謹、細致的教學計劃，立足于學生的個性化學習需求，提供多元化的素材、工具、資料，帶動學生進行深層次學習探究。教師需要對深度研學項目進行科學高效管控，設置情境問題、信息工具，為學生參與深層次探索提供基本的支持和幫助。文章對深度學習下的高中教學設計基本要求和優化策略進行了分析探討。

關鍵詞：深度學習；高中數學；教學設計

高中數學教師在帶動學生進行深度學習期間需要引進多元化的內容，結合多方位的互動項目，引領學生對數學概念、數學課程知識進行深層次思考，帶動學生參與理實一體化學習探索，提高學生的學習效率。

一、基于深度學習的高中數學教學設計要求

在深度學習視域下，高中數學教師在教學設計過程中需要從多個層面來開展相關活動。

第一，教師需要將相關概念進行講解，引導學生對概念進行深入探究，而不是機械地運用公式和算法進行記憶和學習，教師在進行教學設計優化環節時需要幫助學生理解數學概念的本質和內在關聯，使學生的數學思維和想象力能夠得到進一步提升。

第二，在深度學習視野下，教師對高中數學教學模式進行設計優化，也需要將實踐與理論進行融合，深度學習強調引導學生通過實踐探索和應用，對知識技能進行鞏固學習。因此，教師在教學設計環節需要引進大量研學活動，設置情境問題，使學生能夠建立起數學知識與實際問題的聯系，使學生解決問題的能力和創新思維能力得到提升。

第三，教師也需要帶動學生主動參與學習探索，在深度學習視域下，雖然需要結合互動研學項目來帶動學生進行合作學習，但是也需要確保學生在自主學習過程中能夠探索問題、發現問題，在互動探索期間能夠將彼此的認知以及學習心得進行分享傳遞。為此，教師需要設置開放性的問題，引導學生通過實踐探索來完成對數學知識的學習，培養學生的學習興趣以及自主學習能力。

第四，在深度學習視域下，教師進行教學設計也應當引進多元化的評價方法。教師可以結合作業評價、小組評價、口頭評價、社會評價、家庭評價等不同方式，對學生數學思維以及解決問題的能力、溝通能力、合作能力進行點評。

第五，在深度學習背景下，高中數學教師在課程設計優化環節也需要注重培養學生的創新思維，為此，在教學設計中應當引進一部分拓展研學問題，鼓勵學生進行探索、思考、創新，培養學生的創新思維以及解決問題的能力。

因此，高中數學教師在深度學習視野下對教學模式、方法進行設計優化需要充分遵循上述的原則和基本要求，帶動學生進行科學高效的學習探索，提高學生的學習水平和效率。

二、深度學習模式下高中數學教學設計優化策略

在深度學習模式下，高中數學教師對數學教學進行設計優化需要立足于學生的個性化需求，引進生活素材以及多元化概念，引導學生進行深度研學。教師也需要引進情境問題，激發學生進行探索研究；同時整體把控教學思路，引進多元化的知識內容，幫助學生構建完善的學科知識體系。另外，再導入相應的導學工具，引發學生深入思考，結合多媒體信息化教學，進一步提高學生的深度學習層次[1]。

（一）個性化學習優化

高中數學教師在帶動學生進行深度學習的過程中需要確保學生能夠提前自主完成對未知概念的探索，讓學生通過自主學習來發現問題，在腦海中形成初步的學習印象，才能夠在深度學習過程中找到出發點和立足點。為此，教師需要為學生的個性化學習提供基本的支持和幫助。個性化學習主要是基于學生的能力差異提供不同的教學方法，根據不同學生的能力指標、學習風格、興趣愛好，制訂教學內容和學習路徑，使學生的學習效率得到提高。首先，教師需要對每一位學生進行建模，分析學生的學習特征、能力水平，以及學習風格；之后再通過學生的學情數據信息，評估學生在學習期間的實際狀況，為后續開展深層次教學提供基本的參照依據，教師需要引進個性化的研學項目，設置多元化的指標，在深度學習模式下讓學生能夠自由、高效地探索、探究。在此期間，高中數學教師需要根據學生的能力狀況，引進不同的研學資料，同時也需要從核心素養角度來評估學生的能力指標，為后續精準教育提供支持，數學教師需要從數學建模、數學應用、數學思維、數形結合、數學計算、幾何直觀等不同角度，對學生進行綜合點評，評估學生在相關領域深度研學存在的欠缺，并且對教學內容進行設置優化。因此，教師在高中數學教學設計優化環節需要基于學生個性化學習需求，對深度學習指標、方向進行調控，帶動學生進行高品質、高效率的學習。

