基于深度學習的小學數學高階思維能力培養方法探究

摘 要：隨著信息技術的迅猛發展，深度學習已成為教育領域的研究熱點。在小學數學教學中，高階思維能力的培養對提升學生的綜合素質和解決問題的能力至關重要。文章旨在探討基于深度學習的小學數學高階思維能力培養方法，以期為提高小學數學教學質量提供有益的參考。

關鍵詞：深度學習；小學數學；高階思維能力；培養方法

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）45-0060-04

深度學習是一種基于神經網絡的人工智能技術，通過模擬人腦的學習過程，實現對復雜數據的處理和分析。在小學數學教學中，深度學習可以幫助學生深入理解數學知識的本質和規律，提高數學素養。高階思維能力是指學生在解決復雜問題時所表現出的高層次認知能力，包括分析、評價、創造等能力。在小學數學教學中，培養學生的高階思維能力有助于提升學生的問題解決能力和創新精神。

一、 當前小學數學教學中存在的問題

（一）課堂教學氣氛較為沉悶

調研發現，小學數學課堂常籠罩在嚴肅氛圍中。教師往往機械地傳授課本知識，缺乏與學生間的有效互動，這種單向的教學模式讓教師難以了解學生的學習狀態，無法根據反饋調整教學策略。久而久之，學生逐漸失去學習數學的興趣，課堂變得沉悶乏味。此外，數學教師的嚴肅態度也讓學生感到疏離，無法感受到教師的熱情與榜樣力量，不僅影響學生的學習態度，還消磨了他們的學習自信心，對數學學科產生了負面影響。

（二）課堂上師生之間缺乏有效互動

在傳統小學課堂上，教師往往占據主導地位，忽視了學生的主動性和參與度，這種單向的教學模式不僅抑制了學生的學習興趣，還使得課堂變得單調乏味。教師長時間授課，學生鮮有反饋，互動提問流于形式，無法真正激發學生的思維活力。課堂上缺乏有效的師生、生生互動，教師難以了解學生的學習狀況，教學方法也得不到及時調整。課后反思受限，導致教學內容與學生需求脫節，大大降低了教學效率，嚴重阻礙了學生創新思維的培養。因此，改革課堂模式，提升學生主體地位，勢在必行。

（三）教學過程不注重學生的個性化

學生擁有不同的興趣、天賦和學習速度。然而，在小學實際教學中，往往存在一些限制學生個性化的因素。一方面，傳統的教學模式通常注重知識的灌輸和應試能力的培養，而較少關注學生的興趣和特長，這種模式下，學生往往被要求按照統一的標準和進度進行學習，難以展現自己的個性和特長。另一方面，部分教師可能缺乏對學生個性化的認識和尊重，傾向于使用傳統的教學方法和評價標準，而不愿意嘗試新的教學方式和工具，以滿足學生的個性化需求。

二、 深度學習視域下小學數學高階思維培養的重要意義

深度學習視域下小學數學高階思維培養的重要性不言而喻，不僅在于加深學生對數學知識的領悟，更在于潛移默化中培育學生的高階思維技能，這種技能遠非簡單的算術或公式應用可比，而是涵蓋分析、綜合、評判及創新等多個維度，成為學生未來學術探索和發展中至關重要的能力。

深度學習的引入，使小學數學教育不再局限于傳統的填鴨式教學，而是向培養學生的邏輯思維和創新能力轉變，在這樣的學習環境中，學生不再是知識的被動接受者，而是轉變為主動探索者與創新者，從大量數據中提煉關鍵信息，通過構建和訓練模型，不斷磨煉自己的分析、推理與歸納本領。

深度學習所孕育的高階思維，對學生面對復雜問題時靈活運用數學知識進行獨立思考和創新性解決問題至關重要，這樣的能力讓學生在學習旅程中更加得心應手，為日后創新實踐與社會融入打下堅實的基礎。深度學習所倡導的探索和發現過程，極大點燃學生的求知欲與興趣火花。在解決現實問題的實踐中，學生能親身感受到數學的魅力與實用性，更加珍視數學學習，孕育出持續學習的內在動力。

