基于深度學習的高中數學單元整體教學策略探究

【摘要】核心素養視域下，高中數學教學中，傳統的單課時教學模式往往難以使學生構建起完整的知識體系，不利于培養學生系統的思維能力和解決復雜問題的能力.文章旨在深入探討基于深度學習的高中數學單元整體教學實踐，對其教學價值的呈現、教學構建路徑的分析及教學實踐策略進行研究，期望為高中數學教學的改革與創新提供有益的參考和借鑒，以促進高中數學教學質量的提升.

【關鍵詞】高中數學；單元整體教學；深度學習

引 言

隨著教育理念的不斷更新和教育技術的迅速發展，深度學習作為一種能夠激發學生深入思考、提升綜合素養的學習方式，正逐漸受到廣泛關注.在此背景下，基于深度學習的高中數學單元整體教學應運而生.這種教學模式打破了傳統教學的局限性，為學生提供了更廣闊的學習視野和更深入的探究空間.通過單元整體教學，學生能夠更加全面地理解數學知識的內在聯系，從而提高自主學習能力，強化思維品質，并提升綜合素養.

一、基于深度學習的高中數學單元整體教學價值

（一）提高學生自主學習能力

在單元整體教學中，教師會設置具有挑戰性的問題情境，引導學生運用所學知識進行解決.這要求學生不僅僅是記住公式和定理，還要能夠靈活運用，自主地分析問題、構建解題思路.通過不斷地面對和解決這些復雜問題，學生的自主思考和解決問題的能力得以有效提升.此外，單元整體教學往往鼓勵學生以小組合作的形式進行學習.在小組合作中，學生需要自主分工、交流討論、共同解決問題.這不僅培養了學生的團隊協作精神，更讓學生在與同伴的交流互動中，不斷反思和調整自己的學習策略，進一步增強了自主學習能力.

（二）強化學生思維品質

在單元整體教學中，教師會通過引入具有啟發性的數學問題或實際情境，激發學生的好奇心和求知欲.這種方式不僅能夠調動學生已有的知識儲備，更能讓學生在新的問題面前產生思考的動力，為后續思維的形成奠定基礎.在思維激發的基礎上，思維的形成在單元整體教學中逐步展開.教師會引導學生對所激發的問題進行深入分析，運用數學概念、定理和方法進行推理和論證.在這個過程中，學生能夠學會運用歸納、演繹等邏輯方法，構建起系統的思維框架，并通過不斷地實踐和反思，逐漸形成穩定的數學思維模式，從而可以獨立地解決類似的問題，并能夠從不同的角度思考和解決問題.

（三）提升學生綜合素養

單元整體教學為學生提供了更廣闊的學習視野，其打破了傳統教學中知識點的孤立性，將數學知識以一種相互關聯、層次分明的方式呈現出來.在這樣的教學模式下，學生能夠清晰地看到知識之間的脈絡和聯系，從而構建起完整的數學知識體系.這種體系化的認知有助于培養學生的全局觀念和統籌能力，使其在面對問題時能夠從整體上進行分析和把握.同時，深度學習的融入，能夠促使學生進行批判性思考.在學習過程中，學生需要對復雜的數學概念和問題進行深入探究，并不斷質疑、反思和論證，由此能夠增強學生的數學素養與科學精神.

二、基于深度學習的高中數學單元整體教學策略

（一）精心規劃與準備

精心規劃與準備是確保教學成功的關鍵起始環節.精心規劃體現在對教學目標的明確設定上.教師需深入研究課程標準和教材，把握數學學科的核心素養要求，將其細化為具體、可操作、可測量的單元整體教學目標.這些目標不僅涵蓋知識與技能的掌握，更注重學生思維能力、問題解決能力以及情感態度的培養.對教學內容的整合與重組是精心規劃的中心環節.教師需要打破傳統教材的章節限制，依據數學知識的內在邏輯和學生的認知規律，將分散的知識點有機整合為具有系統性和連貫性的單元整體.例如，將函數的概念、性質、圖像及應用整合為一個函數單元，使學生能夠全面、深入地理解函數這一重要數學概念.在準備階段，教師同樣需要精心設計教學活動，包括資源的整合、導入環節的設計、探究活動的安排等，以激發學生的學習興趣，引導學生進行深度學習.

