基于深度学习的高中数学教学模式的构建

一、引言

高中数学知识体系以抽象性、逻辑性和系统性为显著特征，从函数导数的动态变化到立体几何的空间构造，均对学习者的高阶思维能力提出高要求，这与课程标准中数学培养学生数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析六大核心培养目标高度契合[1]。然而，传统教学模式存在结构性缺陷，“ 讲授-接受” 的闭环导致学生主体性缺失，评价聚焦知识再现而忽视思维品质，知识呈现脱离现实情境，致使 68% 的高中生认为数学学习“ 缺乏乐趣” ， 53% 难以将知识应用于实际[2]。在此背景下，深度学习理论为改革提供新思路，其强调通过批判性思维主动建构知识，与数学学科思维特点相契合。将深度学习应用于高中数学教学，可突破传统局限，对丰富学科教学理论、指导教学实践具有重要意义。

二、深度学习与高中数学教学的理论契合

（一）深度学习的核心内涵

深度学习要求学习者在理解知识的基础上，借助批判性思维主动构建知识体系，并能够将所学知识灵活迁移至新情境。其核心特征如下：

认知层面：深度学习注重对知识本质的深度理解，而非停留在表面记忆。例如，在三角函数学习中，学生不仅要记忆公式，更需理解其几何意义与周期性的本质内涵。

元认知层面：学习者需学会制定学习计划、监控学习过程并评估学习效果，实现对学习策略的有效调控与反思。

社会性层面：通过协作交流，学生在解决复杂问题的过程中实现思维碰撞与知识共享。

（二）高中数学教学的深度学习诉求

数学学科的严谨性决定了其学习过程需满足深度学习的基本要求：

1.知识结构的系统性：数学概念的形成遵循严密的逻辑链条，如从函数定义到导数概念的演进，体现了从具体到抽象的认知进阶，要求学习者进行连贯且深入的思考。

2.思维方法的迁移性：数学思想方法，如分类讨论、数形结合等，具有广泛的普适性，需通过深度学习实现跨情境迁移，以解决不同类型的数学问题。

3.问题解决的创造性：数学问题的开放性解法为培养创新思维提供了天然土壤，这与深度学习倡导的“ 创造” 等高阶思维目标一致。

三、传统高中数学教学模式的局限性分析

（一）认知维度的浅表化

在传统教学中，教师常将数学知识拆解为孤立的知识点进行讲授，学生则通过大量习题训练形成机械的解题模式。以立体几何教学为例，过度强调辅助线添加技巧的记忆，忽视对学生空间想象能力的培养，导致学生面对新题型时无所适从。这种教学方式使学生的认知仅停留在布鲁姆目标分类法的“ 记忆” “ 理解”低阶层面，难以达到“ 应用” “ 分析” “ 评价” “ 创造” 的高阶水平。

（二）教学互动的单向性

课堂话语权高度集中于教师，师生互动多为“ 教师提问-学生应答” 的浅层模式，缺乏实质性的思维交锋。课堂观察数据表明，传统数学课堂中教师话语占比高达 72% ，学生自主表达时间不足 15% ，且多为对标准答案的简单复述。这种单向灌输模式严重抑制了学生批判性思维的发展，与深度学习所倡导的“ 主动探究” 背道而驰。

（三）评价体系的片面性

以考试分数为核心的评价导向，使教学陷入“ 应试化” 泥沼。作业与测试过度关注结果的正确性，忽视对解题思路的深度分析；评价主体单一，缺乏学生自评与互评环节。这种评价方式导致学生形成“ 为分数而学” 的功利心态，极大削弱了数学学习的内在动力。

四、基于深度学习的高中数学教学模式构建

（一）模式构建的理论框架

基于建构主义学习理论与情境认知理论，构建“ 三维四阶” 教学模式：三维目标：知识建构（掌握数学概念与方法）、思维发展（培养逻辑推理与创新能力）、情感培育（激发数学学习兴趣）。四阶流程：情境激活 $$ 问题探究 $$ 协作建构→迁移应用。

（二）教学模式的操作环节

1.情境激活阶段（课前）

教师围绕教学内容创设真实问题情境，如在“ 函数的应用” 教学中，设计“ 手机套餐资费比较” 情境，引导学生通过预学任务洞察问题本质。提供结构化预习单，涵盖“ 旧知回顾-新知初探-疑问记录” 三部分，助力学生建立知识联结。借助智慧教学平台推送微课资源，实现个性化预习支持。

