深度学习视域下高中数学教学优化策略研究

【摘要】随着高中数学教育工作步入核心素养时代，更加强调学生必备品格与能力的发展，教师需要带领学生由浅表的认知学习，走向调动高阶思维的深度学习，引导学生将知识不断创新迁移。基于此，本文分析了深度学习的概念和优势，梳理了当前高中数学教学中存在的问题，在此基础上从教学目标制定、数学文化渗透、教学情境创设、引导自主探究、解决实际问题以及完善教学评价等方面提出了策略，以期推动数学教育工作的创新发展，引导学生走向深度学习。

【关键词】深度学习  高中数学  核心素养  教学策略

【中图分类号】G633.6   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）07-0103-03

《普通高中数学课程标准（2017年版）》指出：在教学实践中，要不断探索和创新教学方式，不仅重视如何教，更要重视如何学，引导学生会学数学。由此可见，高中数学教育工作的创新绝不是教师自己的创新，而是需要推动学生学习方式的变革，让学生能够养成学习兴趣和提升学习能力。想要推动这一变革的落地，教师需要带领学生实现由被动听课到主动探究的转变，实现浅表学习到深度学习的过渡。然而，在应试教育和升学压力下，高中数学课堂上仍然存在灌输填鸭式的问题，导致学生的高阶思维难以被调动起来，对于数学知识未能形成真正的热爱。对此，需要教师在课标的引领下，全面探索深度教学的落实路径。

一、深度学习的概念以及优势

深度学习这一概念最早出现于机器学习和人工智能领域，于20世纪70年代引入教育领域，学者们开始探讨人的深度学习，与浅层学习相区别。在教育工作中，浅层学习指碎片化的机械式学习，学生往往只关注具体的知识内容，缺乏对本质的系统思考，这种学习是被动且短暂的；而深度学习指主动的、深入的、系统的学习，能够将新的知识内容融合到已有的知识体系中，并完成创新与迁移，强调学习过程和结果的深度。

相较于一般性的浅层学习，深度学习具备尊重学生主体、把握知识本质、提高学习质量以及唤醒学生内在力量等优势，有助于促进学科核心素养的落地。在当前教育理论成果中，并无统一的深度教学策略，仅有一般性的实施原则，需要教师结合自身学科内容和学情，探索出更加有效、更具针对性的教学策略。

二、当前高中数学教学中存在的问题

（一）教育观念落后，导致舍本逐末

教育观念是教学行动的引领，只有先进的、科学的、优秀的教育理念才能催生出适合学生成长需求的教学模式。但是，在高中数学教学工作中，教师受既有工作经验的影响和升学率的压力仍然没有从本质上更新教育理念，对新课标、新教材、新高考所倡导的教育发展方向没有完全吃透，导致教育工作中存在舍本逐末的问题。在深度学习视域下，学生的关键能力以及品质素养为本，而阶段性考核与应试成绩应当为末，当学生具备了关键能力，应试成绩的提升自然是水到渠成的事。急功近利的心态导致教师迫切想要学生提高卷面成绩，随之而来的题海战术、模板式教育，让数学这门学科完全变成了解题训练。

（二）忽视育人价值，能力发展受挫

在新高考导向和立德树人教育根本任务的要求下，高中数学教育工作应当发挥出自身的育人价值，关注学生数学审美、协作能力、解决实际问题以及独立探究等能力成长，为学生进一步发展成长奠定基础。但是，在现阶段教学实践中，教师往往将更多的精力放在知识属性的教学上，导致学生学科关键能力的发展受挫，学科育人价值难以发挥。例如，学生完成指数函数和对数函数这部分知识的学习后，教师往往只会设置对应的习题让学生进行巩固，却未能及时带领学生构建知识体系。假设教师能够精心设计问题链，让学生根据自己的理解画出本章节的框架结构图，借助结构图引导学生，就指数函数、对数函数和幂函数等相近的知识点进行梳理总结，更加有利于避免出现知识点混淆的情况。进一步地，教师可以创设真实的情境，如茶水的最佳饮用时间的数学建模活动，让学生提出问题，亲历问题解决和优化的过程，在数学复习课上落实数学的学科育人价值，从而推动深度学习的落地。

