基于深度学习的高中数学教学设计研究
周济东
摘 要：高中阶段的学习任务繁重，学习时间紧张。为了帮助学生完成学习任务，教师要引导他们沉浸在课堂，实现深度学习，并以此为指向来进行教学设计，这是提升数学教学水平的重要途径，可以培养学生的核心素养。在高中数学课堂上，教师要明确深度学习的内涵特征，关注数学学科的内容本质要求，基于教材解析、学情分析、目标制订、教法选择等多个层面来对教学设计进行优化，使教学活动更深层次地开展，与学生的发展需要更为贴合，为学生开展学习活动创造条件。基于此，文章运用文献分析法、归纳总结法，探究了基于深度学习的高中数学教学设计方法，希望为教育工作者提供参考和借鉴。
關键词：深度学习；
高中数学；
教学设计
深度学习是由美国学者针对学生孤立记忆和被动接受的问题而提出的，他认为这种浅层次的学习活动难以使学生深刻地理解知识的内涵，在“学习层次”概念的基础上提出了“深度学习”的理念，主张基于认知、参与、结果等角度来帮助学生增加学习深度，使他们充分运用高阶思维对问题进行思考，主动参与教学活动，在理解知识的基础上做到迁移与运用[1]。通过这种方式，学生的智力资源可以更好地发挥出来，他们能够围绕学习主题，全身心地投入，并在学习活动中体验成果、获得发展。在高中数学领域，深度学习与教学效果之间有着密切的关联性，深度学习的效果受教学设计有效性的影响，而教学设计的水平也会直接影响学生深度学习的质量。为了使学生有效学习、乐于学习，教师要以深度学习为目标对教学设计方法进行优化。
一、基于深度学习的高中数学教学设计要求
（一）注重理解性
深度学习建立在有效理解知识的基础之上，在深入理解数学知识内涵之后学生才能灵活运用知识来解决实际问题。理解性可以看作是对知识通性、通法和共性的认识，这是重要的教学要求，也是提高学生核心素养的重要手段。在教学设计的过程中，教师要注重学生的理解，坚持理解性的原则，帮助学生在学习知识点的同时培养必备品格和关键能力。仅仅通过简单记忆和机械式应用，学生难以达到深入理解的效果，教师要引导学生对学习内容进行理解和分析，组织有利于学生深度思考的活动，并在活动中体现数学学科的本质特点。可以通过有效提问的方式来使学生产生认知冲突，并基于这一冲突全身心地参与学习活动，在其中获得成长和发展。
（二）渗透思想性
高中数学内容本身就具有一定的思想性特征，在开展教学活动的时候教师也要向学生传授相应的数学思想，促进学生数学思维能力得到发展，使学生找到属于自己的学习方式。数学思想指的是在数学知识和数学方法基础上的抽象概括和本质认识[2]。在基于深度学习理念开展教学设计工作的时候，教师要引导学生深度参与课堂，使他们形成积极主动的学习态度；
要实现课程内容的深入，帮助学生在理解内容的基础上形成深刻的思想意识；
要实现学习过程的深入，使学生在学以致用的基础上深度理解；
要实现学习结果的深入，通过有效评价来帮助学生形成批判性思维。从整体上来看，教师需要引导学生通过深度学习将片状和点状的知识点进行整合，在使用数学理论知识进行解题的同时积累方法、培养创造性思维，最终形成核心素养。
（三）把握整体性
数学学习是一个整体性的过程，学生需要在其中实现全面化发展。在教学设计的时候，教师要做到对学科主题的整体把握，要聚焦于核心素养来对课程进行系统化设计，帮助学生在各个环节实现深度学习。整体性指的是基于整体化和系统化的眼光来看待数学问题，整合数学知识，从整体上把握各部分知识点之间的联系，形成基本命题和概念体系。从教学目标的角度来说，教师要帮助学生用数学的眼光去看待问题、用数学的思维去看待世界、用数学的语言去表达自我，感受数学的严谨性和应用性。在对显性知识进行讲解的时候，教师要帮助学生透过现象找到本质，理解数学思想和数学方法等隐性内容，实现显性知识的动态转化。同时，教师还要引导学生将零散的数学知识点进行整合，在脑海中构建知识框架和体系，这样可以实现知识的迁移应用，在面对复杂数学问题的时候学生也可以综合运用相关知识点进行分析和求解。
（四）恪守逻辑性