（二）引導探究與互動

引導探究與互動是推動學生實現深度學習、提升數學素養的核心環節.引導探究旨在激發學生的主動性和創造性思維.教師需要通過精心設計具有啟發性和挑戰性的問題情境，促使學生主動深入地思考數學問題.這種探究并非簡單的知識獲取，而是要求學生在解決問題的過程中，運用已有的知識和方法，進行推理、分析和歸納.同時，教師需要鼓勵學生之間進行小組互動與交流，讓不同思維相互碰撞.在小組討論中，學生能夠分享各自的見解和方法，互相啟發，從而拓展思維的廣度和深度.在引導探究與互動的過程中，教師要善于創設開放的學習環境，允許學生提出不同的觀點和想法，鼓勵學生大膽質疑和創新.例如，在立體幾何的單元整體教學中，學生可能會提出多種證明空間幾何關系的方法.對此，教師應給予充分的肯定和鼓勵，并引導學生比較不同方法的優劣，從而充分調動學生的學習積極性，培養學生的創新思維和綜合能力.

（三）反思總結與鞏固

反思總結與鞏固環節是深化學生理解、強化知識體系、促進能力提升的重要步驟.反思總結是對學習過程和成果的深度審視.在單元整體教學結束時，教師需要引導學生回顧整個學習過程，思考所遇到的問題、解決的方法及從中獲得的經驗教訓.通過反思，學生能夠清晰地認識到自己的思維誤區和知識漏洞，從而有針對性地進行改進.總結則是對知識和方法的系統梳理.學生在教師的指導下，需要將單元內分散的知識點串聯起來，形成完整的知識網絡，并對各類數學問題的解決方法進行歸納，提煉出一般性的解題思路和技巧.例如，學生需要總結在函數單元中，不同類型函數的性質、圖像特點及相互之間的關系，從而加深對函數概念的整體理解.鞏固環節旨在強化學生的學習成果.教師需要通過布置適量的針對性練習，讓學生在實踐中運用所學知識和方法，進一步加深記憶和理解.

（四）遷移應用與創新

遷移應用與創新是實現知識升華和能力拓展的關鍵環節.遷移應用強調學生將在單元學習中所獲得的數學知識、方法和思維模式，靈活運用到新的情境和問題中.這要求學生不僅僅是機械地記憶和模仿，而是能夠深刻理解知識的本質，并在不同的問題背景中識別出其核心要素，進行有效的知識遷移.創新則體現在學生能夠在已有知識和經驗的基礎上，提出新的思路、方法或解決方案.在單元整體教學中，教師需要通過引導學生對數學問題進行多角度、深層次的思考，激發學生的創新思維.比如，在幾何圖形的單元整體學習中，教師可以鼓勵學生探索新的證明方法或發現新的幾何性質.為了促進遷移應用與創新，教師需要設計具有開放性和綜合性的問題情境.這些問題不應局限于教材中的常規題型，而是要貼近生活實際、富有挑戰性，能夠激發學生的探索欲望.同時，教師需要給予學生充分的自主探究空間，以鼓勵學生大膽嘗試、勇于創新.

三、基于深度學習的高中數學單元整體教學策略

下文以人教A版高中數學必修第二冊“立體幾何初步”單元整體教學實踐為例.

（一）明確教學目標，聚焦核心素養

明確教學目標是教學活動的出發點和歸宿.在單元整體教學中，教師需要擺脫傳統的以知識點為導向的單一目標設定，而是從宏觀的角度審視整個單元的知識體系和教育價值，制訂出全面、系統且具有層次的教學目標.這些目標不僅要涵蓋數學知識和技能的掌握，更要關注學生在數學思維、數學方法、數學態度等方面的發展.