三、深度学习视域下高中数学教学优化策略研究

（一）明确教学目标，关注素养发展

在高中数学教学工作中，教学设计以及实践需要在教学目标的引领下实施，想要带领学生走向深度学习，教师需要重构教学目标，由简单的知识导向转化为核心素养导向，促进学生品质与能力的发展。高中数学新课标指出，数学核心素养包括直观想象、数学建模、逻辑推理、数据分析以及数学运算等内容，这些要素之间彼此独立又存在关联。所以，教师在设计教学目标时，应当将学生成长的落脚点放在具体的学科素养上，让学生能够以核心素养为引领，由浅表的知识学习走向系统的深度学习。举例而言，在带领学生学习“等差数列的通项公式”这部分知识时，必然不能将教学目标浅显地设置为“会推导公式、记忆公式，灵活地应用于各类题目中”。而是需要系统地分析这一学习活动背后的核心素养，引导学生在推导公式的过程中发展“逻辑推理”素养；在解决现实中数列问题的过程中，发展“数学建模”素养；在通项公式和前n项和的求解过程中，实现“数学运算”素养的发展……在以核心素养为教学目标的导向下，学生更加容易透过数学学习掌握知识本质，从而达成深度学习。

（二）注重文化渗透，丰富教学内容

分析近几年高考真题能够发现，数学课程变得更加有“温度”，大力融合、渗透人文要素，跨学科学习过程让数学知识严谨的面貌多了人文气息，充分突出了数学课程的广度和深度。例如，2019年新课标一卷的“断臂维纳斯身高”这一真题，生动地体现了这一趋势。所以，依托文化渗透，丰富数学课程内容，也是引导学生走向深度学习的关键。这也有助于学生收获更加生动的课堂内容，加深对数学课程的认识。在具体的课堂教学实践中，教师可以融入传统文化、数学名人轶事、红色故事以及“四史”等内容，让学生领略到数学知识的魅力。举例而言，我国著名数学家刘徽发现并采用的一种用于计算球体体积的方法，称作“牟合方盖”，即当一个正方体用圆柱从纵横两侧面作内切圆柱体时，两圆柱体的公共部分即为“牟合方盖”。他提出“牟合方盖”的内切球的体积与“牟合方盖”的体积比为定值，但对于具体的求解直到南北朝时期祖暅提出理论“缘幂势既同，则积不容异”才得到解决，即“在等高处的截面面积总是相等的几何体，它们的体积也相等”。那到底如何计算“牟合方盖”的体积呢？在解决这一数学问题的过程中，学生既了解了我国古代数学家的杰出贡献，也完成了对知识的思考和练习。

（三）以情境为载体，开展深度教学

深度学习强调学生的思维深度和广度，需要学生具备在各种情境下解决问题的能力。所以，教师必须重视教学情境的创设，根据所学知识设计精彩的导入活动，引导学生集中注意力投入到学习中，建立起新知识与旧知识之间的联系，从而实现高效学习以及高阶思维的发展。例如，教师在教学“椭圆”相关的内容时，可以依托信息化教学设备的特点，为学生展示太空中行星运动的动画和轨迹，当学生被浩瀚的星空所吸引时，很快能够集中注意力。这时教师可以提问：“在多媒体设备上，我们看到了美丽的星空，这些行星是以什么样的轨迹运动呢？”当学生答出“椭圆”时，教师可以继续引导：“早在小学时期，我们就接触过椭圆这一平面图形，但对于它的认识非常浅薄，并不能用数学的语言去描述它，通过今天的学习，我们能够更加深刻地了解椭圆，用数学知识去定义它。”接下来的教学中，教师可以组织学生完成对直线、圆以及抛物线方程的复习，将这些知识之间的内在逻辑梳理明晰。最后，带领学生开始学习椭圆的定义、标准方程等知识，在教学情境的带领下引导学生达成深度学习。