数学是一门逻辑性比较强的学科，各部分内容之间存在着相互联系性。在开展数学教学的过程中，教师要从问题入手，引导学生在分析问题、解决问题的过程中提高认知水平。问题设计是高中数学逻辑性的重要体现，这些问题应该贯穿于教学目标、教学过程以及教学评价的环节[3]。与此同时，教材内容的设计与编排也体现了知识之间的相互联系性，展现出了明显的逻辑框架结构。因此，在进行教学设计的时候教师要恪守逻辑性，这指的是教学内容的设计要与逻辑框架相符合，进而可以为学生的深度学习提供动力。教师要对数学知识框架进行整体梳理，使学生在把握数学本质的基础上促进对知识点的理解，培养学生的逻辑思维能力，使他们从更深层次对数学问题进行解读。除此之外，教师还要结合数学课程标准的理念和要求，从知识逻辑结构的角度出发对教材进行研究，使相关知识点以完整链条或者结构体系的形式呈现，为学生的深度学习创造条件。
二、基于深度学习的高中数学教学设计原则
（一）科学性教学原则
数学教学具有多角度和高维度的特点，教师要采取科学的方法来进行教学设计，实现对课堂秩序的有效维持，为学生深度学习的实现创造条件。除了要确保教学内容的科学性之外，教师还要使教学语言表述、PPT材料、教学流程保持科学性，避免教学情境设置不恰当、教学语言使用不规范等有悖于科学性原则的问题出现。除此之外，教师还要关注教学内容的规范性和准确性，尤其是在提供补充材料的时候，要确保内容的正确性，确保这些材料与所学内容相关，使学生能够深入理解。
（二）学习者中心原则
学习者中心是教学改革的重要理念，要求教师在教学设计的时候充分站在学生的角度来思考问题，关注学生的理解能力和接受程度，这样才能帮助他们实现深度学习。与此同时，在课堂教学的过程中，教师也要尽可能地将课堂交还给学生，帮助他们主动对知识进行探究而不是被动地接受知识。教师在课堂上要做到张弛有度，能够根据学习内容的难易程度和学生的实际情况来对教学方案进行设计。对于一些难度比较大或者抽象程度比较高的知识点，教师还可以通过分层教学的方式来践行学习者中心原则，帮助不同学习基础的学生循序渐进地掌握知识，增加学习的深度。
（三）合作式学习原则
在高中数学教学实践中发现，合作式学习是学生进行深度学习的重要途径。因此在教学设计的时候，教师要善于使用合作式学习方法，主张学生以小组合作的形式来对相关知识点进行探究[4]。在合作式课堂上，教师仅仅是活动的组织者，学生可以自由合作，在相互交流、沟通意见的过程中找到问题的多样化解决方法。为了提高合作的有效性，教师要合理划分小组，在了解学生个性特点的基础上遵循科学性原则来进行分组。为了营造良好的合作学习氛围，教师可以对座椅进行重新摆放，基于围绕式的结构来为学生之间的交流合作创造条件。同时，教师还要向学生提出有讨论价值的问题，确保深度学习有效进行。
（四）思维可视化原则
为了实现深度学习，学生在掌握相关知识点的同时还要培养数学思维，能够以数学的眼光看待生活问题。因此，在教学设计中，教师要坚持思维可视化的原则，使学生在教学活动中实现思维能力的显性化和具体化。为了实现这个目标，教师要从实际教学条件出发，选择合适的教学方法，致力于培养学生的逻辑思维能力。比如可以利用思维导图来帮助学生理解各部分内容之间的逻辑关系，利用概念图来帮助学生深入理解数学概念。除此之外，教师还要鼓励学生对相关内容进行思考，实现思维的发散，进而形成高阶思维。
三、基于深度学习的高中数学教学设计方法
（一）充分了解学生学情，围绕学生需求进行教学设计
基于深度学习的教学设计要坚持学习者中心原则，这要求教师充分了解实际学情，关注学生的学习基础，把握学生的学习起点，并将学生的真实学习需要作为依据来制订教学目标和选择教学方法。在教学实践中，部分教师对学情不够了解，在教学设计的时候忽视了学生的个性化需求，这导致学生出现了严重的分层，长此以往两极分化比较严重[5]。为了解决这一问题，教师要通过问卷调查、访谈调查等方式了解学生当前的数学知识储备，关注他们的情感认知，综合运用个人学习、小组学习、全班学习的方式。在全面了解学生个性差异的基础上，教师还要为不同层次水平的学生创造优质的学习环境，使他们都能在当前的水平上实现进一步提升。
比如，在学习“指数函数”这部分内容的时候，教师可以在正式进入新内容的学习之前先引导学生对幂函数和指数运算进行回顾，在这个基础上构建“细胞分裂”的教学情境，在该情境中引入指数函数，并展示这种新型函数的性质和图像特点。通过对初中阶段所学的内容进行回顾，学生能够从函数的“变量说”转变为“对应关系说”，掌握数形结合的数学思想，同时也对函数的思想方法形成深刻的了解。但在教学设计中，教师也要认识到这部分内容在思维严谨性、归纳推理等方面对学生提出了较高的要求，因此，教师在开展教学的时候应综合运用启发式教学法与自主探究法，构建高效课堂，实现深度学习。
