深度學(xué)習(xí)視域下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)策略探究

深度學(xué)習(xí)視域下的數(shù)學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化重構(gòu)與思維縱深發(fā)展，當(dāng)前初中數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在三大困境：知識(shí)點(diǎn)孤立，導(dǎo)致學(xué)生遷移能力薄弱；解題過程機(jī)械化，制約學(xué)生思維深度；評(píng)價(jià)維度單一，弱化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).本文基于建構(gòu)主義理論，提出系統(tǒng)科學(xué)的策略，幫助教師突破傳統(tǒng)教學(xué)局限，助力學(xué)生的深度學(xué)習(xí).

1問題導(dǎo)向，激活學(xué)生思維

問題導(dǎo)向教學(xué)可構(gòu)建認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生探究動(dòng)力，其核心在于創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化問題鏈.教師需遵循最近發(fā)展區(qū)原則，將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為層次遞進(jìn)的問題序列，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析條件、建立模型的全過程，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí).階梯式問題鏈應(yīng)包含基礎(chǔ)性問題 + 進(jìn)階式問題 + 挑戰(zhàn)性問題三個(gè)層級(jí)，形成由具體到抽象、由單一到復(fù)合的思維進(jìn)階通道1.在解決問題過程中，教師要注意滲透數(shù)學(xué)建模思想，創(chuàng)設(shè)生活化情境，幫助學(xué)生降低認(rèn)知負(fù)荷，并借助可視化工具促進(jìn)學(xué)生形成空間觀念，還需建立即時(shí)反饋機(jī)制，捕捉學(xué)生思維軌跡，適時(shí)調(diào)整問題難度與呈現(xiàn)方式.

例如以“利用三角函數(shù)測高”教學(xué)為例，教師可以設(shè)計(jì)校園旗桿高度測量項(xiàng)目.課堂伊始，教師給出基礎(chǔ)問題：給定測角儀讀數(shù)為 32^° （給定 tan32^°=0.625），測量者與旗桿水平距離12米，請(qǐng)計(jì)算旗桿的理論高度.學(xué)生運(yùn)用正切公式求得 h=12× tan32^° ，體會(huì)直角三角形邊角關(guān)系.之后教師引入進(jìn)階問題：實(shí)地測量時(shí)發(fā)現(xiàn)地面存在 3^° 傾斜角，請(qǐng)問如何修正原有模型？教師引導(dǎo)學(xué)生繪制示意圖，建立雙直角三角形疊加模型，推導(dǎo)修正公式 h=12× tan32^°×cos3^° （給定 cos3^°=0.999? .接下來教師提出難度較高的挑戰(zhàn)性問題：當(dāng)測量點(diǎn)與旗桿基底存在高程差時(shí)，如何構(gòu)建三維測量模型？教師為學(xué)生提供校園地形圖，要求其綜合運(yùn)用正弦定理與余弦定理解決復(fù)合空間問題.以上各階段均設(shè)置測量誤差分析環(huán)節(jié)，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)比理論值與實(shí)際測量值，引導(dǎo)其分析誤差來源，深化學(xué)生對(duì)三角函數(shù)應(yīng)用條件的理解.教師還要設(shè)置三次思維檢查點(diǎn)，首次檢查學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確套用公式，第二次關(guān)注學(xué)生能否修正模型，第三次考查學(xué)生空間轉(zhuǎn)化能力，要求其根據(jù)各節(jié)點(diǎn)完成度動(dòng)態(tài)補(bǔ)充輔助問題

2分層設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)跟蹤進(jìn)度

分層教學(xué)的本質(zhì)是根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)搭建有差異的認(rèn)知支架，教師需以系統(tǒng)的學(xué)情診斷結(jié)果為基礎(chǔ)，遵循課程標(biāo)準(zhǔn)梳理知識(shí)圖譜，劃分基礎(chǔ)、發(fā)展、拓展三級(jí)目標(biāo)，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)模仿練習(xí)、變式訓(xùn)練、綜合應(yīng)用三類任務(wù)[2].課前教師應(yīng)當(dāng)布置診斷性測試，識(shí)別學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)，課中運(yùn)用形成性評(píng)價(jià)監(jiān)測學(xué)生的思維軌跡，課后借助補(bǔ)償性練習(xí)幫助學(xué)生鞏固薄弱環(huán)節(jié).需注意的是，分層不是靜態(tài)分組而是動(dòng)態(tài)調(diào)整，教師需建立診斷一干預(yù)一再診斷的循環(huán)機(jī)制，重點(diǎn)突破概念聯(lián)結(jié)障礙與策略遷移困難，設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，要保證各層次間的邏輯關(guān)聯(lián)，確保學(xué)生能在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)認(rèn)知躍遷，使每個(gè)層級(jí)的學(xué)生都能在能力范圍內(nèi)做到深度學(xué)習(xí).