三、 基于深度學習的小學數學高階思維能力培養方法

（一）設置教學情境

多數學生對數學還是較為陌生，但如果教師設置情境讓數學進入生活，可大大增加學生課堂的參與感。教師在課堂上引導學生領略數學的文化魅力，以興趣為導入環節，開始課堂教學內容。不管是什么類型的課堂情境設置，教師在設置情境時要注意調動學生的學習興趣，并要學生有所思考，進而才能把更高層次的問題分析、思考問題、綜合知識運用到解題過程中。對小學數學教學，必然需要教師引導，帶領學生去發掘數學的重要價值，以此產生興趣。教師在日常教學中常用的是情景式教學，小學數學有些知識描述是比較抽象難于理解，教師需要創設形象的教學情景去幫助學生更好地理解知識，引導學生參與課堂之中，在情境中尋找數學知識中存在的規律，培養學生的邏輯思維能力和創新思維從而提高教學質量。比如，在課堂中創設老鷹抓小雞游戲的情境，教師扮演老鷹，所有學生扮演小雞，抓到的都放進教室里，沒抓到的就在教室外邊，當然抓到的也可以跑出去，抓到的記為正數，跑出去的記為負數，在這一過程中讓學生認識有理數及加減法原則，這不僅學習了教師課堂上講授的數學知識，還將數學知識運用到實際生活實踐中，提高學生對知識的靈活運用和創新能力。教師在創設情境的時候可以創設學生感興趣的場景，盡可能滿足學生的喜好，從而充分吸引學生，提高學生的學習興趣。

（二）自主學習

學生是課堂的主體，教師引導學生進行主動探究、實踐探索，在這一過程中，學生的思維方式將受到潛移默化的影響。教師將學習的主動權給予學生，讓學生在探索知識的過程中自主建立知識體系，自主篩選信息，并將其進行處理加工，這一過程屬于決策性思維的發展，學生在數學學科中的決策性思維，決定了學生的數學學習效率，在數學學習過程中，決策性思維貫穿始終。學生多次重復這一過程，進而從中獲得提高決策性思維的能力，從而使自身的思維能力和品質也有所提高。

以“分數的認識與運算”為主題。在深度學習理念的指導下，教師首先為學生營造開放的學習環境，鼓勵他們通過自主學習來探索分數的概念。教師為學生提供了豐富的學習資源，包括課本、教學視頻、在線互動平臺等，以滿足不同學生的學習需求。在學習過程中，教師要求學生自主閱讀課本，觀看教學視頻，理解分數的定義和基本性質。其次，教師設計了一系列具有挑戰性的問題，引導學生進行深入思考。例如，教師提出“分數與除法的關系是什么？”“如何比較不同分母的分數大小？”等問題，要求學生通過獨立思考和小組討論來尋找答案。在自主學習和討論的過程中，教師鼓勵學生積極發表自己的觀點，提出疑問和假設，并嘗試用所學知識來解決問題。教師還通過在線互動平臺實時關注學生的學習進度，及時給予指導和反饋。為了培養學生的高階思維能力，教師還設計了綜合性的學習任務。例如，要求學生利用所學知識解決實際問題：“如果你有一塊蛋糕，要平均分給5個小朋友，每個人能得到多少蛋糕？”這個問題需要學生將分數知識應用到實際情境中，培養他們的問題解決能力和創新思維。

（三）實施小組自主學習，培養學生創新思維能力

為了讓課堂學習更加高效，教師還可以在班級里劃分幾個小組，小組內的成員之間可以互相討論教師提出的問題。在課堂講授過程中，可以讓學生之間相互討論來提高學生課堂參與的積極性，課堂中總會有部分學生對數學不太感興趣，學習起來缺乏積極性，他們數學成績可能不好，不敢參與到課堂學習中來，面對這種情況，教師可以通過劃分小組的方式積極引導學生去參與課堂學習，小組的分配也要盡量合理一些，小組成員包括成績優等生和差生，讓他們在課堂上相互討論，課下也可以讓成績好的學生去幫助成績較差的學生，共同提高數學成績，在課堂上，教師不僅要提出問題，還要鼓勵學生參與小組討論，激發他們的深度思考。特別是成績稍顯落后的學生，也被鼓勵大膽表達觀點，與教師和其他同學共同交流。教師應根據學生的討論結果，進行有針對性的講解，使學習更加高效。小組合作探究的方式，不僅激發了學生的學習熱情，還加強了師生、生生之間的互動，這種“學習幫扶”的模式，有效地培養了學生的自主創新思維能力。同時，課堂上的自主探究實踐環節至關重要，有助于提升學生的實踐能力和創新探究能力。教師在講解過程中應先聚焦教材的重點知識，然后利用信息技術對難點進行直觀演示，使學生能深入地理解知識。此外，教師還應鼓勵學生親自動手實踐，讓學生在實際操作過程中學習知識。例如，教師在講解三角形相關知識時，應通過現場演示展示三角形的邊、角、形狀特征以及各類三角形的關聯，并組織學生親自實踐，讓他們在動手操作中深入了解三角形的性質原理，這不僅提高了學習效果，還拓展了學生的創新思維。

（四）注重學科融合

基于深度學習的小學數學高階思維能力培養，旨在通過學科融合的方式，提升學生的抽象思維、歸納思維、邏輯推理、空間想象等能力。數學不僅是數字和公式的堆砌，而且是與現實生活緊密相連的學科。因此，我們應將數學與其他學科進行有機融合，如科學、藝術、體育等，從而讓學生在跨學科的學習中拓展思維，提高解決問題的能力。在具體實施過程中，教師設計一些跨學科的學習任務，引導學生運用數學知識解決實際問題。例如，在科學課上，學生研究物體的運動規律，運用數學中的速度、時間和距離等概念進行計算；在藝術課上，學生通過繪畫、雕塑等形式表現幾何圖形，加深對空間概念的理解。

