信息技術支持下高中數學深度學習的研究與實踐

《普通高中數學課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，注重信息技術與數學課程的深度融合，提高教學的實效性。在信息技術的支持下，教師通過構建智慧課堂，促進學生開展深度學習。但是，信息技術要與教學內容、教學過程深度融合，才能在激發學習興趣、支持知識建構、發展高階思維等方面發揮作用，并促進學生的深度學習。故而，下文將結合高中數學課堂教學的具體課例，深入研究并展開論述利用信息技術構建高中數學深度學習的實踐路徑。

一、信息技術在高中數學教學中的應用意義

（一）引導學生主動探究

深度學習指的是教師引導學生深人分析知識，理解其深層含義，并主動探索問題。利用信息技術推動學生主動構建知識、訓練思維和提升素養[1\"，教師的教學方法也隨之改變。教師借助信息技術創新教學設計，創建吸引學生的探究活動，調動他們的學習熱情，從而幫助學生從表層學習過渡到深度學習。在學生自主探究新知期間，信息技術工具及資源能夠指引學生開拓視野和思路，使他們沉浸式體驗發現問題、提出問題、分析問題、解決問題等學習環節中的樂趣，同時發展學生的數學學科核心素養和綜合能力，讓他們收獲數學學習的成就感和自信心。

（二）推動深度學習進程

信息技術與高中數學教學的緊密結合，體現在將公式、定理、概念、圖形、音頻、視頻等資源生動、直觀地呈現，并成為教學設計優化的關鍵方向。在直觀化、信息化、智能化的課堂氛圍中，學生能迅速把握數量關系、理解概念的核心與差異，進而完成數學知識體系的融合、轉變，不斷促進學生的深度學習發展[2。在學生開展深度學習期間，信息技術工具及資源能夠及時發現學生潛在的邏輯謬誤或思維盲點，引領學生掃清學習中遇到的障礙和問題，讓他們迅速突破對數學知識的淺層認知，同時助推學生數學思維能力、問題解決能力的發展。

二、信息技術支持下的高中數學深度學習路徑

（一）科學制作導學微課，引導精準學習

在高中數學課堂中，微課能夠幫助學生高效完成預習任務，也能幫助他們逐個突破學習重點和難點，同時根據學生的個性化學習需求，引領他們拓展課后復習的深度和廣度。根據微課的多重應用優勢，高中數學教師要科學設計和制作導學微課，引導學生精準學習，這也是學生開展深度學習的重要前提。在教學過程中，教師要時刻關注學生的實際學習需求，量入為出地應用微課資源，讓學生自覺完成預習任務，使他們能夠深層次領會學習重點和難點的應用價值，這也是促進他們數學核心素養發展的關鍵步驟。

在設計和制作微課階段，教師要按照學生的認知發展規律，通過微課資源串聯一系列導學“線索”，引導學生精準學習數學課程內容和重難知識點。根據不同課型，數學教師可以選擇Camtasia軟件的多樣化微課制作模板，同時運用視頻錄制功能和編輯功能，向學生直觀展示生動、直觀的視覺畫面，用于吸引學生的注意力，全面調動他們探究數學知識的積極性。在備課期間，教師要全面收集學生的學情數據，合理設置微課資源中的畫中畫效果，在適當的時機添加交互式元素，如隨堂測驗、調查問卷鏈接、標注或彈幕等，讓學生自覺參與課堂互動環節。在5-10分鐘微課制作完畢后，教師要按照適合學生的節奏播放/暫停微課，再通過插入特效、轉場效果等方式豐富學生的觀看體驗。最后教師要選擇合適的時機發布微課資源，向不同層次的學生推薦微課資源，并根據學生的瞬時記憶、短期記憶和長期記憶特點，讓他們合理安排時間下載、觀看微課資源。

在數學課堂上，教師要選擇合適的時機播放微課視頻，或者線上指導學生觀看微課，給予學生自主預習和新知探究的自主權、選擇權。在學生觀看導學微課期間，教師要密切關注他們的觀看時長、暫停次數，引導他們精準學習課程內容和重難知識點，同時支持他們隨時提問，為他們答疑解惑。考慮到不同層次學生的微課觀看效果存在差異，是以教師要根據學生的實際需求，幫助他們開展深度學習和精準學習，向他們推薦個性化的學習素材包。在全體學生觀看微課完畢后，教師要全面征集學生的觀看意見，讓他們輪流分享學習收獲和真實感受，作為調整微課資源設計和制作方式的參考依據。另外教師也要關注學生能否通過觀看導學微課資源產生新知探究和深度學習的興趣，這關乎微課資源的實際應用效果。