例如在\"二次函數(shù)的應(yīng)用”教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)分層探究任務(wù)，基礎(chǔ)層任務(wù)要求學(xué)生根據(jù)給定拋物線圖象確定頂點(diǎn)坐標(biāo)與對(duì)稱軸，完成3道利潤最大化基礎(chǔ)應(yīng)用題，如已知日銷售量與單價(jià)關(guān)系為y=-2x+120 ，建立利潤函數(shù)并求最大值.發(fā)展層任務(wù)中，教師可以提供未標(biāo)注坐標(biāo)系的拋物線圖，要求自主建立坐標(biāo)系后解決橋梁拱高問題：已知橋跨距60米，離橋墩15米處需預(yù)留8米通航高度，求拋物線解析式.拓展層任務(wù)則可為學(xué)生提出挑戰(zhàn)：要求學(xué)生設(shè)計(jì)符合多項(xiàng)約束條件的拋物線型隧道，隧道寬24米，中心線處高度不低于6米，距中心12米處高度不低于4.5米，求滿足條件的所有二次函數(shù)解析式范圍.教師應(yīng)當(dāng)為各層任務(wù)均設(shè)置核心問題鏈與輔助問題包，在課堂上及時(shí)巡視，采集學(xué)生使用的典型解法，利用實(shí)物投影對(duì)比展示不同策略，當(dāng) 75% 學(xué)生完成當(dāng)前層任務(wù)時(shí)發(fā)布普級(jí)挑戰(zhàn)題.對(duì)于持續(xù)滯后的學(xué)生，教師應(yīng)當(dāng)提供分步動(dòng)畫演示工具，將抽象的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為可視化的動(dòng)態(tài)過程，幫助其更好地理解進(jìn)而追趕進(jìn)度.

3具象轉(zhuǎn)化，突破抽象限制

學(xué)生要深入理解數(shù)學(xué)抽象概念，需要經(jīng)歷從具體經(jīng)驗(yàn)到符號(hào)表征的轉(zhuǎn)化過程.具象轉(zhuǎn)化策略強(qiáng)調(diào)借助可操作的實(shí)體活動(dòng)幫助學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知橋梁，將抽象的數(shù)學(xué)原理與具體的現(xiàn)實(shí)世界建立實(shí)質(zhì)性關(guān)聯(lián).實(shí)施過程中，教師需遵循觀察現(xiàn)象一歸納規(guī)律一建構(gòu)模型的認(rèn)知路徑，借助動(dòng)態(tài)演示工具呈現(xiàn)概念演變的全息圖景，使用參數(shù)幫助學(xué)生直觀探索交互變量關(guān)系.教師應(yīng)精選具有強(qiáng)表征力的現(xiàn)實(shí)原型，設(shè)計(jì)可重復(fù)操作的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)采集與分析中自然形成數(shù)學(xué)猜想，再通過系統(tǒng)驗(yàn)證將經(jīng)驗(yàn)感知升華為理性認(rèn)知，增加學(xué)習(xí)深度.在此過程中，動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)可發(fā)揮巨大作用，能幫助教師定格關(guān)鍵變化節(jié)點(diǎn)，又能加速量變到質(zhì)變的認(rèn)知飛躍，尤其適用于處理隨機(jī)現(xiàn)象、動(dòng)態(tài)變化等較為抽象的問題[3].

例如在\"用頻率估計(jì)概率”教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)硬幣拋擲實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).課前教師需要準(zhǔn)備標(biāo)有刻度的概率統(tǒng)計(jì)模板，設(shè)置希沃白板數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果.初始環(huán)節(jié)教師要求學(xué)生開展10次拋擲實(shí)驗(yàn)，各組記錄正面朝上次數(shù)并上傳至白板，生成頻率折線圖呈現(xiàn)分散數(shù)據(jù)點(diǎn)；之后繼續(xù)

