基于深度学习的小学数学问题链 教学设计与课堂互动有效性研究

摘要：本研究针对小学数学课堂中知识碎片化与思维浅表化问题，基于深度学习理论构建问题链教学模式。通过设计阶梯式问题链引导思维进阶，结合情境创设、小组合作等互动策略，探索提升学生数学核心素养的有效路径。实践表明，以青岛版五四制教材内容为载体的问题链教学，能显著增强课堂互动质量，促进学生知识建构与迁移应用能力发展。研究结果为小学数学课堂教学改革提供了可操作的实施框架。

关键词：深度学习；问题链设计；课堂互动；思维进阶

当前小学数学课堂普遍存在重知识灌输轻思维培养的现象，学生难以形成系统的知识网络和深度思考能力。问题链教学通过设计具有逻辑关联的问题序列，能有效引导学习过程从表层认知向深层理解转化。本研究以深度学习理论为指导，构建了符合小学生认知规律的问题链教学模式。通过探索问题链设计原则与课堂互动策略，旨在破解传统教学中知识点孤立、思维训练不足等现实问题。

一、基于深度学习的数学问题链设计策略

（一）问题链的梯度建构原则

问题链的梯度建构需遵循学生认知发展规律，以知识的内在逻辑为脉络，设计由浅入深、逐层递进的问题序列。深度学习理论强调，学习应从低阶认知向高阶思维过渡，通过问题链的阶梯式引导，帮助学生实现从知识记忆到迁移应用的跨越。教师在设计时需把握三个关键梯度：基础层聚焦概念本质的理解，进阶层强化知识关联与情境应用，创新层推动综合分析与问题解决能力的提升。

以“多边形的面积计算”单元为例，青岛版教材以长方形面积公式为基础，逐步拓展至平行四边形、三角形等多边形的面积推导。基于梯度建构原则，教师可设计如下问题链：基础层设置“如何将平行四边形转化为已知面积的长方形”，引导学生通过图形剪拼操作，理解“底×高”的几何意义；进阶层提出“小明家装修需计算墙面瓷砖用量，墙面由多个三角形和梯形拼接而成，如何确定总用料面积”，将单一公式应用升级为组合图形的实际问题解决；创新层则创设“校园花坛改造方案设计”任务，提供不规则多边形的实地测量数据，要求学生结合比例尺计算实际面积，并论证方案的合理性。通过三个梯度的问题设计，学生经历“直观感知→方法迁移→创新应用”的完整思维进阶，既巩固了面积公式的本质理解，又发展了空间观念与综合实践能力。

（二）学科核心素养导向的内容重构

数学核心素养的培养需依托真实的问题情境，将教材静态知识转化为动态探究过程。教师应以课标要求的运算能力、推理意识等素养为导向，对教材内容进行二次开发，设计具有学科本质性与生活关联性的问题链，促使学生在解决问题中建构知识体系。以“分数加减法”教学为例，青岛版教材通过分物活动引入分数运算规则。为了强化素养导向，教师可将例题重构为“社区烘焙坊原料调配”探究任务：首先提出“制作蛋糕需将3/4千克糖与1/2千克面粉混合，如何快速计算总重量”的基础问题，引导学生用实物模型演示不同分母分数的合并过程；继而延伸至“若第一次用去糖总量的1/3，第二次比第一次多用了1/6，剩余糖量如何计算”的进阶问题，启发学生通过线段图分析数量关系，理解分数运算的实际意义；最后设置“根据一周原料消耗记录表，设计最佳采购方案”的开放性问题，要求学生整合加减法运算、数据统计等多维度知识。这种重构策略将抽象运算规则嵌入真实问题链，使学生在解决问题的过程中自然掌握算法，同时培养数学建模与数据分析意识，实现知识学习与素养发展的有机统一。

二、促进深度学习的课堂互动实施路径

（一）情境化互动机制建设

情境化互动机制的核心在于将抽象数学知识转化为可感知、可操作的真实活动，通过具身性体验促进深度理解。教师应充分利用教材中的生活化素材，搭建连接课堂与现实的桥梁，让学生在情境任务中经历观察、操作、反思的完整认知过程。以“方向与位置”教学为例，教师可通过“校园探秘”主题引入方位概念。根据这一情境设计互动活动：教师首先带领学生实地观察校园建筑分布，绘制简易平面图标注“升旗台在操场北侧”“图书馆在教学楼东面”等方位信息，将教材中的方向图示转化为真实空间认知。继而开展“藏宝图解密”游戏，将课桌拼成模拟街区，学生根据指令“向东走3格，再向北偏西30°方向前进2格”寻找隐藏物品。活动中，教师引入指南针、方向标等工具辅助定位，鼓励学生用方位术语描述移动路径。通过具身体验与语言表达的双重互动，学生不仅掌握了八个基本方向的辨别方法，更建立起方向参照系的实际应用能力，为后续学习地图比例尺等知识奠定基础。

（二）协作探究中的思维可视化

协作探究的关键在于通过结构化互动流程，使学生的思维过程外显化、系统化。教师需设计阶梯式任务支架，引导学生在独立思考的基础上开展观点交流，通过思维碰撞促进认知迭代。这一过程中，实物操作、图表记录、语言论证等可视化手段尤为重要，它们能帮助教师精准把握学情，及时调整教学策略。以“圆柱体积计算”教学为例，教材通过等积变形实验推导体积公式。教师可设计协作探究任务：首先提出“如何计算圆柱形粮囤的储粮量”的现实问题，分发不同尺寸的圆柱容器、细沙、量杯等实验材料。第一阶段由学生独立尝试测量，有的将圆柱注满水倒入量杯读数，有的用细沙填充后计算质量转换，有的尝试将圆柱拆解为长方体进行体积类比。第二阶段组建四人小组，要求用思维导图整理各种方法的操作步骤与计算原理，重点标注不同方案的优缺点。第三阶段开展班级辩论会，各组派代表用实物演示阐述方案，针对“测量误差控制”“公式普适性验证”等焦点问题展开讨论。教师适时介入，引导学生发现“底面积×高”的本质规律，最终通过集体论证达成共识。这种可视化的协作过程，使学生的实验操作转化为数学思考，让公式推导从机械记忆升华为逻辑建构。

结论

基于深度学习的问题链教学通过结构化问题设计和多元化互动策略，有效激活了数学课堂的思维活力。在青岛版教材内容转化过程中，教师需要把握知识本质关联，设计具有思维张力的核心问题，通过”问题引发思考-互动促进理解-反思达成迁移”的教学循环，实现学生数学素养的渐进式发展。

参考文献：

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