（二）科學組織探究活動，開展深度學習

在高中數學課堂中，教師要善于應用信息技術組織多樣化的探究性學習活動，鼓勵學生從不同角度開展深度學習和探究。相較于傳統課堂的教學模式，信息技術支持下的探究性學習活動普遍受到高中生的歡迎和青睞。究其原因，應用信息技術能夠幫助學生突破學習障礙，使他們在自主探究、合作探究期間打破思維定式，鼓勵學生靈活應用所學知識和方法解決實際問題，有效助力學生數學核心素養和綜合能力的全面發展。

1.自主探究活動

在自主探究活動中，學生作為數學學習的主體，他們對所學內容的理解和掌握程度是決定課堂教學質量的關鍵因素。在組織自主探究活動期間，高中數學教師要尊重學生的主體地位，扮演好引導者、活動組織者的角色，同時也讓學生成為掌握學習主動權的學習者、探究者。

教師可以利用信息化教學平臺監控學生的自主探究時長，指導個別學生圍繞具體知識內容開展深度思考和探究，鼓勵他們通過深度學習突破對數學知識的淺層理解。學生可以靈活調用學習平臺上的素材資源，依托問題情境或驅動性任務開展深度學習。在學生開展深度學習時，教師要密切關注他們能否建立新舊知識之間的聯系，引導他們“溫故知新”，讓學生認識到數學知識并不是孤立存在的，而是相互關聯的。在信息化平臺的監控下，教師能夠精準掌握學生的自主探究情況，初步了解他們在重難知識點理解和運用過程中存在的偏差或問題，給予針對性指導。同時，教師要鼓勵學生分享自主探究經驗和收獲，引導他們提出問題，借助信息化平臺的自由發言功能，讓全體學生積極參與問題研究或答疑解惑，鼓勵學生相互檢驗數學知識的理解和掌握情況，持續完善自身數學知識體系，提升自身自主學習能力。根據學生的自主探究進度，教師可以大致推測出他們的課堂學習效率，再向他們推薦個性化的數學學習資源，如隨堂練習題、變式訓練題等，讓他們內化、鞏固所學知識和技能方法，這有助于提高學生的自主學習能力。

2.合作探究活動

為了降低學生的探究難度，同時也促進學生之間的互動交流，教師應適時組織合作探究活動，指導學生尊重并傾聽他人的想法，共同促進他們深度學習的開展。在合作探究活動中，教師可以為各組學生精心設計一些合作探究任務，讓學生在小組內部充分探討和溝通交流，共同得出較為合理的解決方案或實施建議。在組織合作探究活動期間，教師要引導學生求同存異、互相借鑒，盡可能發揮出集體的智慧和力量，使他們意識到團隊合作的重要性。

在合作探究活動中，教師可以通過學習通或騰訊課堂平臺發布小組合作的探究任務，讓學生分組觀看任務簡介視頻、任務清單，鼓勵他們運用已學知識和經驗遷移解決較為復雜的數學問題。首先，教師要指導各組學生明確任務背景和標準要求，讓他們通過組內討論和溝通交流分配職責和任務。在各組學生的合作探究期間，教師要選擇合適的時機提供資源支持和個性化輔導，避免喧賓奪主影響到學生的深度學習效果。若組內存在爭議或不同意見，教師要為這組學生開啟線上自由發言的權限，讓其他小組從中汲取經驗，參考借鑒有效的溝通交流方法和技巧。考慮到各小組學生的知識接受能力和問題解決能力存在差異，是以教師要鼓勵進度稍快的學習小組定期分享經驗和收獲，同時鼓勵進度稍慢的學習小組繼續努力。在線上和線下同步開展探究性學習活動期間，各組學生需要聚焦存在疑點的數學問題，嘗試使用不同的思考角度和解決方案，共同探索構建數學模型刻畫現實世界的通用方法。在合作探究期間，教師要指導各組學生利用軟件的錄音、視頻錄制功能、智能轉文字功能，全程記錄每次組內討論和交流過程，同時提交合作探究任務的完成進度和階段性成果。在合作探究結束后，教師可以引導各組學生按照發現問題-分析問題-解決問題的順序，分類整理探究成果和經驗收獲，再讓各組選派一名代表展示成果，接受其他小組的質疑和點評。而在信息化平臺上，教師可以全程監控合作探究活動的實施過程，為點評學生的深度學習質量提供參考。