追加實(shí)驗(yàn)至50次，觀察折線波動(dòng)幅度逐漸減小現(xiàn)象，同步疊加理論概率0.5的基準(zhǔn)線.當(dāng)實(shí)驗(yàn)次數(shù)累積到200次時(shí)，教師可以調(diào)出動(dòng)態(tài)軌跡回放功能，清晰展示頻率值在 0.45～0.55 區(qū)間收斂的過程.接著教師可以引入不規(guī)則多邊形轉(zhuǎn)盤實(shí)驗(yàn)，在白板預(yù)設(shè)角度可調(diào)的扇形區(qū)域，學(xué)生分組設(shè)計(jì)紅藍(lán)區(qū)域占比為 3：7 的轉(zhuǎn)盤，使用觸控筆連續(xù)旋轉(zhuǎn)100次，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)際停駐次數(shù).教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)比實(shí)測數(shù)據(jù)與理論概率，發(fā)現(xiàn)某組數(shù)據(jù)存在顯著偏差，引導(dǎo)學(xué)生檢查轉(zhuǎn)盤軸心是否偏移、推動(dòng)力度是否均勻等干擾因素.修正實(shí)驗(yàn)方案后，教師可以組織二次數(shù)據(jù)采集，對(duì)比兩次結(jié)果的分布差異.最后，教師在此基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)抽獎(jiǎng)概率優(yōu)化問題：已知某轉(zhuǎn)盤游戲獲獎(jiǎng)概率理論值為 ，300次試驗(yàn)中獲獎(jiǎng)51次，判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常.教師可以為學(xué)生提供概率分布模擬器，輸入不同試驗(yàn)次數(shù)與成功次數(shù)，動(dòng)態(tài)生成正態(tài)分布曲線，幫助學(xué)生深刻理解用頻率估計(jì)概率的方法.

4錯(cuò)例重構(gòu)，深度辨析錯(cuò)因

分析錯(cuò)誤是完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)、助力深度學(xué)習(xí)的重要契機(jī)，其價(jià)值不僅在于糾正偏差，更在于借助錯(cuò)誤溯因重建思維邏輯.教師想要有效實(shí)施錯(cuò)例重構(gòu)，需把握三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：篩選典型錯(cuò)誤樣本，樣本要全面覆蓋概念誤解、運(yùn)算疏失、策略失當(dāng)?shù)阮愋?；錯(cuò)誤歸因過程要引導(dǎo)學(xué)生追溯至知識(shí)鏈斷裂點(diǎn)；設(shè)計(jì)變式訓(xùn)練需保持與原題的認(rèn)知關(guān)聯(lián)，同時(shí)改變干擾因素.教師可以并置正確解法與典型錯(cuò)例，凸顯思維路徑差異.此外，教師還需建立錯(cuò)誤案例的動(dòng)態(tài)資源庫，按照知識(shí)模塊、錯(cuò)誤類型、難度層級(jí)進(jìn)行分類標(biāo)注，形成螺旋上升的糾錯(cuò)訓(xùn)練體系.

例如在\"用配方法解一元二次方程”教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)收集整理三類典型錯(cuò)誤：常數(shù)項(xiàng)移項(xiàng)時(shí)符號(hào)錯(cuò)誤、配方過程中系數(shù)處理不當(dāng)、開平方運(yùn)算漏解.課堂上，教師可以使用希沃白板多屏展示功能，左側(cè)呈現(xiàn)正確解題步驟，右側(cè)并列三種錯(cuò)誤解法.以方程 2x²-8x+3=0 為例，第一份錯(cuò)例顯示一3未改變符號(hào)直接移至等式右邊，導(dǎo)致后續(xù)配方錯(cuò)誤；第二份錯(cuò)例在配方時(shí)將 x² 系數(shù)2提至括號(hào)外時(shí)遺漏 后直接寫解，未處理 ± 符號(hào).組織小組討論時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)要求對(duì)比各錯(cuò)例與原題的差異點(diǎn)，標(biāo)記出第一個(gè)出現(xiàn)偏差的步驟.針對(duì)配方系數(shù)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)變式訓(xùn)練，將原方程改為 3x²-12x+5=0 ，預(yù)設(shè)兩種配方過程—正確解法為 3（x²-4x）+5=0 ，錯(cuò)誤解法為3（x²-4x+4）+5=0 ，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)未平衡常數(shù)項(xiàng)變化導(dǎo)致的錯(cuò)誤.對(duì)于開平方漏解問題，教師可以將方程改編為 4（x-1）²=9 ，要求學(xué)生同時(shí)寫出直接開平方與展開后求解兩種方法，比較不同路徑的解集完整性.在鞏固環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)提供包含三個(gè)錯(cuò)例的混合解題過程，要求學(xué)生使用白板批注工具標(biāo)注錯(cuò)誤點(diǎn)并修正，最后生成解題流程圖，強(qiáng)調(diào)移項(xiàng)一化1—配方—開方—求解這一解題的標(biāo)準(zhǔn)步驟，并提供另外的練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固練習(xí).