例如，在“立體幾何初步”單元整體教學中，教師可以聚焦核心素養，設立該單元整體教學目標如下：

1.知識與技能目標

該目標要求學生理解空間幾何體的結構特征，能畫出簡單空間圖形（長方體、球、圓柱、圓錐、棱柱等）的直觀圖；掌握柱、錐、臺、球的表面積和體積的計算公式，并能運用公式解決簡單的實際問題；理解空間點、直線、平面的位置關系，能用數學語言表述有關平行、垂直的判定與性質定理，并能運用定理證明簡單的空間位置關系.

2.過程與方法目標

該目標要求通過對空間幾何體的觀察、分析和抽象概括，培養學生的空間想象能力和數學抽象能力；經歷空間直線、平面位置關系的探究過程，培養學生的邏輯推理能力和直觀想象能力；在解決立體幾何問題的過程中，引導學生運用轉化與化歸數學思想，將空間問題轉化為平面問題，培養學生的數學思維能力.

3.情感態度與價值觀目標

該目標要求讓學生感受立體幾何在生活中的廣泛應用，體會數學與實際生活的緊密聯系，激發學生學習數學的興趣；通過合作探究學習，培養學生的團隊協作精神和創新意識，提高學生學習數學的自信心.

如此，通過明確這些聚焦核心素養的教學目標，并在教學過程中有針對性地加以落實，能夠有效提升學生在“立體幾何初步”這一單元的學習效果，促進其數學核心素養的全面發展.

（二）整合教學內容，構建知識體系

整合教學內容是打破傳統單元中分散、孤立的課時呈現方式.其以單元整體為框架，將相關的數學知識、概念、方法和應用進行有機融合.這種整合并非簡單的拼湊，而是基于數學知識的內在邏輯和學生的認知規律，對教學內容進行深度梳理和重新編排.因此，通過整合，能夠凸顯知識之間的關聯和層次結構，幫助學生建立起一個條理清晰、邏輯嚴密的數學知識框架，由此形成完整的知識體系，幫助學生形成系統的思維方式.

例如，在“立體幾何初步”單元整體教學實踐中，教師可以對教學內容進行如下整合，以幫助學生構建起清晰的知識體系：

首先，從常見的簡單幾何體如長方體、正方體、圓柱、圓錐、棱柱、棱錐、球等入手，讓學生通過觀察、分析，理解它們的定義、組成元素及結構特征.其次，重點整合空間幾何體的直觀圖和三視圖，讓學生掌握如何將空間圖形用平面圖形準確地表示出來，培養學生的空間想象能力和圖形轉換能力；將點、直線、平面之間的位置關系進行系統整合，并通過定理的推導、證明和應用，使學生深刻理解空間中位置關系的本質和規律；在體積和表面積的計算方面，將常見幾何體如柱體、錐體、臺體和球體的體積及表面積公式進行整合，引導學生推導和理解公式的由來，并通過實際問題的解決，強化對公式的應用.再次，為了幫助學生構建知識體系，在教學過程中，教師可以以空間幾何體的結構特征為起點，逐步引入直觀圖和三視圖，讓學生在腦海中建立起空間圖形的表象，然后深入探討點、線、面的位置關系，使學生從直觀感知上升到邏輯推理.最后，引導學生通過體積和表面積的計算，將所學知識應用到實際問題中，形成一個完整的知識閉環.

如此，通過整合教學內容和引導構建知識體系，能夠幫助學生清晰把握“立體幾何初步”這一單元的知識脈絡，從而形成系統的空間思維，為進一步學習立體幾何打下堅實的基礎.

（三）設立任務驅動，引導深度探究

任務驅動教學法以明確的任務為導向，讓學生在完成任務的過程中主動獲取知識、培養能力.在單元整體教學中，精心設計的任務能夠貫穿整個教學過程，使學生始終保持高度的注意力和強烈的求知欲.這些任務應當具有挑戰性和啟發性，既能夠與單元整體的教學目標緊密結合，又能夠貼近學生的實際生活和認知水平.

例如，在“立體幾何初步”單元整體教學實踐中，教師可以設立以下探究性任務：

1.觀察生活中的立體幾何物體.即要求學生觀察并記錄至少5種常見的立體幾何物體，如建筑物、家具、包裝盒等，描述它們的形狀和結構特征.