（四）引导自主探究，强化思维素养

数学知识具有严谨的逻辑性，具备一定的推理能力才能让学生更好地思考与解决问题。在具体教学活动中，教师应当引导学生形成发现问题并提出假设的能力，让他们通过自主探究强化思维素养。以“等差数列通项公式”这部分知识为例，数学教师可以组织学生进行推理思考，让学生明白这一公式从何而来，从而提高应用和变通的水平。首先，教师可以为学生提供若干不同的等差数列，然后引导学生思考它们是否具备通项公式，如果存在请尝试给出。学生在思考过程中，教师可以进行适当提示，让学生观察数列的每一项与其对应的位置有什么关联，从而更好地找到规律。其次，教师可以先要求学生根据等差数列的定义，总结出几个数列的通项公式，接下来让学生进行自主探究，如何将这些成果推广到一般情况，组织学生根据概念进行归纳。可以得出：a2-a1=d， a3-a2=d， a4-a3=d…进而易得：a2=a1+d， a3=a2+d， a4=a3+d…当学生思考至此时，可以要求学生再次进行总结思考，直到得出最终的答案。最后，教师可以让学生自己写出几个等差数列，验证自己推导出的公式是否正确，检验自己的推理成果。在上述探究过程中，教师通过引导观察、类比归纳以及验证结论的思路，让学生完成对未知知识的推理，强化了他们的数学思维能力。

（五）解决实际问题，知识应用迁移

在深度学习视域下，教师需要为学生创设应用数学知识的情境，让学生将理论知识与实际问题相结合，从而实现更为深刻的掌握。根据数学信息和数据进行科学准确的分析最终得出正确的结论，是高中生进行数学学习的关键能力之一。以此为例，教师在进行具体教学设计时，需要为学生创造亲历收集数据和分析数据的机会，让学生在实践中提升能力。在收集数据方面，学校每天用多少水电？有多少垃圾被分类回收？影响学生脊柱侧弯和视力的负面因素有哪些？某一企业的产品合格率怎么样？这些问题的解答都需要数据收集和分析作为支撑，可以说解决现实问题的首要前提就是数据的收集。在数据分析时，如果基数太大则需要抽取样本，从而更加方便操作。例如，两组学生分别到A、B同类型的企业中进行调查，发现他们同样生产一种规格为20厘米的产品，在分别抽样20件后得到两组数据，在分析数据时可以借助求平均数和标准差的方式进行计算研究，平均数与20越贴近说明产品质量越好，平均数与20差距越大说明产品质量越差；标准差越大，质量越差；标准差越小，质量越好。在这一过程中，学生参与了数据收集和分析的过程，感受到了数学在解决实际问题中的重要作用。

（六）完善评价机制，提升教学效果

有什么样的评价标准，就会培养出什么样的学生，这正是教学评价的价值。在深度学习视域下，教师需要改变完全以分数论高低的评价习惯，更多地关注学生的核心素养以及相较于自身而言的发展，充分突出教学评价的引导价值。首先，需要引入更多的评价主体，在教师评价学生之外，鼓励学生相互评价、学生自主评价，突出评价的激励和诊断作用，从而让学生能够在自我反思和相互建议中实现成长。其次，教师需要根据具体的教学活动确定评价标准，让学生能够在自我评价以及评价他人的过程中有依据和参考，更为明确地掌握自身的得与失。此外，教师要加强对全体学生成长动态的关注，做到全程性的跟踪评价。例如，教师可以将学生的数学学习兴趣、参与活动中存在问题、教学任务完成量以及学生的知识掌握的难点等数据整理出来，并以Excel表格进行分类标注，这样就能够为每个学生建立一张“学习情况记录卡”，他们的学习状态和能力特长会变得清晰可视，而非以笼统的分数形式呈现，从而促进学生的成长以及教学效果的提升。

四、结束语

综上所述，在深度学习视域下，教师应当加强对新课标以及新教材的学习，领会我国教育改革的核心思想以及导向，从而更好地为学生的成长发展提供助力。在高中数学教学工作中，带领学生走向深度学习有着重要意义，既是帮助学生从根本上提高成绩的不二法门，也能帮助学生奠定长远发展的基石。立足于教学工作中普遍存在的教学观念问题、教学方法问题以及对学科育人价值的忽视问题，教师应当结合具体教学内容以及学科核心素养归纳出有助于学生深度学习的教学策略，从教学目标制定、数学文化渗透、教学情境创设、引导自主探究、解决实际问题以及完善教学评价等方面优化教学策略，促进学生核心素养的发展。

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