以小學數學中“長方形和正方形的面積”這一知識點為例，我們可以設計一個跨學科的學習任務。首先，在科學課上，引導學生觀察身邊的長方形和正方形物體，如門窗、課桌等，讓他們初步感受面積的概念。其次，在數學課上，通過實際操作和理論講解結合的方式，教授長方形和正方形面積的計算方法。最后，在藝術課上，讓學生運用所學知識，設計并制作具有特定面積的長方形或正方形作品，如一幅畫、一張海報等。通過跨學科學習，學生不僅能夠掌握長方形和正方形面積的計算方法，還能在實際應用中加深對面積概念的理解。同時，他們也能夠在完成任務的過程中，提高抽象思維、歸納思維、邏輯推理和空間想象等高階思維能力。

（五）合理利用輔助技術

合理利用課堂教學過程中的輔助工具可以讓學生更好地理解知識，促進學生幾何觀察能力、數學抽象理解能力的發展。教師需要注意弄清輔助工具的定位，目的是幫助學生深層次理解所學知識、促進高階思維的發展。為此，教師需要熟練掌握硬件、軟件的使用，如白板、幾何畫板，可以讓問題直觀地擺在學生面前，讓學生透過現象看本質。例如，數學軟件的應用：在數學教學中，使用數學軟件可以幫助學生更好地理解數學知識點。如GeoGebra是一個流行的數學軟件，可以用來制作幾何圖形、展示函數、進行動態演示等。視頻資源的應用：使用視頻資源可以讓學生形象化地理解數學概念。例如，使用YouTube上的數學教學視頻，讓學生生動地了解代數方程、幾何圖形等知識點。互動教輔平臺的應用：互動教輔平臺可以促進學生與教師之間的互動交流，使得學生能夠更好地掌握數學知識，如百度文庫提供了大量數學教輔材料，學生和教師可以在平臺上進行互動交流。虛擬實驗室的應用：虛擬實驗室可以讓學生在沒有實際實驗條件的情況下進行模擬實驗，如使用PhET虛擬實驗室，在不同的物理學、化學和數學中進行模擬實驗。

（六）注重反思

教師在課堂上引導學生進行課程的梳理和歸納，引領學生總結課程的主要內容，總結數學學習過程中的核心思想。注重反思是學生學習道路上一個自我總結、自我反省的過程，這會使學生學習遷移問題、學會思考，進而達到反思大于“教”的教學效果。

教師引導學生將課程內容進行語言性表述，即是將課程內容以學生的視角講述，教師將學生疑惑方面再加以詳細講解，幫助學生進行深層次的反思總結。同時分層次布置作業讓不同水平的學生得到練習和收獲。培養高階思維有助于學生在當代社會有一個更好的發展，但這個過程不可一蹴而就。因此，教師慢慢引導學生在課堂上有意識用問題進行高階思維的訓練，以提高學生數學素養為追求的目標。

（七）抓差異，重層次，促進高階思維發展

小學數學教育中，培養學生高階思維至關重要，教師需要精準把握并助力學生突破思維盲區。鑒于每位學生的思維特點各不相同，教師應采取個性化教學策略，全面推動學生思維能力的發展。

為切實提升學生的高階思維能力，教師首先需深入剖析學生的思維障礙，這些障礙通常源于對特定數學概念或應用背景的理解不足。以“生活中的負數”為例，學生在不同情境下可能對負數的具體含義感到迷茫，教師需敏銳捕捉學生的困惑點，深入分析其成因。在明確學生的思維盲區后，教師應運用科學的教學方法幫助學生消除這些盲區。將抽象的數學知識與學生的實際生活結合是一種有效的方法，通過探討“-2”在體溫計、電梯按鈕和收入報表等不同場合的具體意義，教師可以引導學生深入理解負數的多樣性與實用性，有助于學生思維更加明晰，增強學習興趣，進一步促進其高階思維發展。

四、 結論

綜上所述，基于深度學習的小學數學高階思維能力培養方法是一種創新的教學理念和實踐。然而，實施過程中仍需注意關注學生的個體差異、加強教師的專業素養和技能培訓以及建立有效的評價與反饋機制等問題。未來，我們將繼續深入研究基于深度學習的小學數學高階思維能力培養方法，探索更多有效的教學策略和實踐經驗，為小學數學教學的改革與發展貢獻力量。

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作者簡介：陳旭飛（1989～），男，漢族，江蘇南京人，南京市江寧未來科技城小學，研究方向：小學數學。