5項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，聯(lián)結(jié)生活實(shí)踐

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可利用真實(shí)問題解決促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化發(fā)展，其關(guān)鍵在于構(gòu)建具有完整問題鏈的實(shí)踐任務(wù)，助力學(xué)生深度學(xué)習(xí).教師在實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法時(shí)，需把握三個(gè)維度，即保證任務(wù)情境真實(shí)，所有情境都應(yīng)包含明確的需求背景與技術(shù)約束；整合知識(shí)時(shí)，需覆蓋多個(gè)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)；探究路徑中，要體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)思維中的設(shè)想一驗(yàn)證一優(yōu)化循環(huán).教師應(yīng)設(shè)計(jì)完整的項(xiàng)目流程，包含設(shè)計(jì)方案、制作工具（比如調(diào)查問卷／訪談提綱/繪制示意圖等）、采集數(shù)據(jù)、分析誤差等環(huán)節(jié)的完整項(xiàng)目流程，使數(shù)學(xué)原理成為解決實(shí)際問題的必要工具而非孤立的知識(shí)點(diǎn).教師設(shè)置任務(wù)難度時(shí)，需兼顧學(xué)生的基礎(chǔ)技能應(yīng)用與創(chuàng)新思維發(fā)展，在保障核心知識(shí)落實(shí)的前提下，預(yù)留參數(shù)調(diào)整與策略優(yōu)化的彈性空間.

例如在學(xué)習(xí)相似三角形的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，教師可以組織測量校園雕塑高度項(xiàng)目，整合相似三角形判定、性質(zhì)與應(yīng)用三大知識(shí)模塊.教師先為學(xué)生準(zhǔn)備測高工具包含卷尺、標(biāo)桿、平面鏡、量角器等基礎(chǔ)器材，劃定校園內(nèi)不同位置的待測雕塑.初始任務(wù)要求學(xué)生設(shè)計(jì)三種測量方案，例如影子比例法、鏡面反射法、自制測距儀法，每種方案需明確相似三角形判定依據(jù).實(shí)施影子比例法過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生選擇正午時(shí)分測量雕塑影長2.8米，同時(shí)測得1米標(biāo)桿影長0.4米.根據(jù)相似三角形性質(zhì)建立比例式，計(jì)算雕塑高度 米.應(yīng)用鏡面反射法，教師則要告知學(xué)生先在平地放置平面鏡，調(diào)整觀測位置使鏡中恰能看見雕塑頂端，測量鏡面到雕塑基底距離8米、到觀測點(diǎn)距離1.6米，結(jié)合學(xué)生眼部高度1.5米，運(yùn)用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例得 h=1.5× 米.兩種方法產(chǎn)生結(jié)果差異，引發(fā)誤差分析需求，此時(shí)教師需要引導(dǎo)學(xué)生檢查地面平整度、影子端點(diǎn)定位精度等因素.進(jìn)階任務(wù)設(shè)計(jì)中，教師可以為學(xué)生提供簡易的可調(diào)節(jié)式測距儀示意圖，要求其用硬紙板制作包含兩個(gè)觀察孔的簡易裝置，固定兩孔間距15厘米，通過旋轉(zhuǎn)標(biāo)尺板改變視線夾角，建立相似三角形模型推導(dǎo)公式：待測高度 基線長度× 標(biāo)尺讀數(shù)／裝置常數(shù).在學(xué)生成功使用該裝置測量雕像高度后，教師可以要求學(xué)生分組測量教學(xué)樓外墻高度，將測得數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)值對(duì)比，誤差超過5% 的小組需重新標(biāo)定裝置常數(shù).最終教師可以創(chuàng)設(shè)古塔測高問題：有一座底部不可達(dá)的六邊形塔樓，僅能測得塔頂兩個(gè)觀測角分別為 32^° 和 28^° ，兩觀測點(diǎn)間距50米.教師要求學(xué)生綜合運(yùn)用相似三角形判定定理與解三角形知識(shí)，構(gòu)建多層相似模型求解塔高，并分析不同測量方案的可行性，評(píng)選最優(yōu)策略.

6結(jié)語

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，基于智能技術(shù)的深度學(xué)習(xí)將成為初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的必由之路.未來教師需進(jìn)一步探索認(rèn)知負(fù)荷調(diào)控機(jī)制，在保證學(xué)生思維深度的同時(shí)，幫助其提升學(xué)習(xí)效能，落實(shí)核心素養(yǎng)要求，培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才.

參考文獻(xiàn)：

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