（二）合理制订教学目标，把握深度学习践行导向
在教学设计的时候，教师要贯彻落实新课标的理念，要基于教学大纲的要求来制订教学计划、组织教学活动，同时还要将深度学习作为导向来对教学目标进行设定、对教学过程进行安排。教学目标规定了教学的内容、教学的重点难点等，会对教学方法的选择和教学深度产生影响，同时也会制约整个教学过程。教师要围绕新课标的要求来制订目标，了解学情，确定教学着力点，选择教学方法，把控教学导向，保障学生在课堂中的参与度。在这个基础上，教师还要对教学目标进行分解，形成针对性的学习指导，帮助学生实现由浅层次学习到深层次学习的过渡。
比如，在学习“一元二次方程”这部分内容的时候，教师要在教学目标中融入“用函数观点看一元二次方程”的内容，要求学生回顾关于一元二次方程解法的知识和函数的知识，并思考二者之间的区别和联系。在此基础上，教师可以展示方程的图像，要求学生结合图像判断方程实数根的情况，并求解方程来进行验证，最后总结二者关系的规律。除此之外，教师还要在践行教学目标的过程中培养学生的逻辑推理思维，通过变式训练等方式来促进学生数学核心素养的形成。
（三）灵活选择教学方法、关注教学方法的要素特性
教学方法也是教学手段，这是落实教学目标的基础。在基于深度学习进行教学设计的时候，教师要依托于现代化教育理念来对教学方法进行灵活选择，关注其中的要素特性，并在这个基础上对教学方法进行优化重组，为学生的深度学习助力。在这个过程中，教师要明确教学方法选择的依据和运用的要求，能够根据不同的教学目标选择不同的教学方法，根据实际学情来组合教学方法，注重对学生的启发，确保学生的课堂参与度，将教学方法的作用和效果最大限度地发挥出来。教无定法，高中数学教学方法也并不固定，而是在不断更新。因此教师要在实践中不断总结，对原有方法不断创新，或者通过参加培训学习、网络查阅等方式不断学习新的教学方法，提高自身教学能力。
比如，在学习“幂函数”这部分内容的时候，教师可以选择“一般到特殊再到一般”的教学方法。在第一阶段，教师可以先引入学生熟悉的正反比例函数。第二阶段，教师展示、、、、这几个函数的图像，并与学生一同对函数的定义域、值域、单调性以及奇偶性等基本的性质进行總结，并以表格的形式呈现出来。通过这种方式，学生可以对函数的变化规律形成一定的理解。在第三阶段，教师引入“幂函数”的概念，引导学生根据特殊函数总结一般性幂函数的特征。通过这种教学方法，学生的抽象概括和归纳总结能力可以得到培养，同时可以形成数形结合的数学思想。
结束语
总的来说，在高中数学课程中，学生可以通过深度学习来提高学习效率和学习质量。教师要根据自身对学生的了解，结合教学经验合理把握教学起点，科学制订教学目标，基于学生的最近发展区来引导他们进行深度学习。在教学设计的时候，教师要充分了解学生学情，合理制订教学目标，同时灵活选择教学方法。
参考文献
[1]蔡明生.高中数学国家课程校本化的探索与实践：以“正弦定理”的教学设计为例浅谈培养学生深度学习能力[J].河南教育（教师教育），2023（2）：76-77.
[2]郑作奎.核心素养视域下的高中数学教学设计实践反思：评《高中数学教学设计的理论与实践研究》[J].科技管理研究，2022，42（13）：242.
[3]刘小文.数学文化渗透在高中数学课堂教学中的案例研究：“圆的标准方程”教学设计和反思[J].文化创新比较研究，2019，3（11）：184-185.
[4]林瑜.基于SOLO理论的高中动态数学建模的创课设计：以“简单的线性规划问题”的教学片段为例[J].科学咨询（科技·管理），2019（3）：139-140.
[5]孟庆香.浅谈高三数学备考过程中的有效思维课堂构建：以《2018年上海高考数学卷12题探究》一课为例[J].延边教育学院学报，2019，33（1）：150-152.
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