（三）科學拓展實踐項目，促進知識遷移

在高中數學教學中，教師要科學拓展實踐項目，發揮學生的主體作用，促進學生對所學內容的遷移和應用。然而不同層次學生的數學思維能力仍然存在較為明顯的差異，是以教師要給予學生參與項目實踐的選擇權。針對基礎薄弱的學生，教師可以向他們推薦一些鞏固基礎、探究知識本質的實踐項目任務。而對于基礎牢固的部分學生，教師則可以向他們推薦一些綜合性、富有挑戰性的項目實踐任務，鼓勵他們發散思維，盡可能多地提出不同的解決方案。

教師可以通過maple軟件布置拓展課外的項目化實踐任務，幫助學生突破對數學知識的淺層理解，指引學生關注數學知識的遷移應用和規律總結過程。在Maple軟件平臺上，教師既可以指導學生復現教材中的數學公式，加深他們對抽象數學概念、公式定理的理解和記憶，又可以指導學生設計編程算法，使他們通過技術實踐實現深度學習和知識遷移。在布置項目化實踐任務后，教師要密切關注學生能否將復雜的數學計算和數據分析任務，分解為多個簡單的計算和分析任務，考查學生對轉化思想、數形結合思想方法的理解和掌握情況。在學生參與項目實踐期間，他們要精準提煉任務中的關鍵信息，排除無關項或條件的干擾。若學生的實踐進度較快，教師可以引導這部分學生分享經驗、思路或方法，據此帶動其他進度稍慢的學生。在全體學生完成實踐項自后，教師要及時點評他們的優異表現，同時鼓勵他們繼續挑戰下一項任務，讓他們盡可能多地提出問題和解決方案，使他們持續完善自我認知和數學知識體系。

（四）科學完善教學評價，助力素養發展

在高中數學教學中，教師要客觀評估學生的深度學習開展情況，這也是持續完善課堂教學模式的有效手段。

借助信息技術工具，教師既可以實施過程性評價和終結性評價，也能夠發揮學生的評價主體作用，助力他們核心素養的全面發展。在全面、多元化的教學評價體系中，教師要重構教學評價標準和評價任務，讓學生參與自評、互評活動，使他們客觀反思和總結自己在數學學習中的優勢和不足。

教師可以使用CSMS智慧課堂評價軟件，實時收集學生的課堂表現數據，如問答參與度、隨堂測驗正確率等，授權生成一份個性化的深度學習報告，助力學生數學核心素養的全面發展。在使用評價軟件期間，教師要適時切換過程性評價、表現性評價和終結性評價模式，讓全體學生直觀了解每堂課的深度學習情況，同時指導學生繪制雷達圖，評估他們某一學習階段內的核心素養發展情況。在持續完善教學評價體系期間，教師也要密切關注學生的反饋意見，鼓勵不同層次學生通過反思和總結深度學習過程，使他們深刻理解和掌握數學核心素養的形成途徑。在實時評估學生課堂學習表現的同時，教師也要引導學生通過隨堂測驗或作業完成評價任務，讓學生通過自我評價、同伴互評和師生互評逐漸完善自我認知和學習認知。在智能評價工具的支持下，教師既可以挖掘學生的真實學習需求和潛能，又可以適應學生的認知和思維發展規律，向他們推薦個性化的學習任務、學習資源，這有助于推動學生核心素養的全面發展。

三、結束語

總而言之，現代信息技術與高中數學教學的深度融合，能有效促進高中生開展深度學習。在具體教學實踐中，教師可以通過制作微課、組織探究活動、拓展實踐項目等方式，引導學生開展精準學習和深度學習，全力促進學生對所學知識的遷移和應用。另外教師要持續完善教學評價體系，突顯核心素養和深度學習的導向作用，助力學生數學核心素養的全面發展。

作者單位：高喜明甘肅省靜寧縣第一中學

參考文獻

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