2.问题探究阶段（课中）

围绕核心问题展开探究活动，遵循“ 问题链” 设计原则：

基础问题：如“ 如何用函数表示资费与通话时间的关系？” 引导学生初步建立数学模型。

进阶问题：“ 不同套餐的性价比临界点在哪里？” 促使学生深入分析函数性质。

拓展问题：“ 如何为不同消费群体设计最优套餐？” 培养学生的应用与创新能力。

组织学生进行小组探究，教师通过“ 追问” “ 引导” 推动学生思维向纵深发展，如在学生得出函数表达式后，追问：“ 这个模型是否考虑了流量费用？如何修正？” 。

3.协作建构阶段（课中）

采用“ 成果展示-互评质疑-教师点拨” 的互动流程。各小组展示探究成果后，其他小组从“ 模型合理性” “ 推理严密性” “ 方法创新性” 三个维度进行评价。教师针对争议点进行精讲，如在“ 导数的几何意义” 教学中，借助动态几何软件演示割线到切线的逼近过程，帮助学生深刻理解极限思想。

4.迁移应用阶段（课后）

设计分层拓展任务：

基础层：完成与课堂情境类似的习题（如水电资费计算），巩固所学知识与方法。

提高层：开展项目学习（如“ 学校食堂承包方案的优化设计” ），提升学生综合运用知识的能力。

创新层：撰写数学小论文（如“ 函数模型在经济决策中的应用” ），培养学生的创新思维与研究能力。

（三）支撑条件

1.资源支撑：建设包含微课程、探究任务包、数学史素材的资源库，为教学提供丰富的素材支持。

2.技术支撑：运用GeoGebra、Desmos 等数学软件实现可视化探究，借助学习分析系统追踪学生思维过程，为教学决策提供数据依据。

3.文化支撑：营造容错的课堂文化，鼓励学生提出“ 非常规” 解法，培养学生的创新精神。

五、教学实施策略

（一）认知激活策略

1.认知冲突设置：在“ 复数概念” 教学中，先让学生尝试解方程 x²+1=0 ，通过“ 实数范围内无解” 的认知冲突，激发学生学习新知识的强烈欲望。

2.知识生长点联结：在“ 空间向量” 教学时，引导学生类比平面向量的运算律，自主猜想空间向量的性质，实现知识的有效迁移。

（二）思维可视化策略

1.思维导图运用：在章节复习中，指导学生绘制知识结构图，清晰呈现三角函数与解三角形的内在联系，构建系统的知识网络。

2.解题过程外显：要求学生用“ 出声思维” 方式阐述解题思路，教师通过追问“ 为什么选择这种方法” ，促使学生思维更加清晰、深入。

（三）多元评价策略

1.过程性评价：采用“ 学习档案袋” 记录学生的探究过程，包括预习笔记、探究报告、反思日志等，全面评估学生的学习过程。

2.表现性评价：通过项目成果展示评估学生的问题解决能力，如在“ 统计案例” 教学中，依据学生完成的“ 校园学生睡眠时间调查分析” 报告进行评分，注重对学生实践能力的考察。

3.增值性评价：对比学生不同阶段的表现，关注其进步幅度，而非单纯关注绝对分数，体现评价的发展性。

六、结论

本文构建的基于深度学习的高中数学教学模式，通过情境化设计、问题链驱动和多元化评价，有效破解了传统教学的浅表化问题。实践表明，该模式能够显著提升学生的自主学习能力和数学思维品质，促使学生从“ 被动接受” 转变为“ 主动建构” 。深度学习理念下的高中数学教学改革，本质上是教育价值观的深刻重塑，即从“ 知识传授” 向“ 素养培育” 转变，从“ 标准化教学” 向“ 个性化发展”转变。这一转变要求教师从“ 知识权威” 转型为“ 学习设计师” ，为学生的深度学习搭建优质平台，最终实现数学育人的深层价值。

参考文献

[1]姜宝松。新课改下对高中数学课堂教学的几点思考[J].广东省教育资源公共服务平台，2022.

[2]林明进.基于深度学习的高中数学教学模式的构建[J].基础教育论坛,2025,(15):57-59.