（二）引進生活素材幫助學生理解數學概念

在深度學習背景下，教師需要帶動學生對數學本質內涵、原理進行學習，剖析數學學科的特點以及內在價值。例如，數學學科主要是從空間形式、數量關系等多個維度對客觀事物的規律進行描述，因此，數學知識具備高度抽象的特征，其中具備嚴謹的邏輯思維，在生活實踐中廣泛應用。教師需要引導學生挖掘數學知識、數學課程的科學價值、文化價值，從理實互動的角度引進生活素材來帶動學生進行學習，引導學生嘗試結合數學本質內涵，應用數學語言，對生活問題進行精確高效的表達。同時應用數學邏輯、數學思維，從普適性的角度，對一般性的生活問題進行標準化描述和評價。教師在教學設計過程中需要引進富有挑戰性的生活材料，使學生能夠通過生活材料來探尋事物本質，在生活材料中，教師可以結合經濟性問題、生活問題，讓學生對其中模型表征進行學習，通過模擬論證、訓練，更好地理解領悟知識概念。

比如，在講解“指數函數”相關知識的過程中，教師可以引進民間故事活動，結合“裝不完的麥粒”等相關情境故事，結合生活話題，帶動學生對指數增長的實質含義和內涵進行學習，啟發學生的數學思維。因此，教師在高中數學教學設計過程中需要針對學生的深度學習需求，將一般性的生活問題進行數學模型化展示、講解，引進數學模型、教學案例來帶動學生進行深入思考。

（三）創設問題情境，激發學生的探索思維

在深度學習的背景下，數學教師帶動學生對高中數學知識進行深層次學習需要創設有效的情境問題，以問題作為驅動力，為學生進行深度研學提供強有力的支撐和幫助。在此期間，數學教師需要引導學生思考數學問題、數學概念，并且嘗試在數學問題中設置相應的認知沖突，讓學生在解決數學問題時能夠深層次研學，并且進行深度思考探索，從問題的本質剖析出數學概念、數學內涵，提高學生的學習水平[2]。

例如，教師在講解“指數函數”相關知識的過程中，可以設置情境問題，讓學生回憶“最多可以將一張紙對折多少次”，同時讓學生思考“如果紙張能夠無限對折那么會出現怎樣的情況”，讓學生運用指數函數的思想，建立起數學模型，嘗試將紙張的厚度進行具體化、形象化表述，通過生活經驗來探究其中的指數概念。因此，教師可以設置情境問題，引發學生深入研學思考，激發學生的探索思維，使學生在深度學習過程中能夠找到一個出發點和切入點。

（四）整體把控教學思路，引領學生構建完整的學科知識體系

在深度學習視域下，學生不僅需要對單一的知識理論進行深層次研學思考，教師還需要從學科知識框架層面來幫助學生對整個知識體系架構進行靈活高效應用，幫助學生建立起立體化的知識結構，使學生能夠在學習環節對知識概念進行整體思考探究，提高學生的學習效率[3]。教師在此過程中需要以學生的最近發展區為基準，幫助學生找到知識點之間的連接線索，對知識體系架構的定位要求進行深入思考，從不同角度對數學框架結構進行剖析學習。教師需要引導學生嘗試掌握數學知識內涵、數學解題方法和技巧，將片面、孤立、靜態的數學知識內容構建為統一的整體。

比如，在講解“橢圓、圓以及雙曲線”相關知識的過程中，教師需要創建圓錐曲線教學欄目，讓學生從數形結合角度，對本模塊的知識體系進行串接學習，找到相關曲線函數的意義和規律，在學習過程中能夠剖析出圓錐曲線的本質內涵和原理，在后續解題、答題過程中能夠提高自身的效率。高中數學教師需要建立起知識點之間的橫向以及縱向關聯，使學生能夠打造結構化的知識體系，建立起對知識架構更為完整、全面的認知，引導學生在深度學習過程中能夠通過整體化的知識理論來剖析出其中的知識線索，發現知識規律和內涵，使學生的學習水平得到提高。

（五）巧妙引進導圖工具啟發學生深入思考

高中數學教師在帶動學生進行深度學習期間需要確保學生的思維、思想得到不斷延伸、延續，學生深度學習的經歷便是思維思考發展變化的過程，教師需要利用思維導圖工具來幫助學生進一步發散自身的思維。思維導圖式的授課模式借助視覺化表征，使學生對已經構建起的知識體系形成更加深入、全面的論證思考，思維導圖不具備一個確切的發展延伸方向，其主要是根據學習者的知識儲備以及對知識體系的認知，延伸出不同的知識邏輯結構。教師需要利用思維導圖工具讓學生根據自身的學習狀況進行自主延伸、思考學習，將自己認為存在內在聯系的知識板塊、知識內容呈現在思維導圖上，并且將其與其他同學分享、展示，表達自身的思考認知方式。教師需要引導學生在學習過程中進行自主反思、總結，將自身對知識概念的理解梳理在導圖上，在進一步發展學生思維能力方面有著較大的意義。

