大单元背景下，问题串驱动深度学习的初中数学教学设计的实践研究

随着核心素养导向的课程改革推进，大单元教学成为落实深度学习的重要路径。本文以初中数学为例，探讨如何通过问题串设计驱动学生深度学习。研究结合具体教学案例，分析大单元整合背景下问题串的设计原则、实施策略及效果，发现基于问题链的探究式教学能够有效提升学生的逻辑思维能力和知识迁移能力，为初中数学教学改革提供实践参考。

一、引言

1.1 研究背景

当前初中数学教学面临知识碎片化、学生被动学习等问题，传统单课时教学模式难以满足核心素养培养需求。《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确提出“重视单元整体教学设计”，而问题串作为引导学生思维递进的工具，能够促进知识的深度建构。如何在大单元框架下设计有效问题串，成为亟待研究的课题。

1.2 研究意义

理论意义：完善大单元教学与深度学习融合的理论体系。

实践价值：为教师提供可操作的策略，促进学生高阶思维发展。

二、核心概念与理论基础

2.1 大单元教学的内涵

大单元教学以学科核心概念为统领，整合教材内容形成结构化单元，强调知识的整体性、关联性和迁移性。例如，初中数学“函数”单元可整合一次函数、二次函数与反比例函数，构建从具体到抽象的知识网络。

2.2 问题串的设计逻辑

问题串是指围绕教学目标，按认知梯度设计的一系列相互关联的问题。其设计需遵循以下原则：

递进性：从基础性问题到批判性问题逐层深入；

情境性：结合真实生活或数学史素材激发兴趣；

开放性：鼓励多角度思考，培养创新意识。

2.3 深度学习的特征

深度学习强调学生对知识的本质理解、批判性思维及迁移应用能力，其实现需满足三个条件：

1. 知识的结构化整合；

2. 思维的可视化引导；

3. 学习过程的主动参与。

三、问题串驱动的大单元教学设计策略

3.1 单元目标与问题链的对应设计

以“一元二次方程”大单元为例：

单元目标与问题串设计示例

理解方程模型的意义：从“鸡兔同笼”到“抛物线运动”有何共性？

掌握解法与根的判别：如何从几何视角解释求根公式的推导？

应用方程解决实际问题：如何设计最优化的长方形花坛面积问题？

3.2 问题串的层次化设计模型

1. 基础层：回顾旧知，如“一元一次方程与二次方程的结构差异是什么？”

2. 探究层：引发认知冲突，如“为何Δ=0时方程仍有两个相同实根？”

3. 拓展层：跨学科整合，如“用二次函数图像解释方程根的分布规律”。

3.3 教学实施路径

课前导学：通过微课+导学案抛出单元核心问题；

课中探究：采用“问题链—小组合作—思维导图”三阶模式；

课后延伸：设计开放性实践任务，如调查生活中的抛物线应用。

四、实践案例与效果分析

4.1 案例：八年级“勾股定理”大单元设计

单元整合：融合历史背景、定理证明、逆定理及应用拓展。

问题串设计片段：

问题1：古埃及人如何用绳子构造直角三角形？（情境导入）

问题2：直角三角形的三边关系是否适用于锐角/钝角三角形？（对比猜想）

问题3：如何用拼图法证明勾股定理？（动手验证）

问题4：如何在台风预警中计算安全距离？（迁移应用）

五、反思与建议

5.1 实践启示

- 问题串设计需兼顾数学本质与学生认知水平；

- 大单元整合需打破教材章节限制，重构知识图谱。

5.2 改进方向

- 开发动态问题库，适应不同层次学生需求；

- 加强跨学科问题设计，如融入物理运动学案例。

5.3 展望

未来可结合人工智能技术，实现问题串的个性化推送与学习路径优化。