2.繪制簡單立體圖形的直觀圖.即給定一些簡單的立體圖形，如正方體、長方體、圓柱等，讓學生根據觀察和想象繪制出它們的直觀圖.

3.探究空間直線與直線的位置關系.即引導學生通過模型或實例，分析空間中兩條直線的平行、相交、異面關系，并總結判定方法.

4.研究直線與平面的平行關系.即讓學生通過實驗或實例，探索直線與平面平行的判定條件，并進行證明.

5.解決空間幾何體的表面積與體積計算問題.即給出不同形狀的空間幾何體，要求學生計算其表面積和體積，解決實際應用題.

6.構建立體幾何知識體系思維導圖.即學生自主梳理整個“立體幾何初步”單元的知識點，構建知識體系的思維導圖.

如此，通過一系列相互關聯、承上啟下、由淺至深的學習任務，能夠有效地引導和促進學生在“立體幾何初步”這一單元的深度學習，使得學生在完成的過程中，不斷挑戰自我，從而逐步提高數學思維能力和解決問題的能力.

（四）完善教學評價，推動持續發展

完善的教學評價體系應當具有全面性、多元化和動態性的特點.全面性意味著評價不僅要關注學生的知識掌握程度，還要涵蓋學生的思維能力、問題解決能力、創新能力及情感態度等方面.多元化則體現在評價方式的多樣性，包括形成性評價、總結性評價、過程性評價等，以及評價主體的多元化，如教師評價、學生自評、學生互評等.動態性要求評價能夠及時反映學生在學習過程中的變化和進步，為教學調整提供實時依據.由此，完善的評價機制能夠為教學提供有力的支持和引導，推動學生的持續發展，實現教育教學的整體目標.

例如，在“立體幾何初步”單元整體教學中，教師可以設立形成性評價.如在每節課的教學過程中，設置多個有梯度的問題，包括概念理解、定理推導、簡單應用等，觀察學生的即時反應和回答情況，了解學生對新知識的接受程度和思維過程等.教師也可以設立總結性評價.如布置“設計一個具有獨特幾何結構的建筑模型”的項目任務，學生以小組為單位提交成果.從模型的創新性、幾何原理的應用準確性、制作工藝等方面進行評估.此外，教師還可以設立學生自評、互評.如讓學生在每個學習階段結束后填寫自我評價表，包括對自己在知識掌握、學習方法、問題解決能力等方面的評價，以及對下一階段學習的目標設定，或組織學生進行小組互評，讓同組學生相互評價在小組討論和項目合作中的表現，如團隊協作能力、貢獻度等.

如此，通過完善教學評價體系，能夠輔助教師更全面、準確地了解學生在“立體幾何初步”單元整體學習中的真實情況，從而及時調整教學策略，為學生提供個性化的指導，促進學生在數學學習中的持續發展.

結 語

綜上所述，基于深度學習的高中數學單元整體教學的構建與實踐，有利于提高學生的自主能力、強化學生的思維品質，以及提升學生的綜合素養，能夠為學生的數學學習和未來發展奠定堅實的基礎.在教學實踐中，教師可以按照一定的路徑與順序，從精心規劃與準備，到引導探究與互動，再到反思總結與鞏固，以及遷移應用與創新，以此形成一個完整且有效的教學流程.在具體的教學活動中，教師可以通過明確教學目標、整合教學內容、設立任務驅動、設計多樣活動及完善教學評價，全方位地保障教學的質量和效果.隨著教育改革的不斷深入，教師需要不斷完善和發展教學方式，從而為高中數學教育帶來新的活力和突破，為培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才發揮更大的作用.

【參考文獻】

[1]湯水秋.高中數學大單元教學設計策略研究[J].高考，2024（15）：37-39.

[2]舒海燕.核心素養導向下的高中數學大單元教學探索[J].山東教育，2024（14）：42-43.

[3]洪榕波.基于深度學習的高中數學大單元教學實踐[J].家長，2024（8）：41-43.

[4]虎玉梅.基于深度學習視域下高中數學大單元教學的實踐策略[J].家長，2023（30）：131-134.

[5]于海存，王紅芳.中學數學大單元教學中驅動性問題的設計[J].天津教育，2023（16）：37-38.