除了需要引導學生自主設置思維導圖，高中數學教師也需要利用思維導圖工具按照一定的規律、邏輯結構，將高中知識進行展示，引進一種標準化的語言來帶動學生對各大知識體系進行學習，建立起更加標準化、規范化的知識邏輯結構關系，引導學生思維發展。在此期間，高中數學教師可以參照數學學科核心素養指標，從數學模型、幾何直觀、數形結合、數學運算等不同角度將不同板塊的知識內容進行梳理整合，以核心素養作為描述依據，引進思維導圖的分支線索，嘗試將高中知識體系串集成一個知識面，讓學生參與標準化學習探索，加深對知識點的整體認知層次，提高學生的深度學習水平[4]。

因此，引進思維導圖，結合導學工具，讓學生及時記錄整合自身在學習期間產生的體驗和感觸，形成自身獨特的學科知識認知；之后再對比標準化的知識體系和架構，剖析其中存在的差異和出入，進行深入思考，分析自身在學習期間存在的欠缺和不足，進行不斷反思總結，可以提高學生的深度學習效率。

（六）多媒體技術

高中數學教師在帶領學生進行深度學習期間也需要引進多媒體技術，為學生的深層次探索提供基本的支持和幫助。多媒體技術將視覺、動畫、圖像元素與數學概念關聯在一起，可以引導學生理解抽象數學概念。

比如，通過數字化演示，將幾何向量的位置關系進行展現，使學生能夠理解幾何變化的規律和特征，幫助學生建立起數學語言與空間幾何更為直觀、形象的聯系。另外，教師也可以在教學設計優化過程中利用多媒體技術來展示部分拓展研學項目，具體來說，高中數學知識包含大量拓展內容，如在大部分函數求導的知識項目中便涉及微積分的概念，教師可以利用短視頻資料、多媒體視頻向學生展現出微積分的實踐應用原理和特征，引導學生從概念的本質內涵層面對數學知識中的拓展部分進行思考。

除此之外，教師也可以將部分簡易化的解題技巧通過短視頻教學的形式向學生講解，讓學生在學習過程中能夠通過獨立思考、研學、探究其中的知識內涵和技巧方法，提高學生的深度學習水平。最后，借助多媒體技術在教學過程中還能夠拓寬學生的學習空間和維度，比如打造線上聊天室，引導學生在深度學習過程中及時將獲取的感觸和思想向教師和同學分享，通過相互論證探討，給予學生相應的指引和幫助，保證學生在深度學習過程中不存在偏離主線的情況。

（七）人工智能AI輔助

高中數學教師在教學設計環節也需要引導學生進行自主學習探究，學生參與深度學習更多是自主自發地進行，但是學生在學習期間必然會遇到各種各樣的瓶頸和困難，如果單獨依靠教師的指引和提示，那么會浪費大量時間。由于學生數量眾多，教師無法為每位學生提供指導和幫助，此時教師可以利用AI輔助系統，在帶動學生進行深度學習過程中利用人工智能系統引領學生進行深層次研學思考。學生可以將數學問題向人工智能系統表述，講解自身的困惑，尋求相應的建議；系統可以根據學生的提問來分析學生在相關板塊存在的不足之處，并且提出相應的情境問題，來帶動學生進行思考學習。但是人工智能系統尚未發展成熟，學生不可能完全依賴人工智能系統，在遇到無法解決的問題時需要及時聯系同學以及其他教師。人工智能系統只能起到一定輔助指引的作用，比如開拓學生的思維，為學生在深度學習期間提供建議，并且評估學生的學習狀態以及能力水平。

結束語

總體來說，在深度學習背景下，高中數學教師對數學課程進行設計、優化、開發是必不可少的，教師需要對深度教學方法進行完善，引進深層次的研學活動、互動項目，結合數字化媒體、信息化工具，銜接個性化學習資源、生活素材、情境問題，做到對教學活動的整體把控，全方位地提高數學課堂教學質量。

參考文獻

[1]閆鳳英.基于“深度學習”的初中數學教學設計優化的策略[J].數理天地（初中版），2023（1）：37-39.

[2]徐靜.基于深度學習下高中數學課堂的教學設計研究[J].數學教學通訊，2020（21）：29-30.

[3]馬玥聰.基于深度學習的高中數學教學策略研究[D].石家莊：河北師范大學，2019.

[4]殷憲常.基于“深度學習”的初中數學教學設計優化的策略[J].數學學習與研究，2022（12）：62-64.