摘 要:隨著高中教育改革的持續(xù)推進,數學課程標準越發(fā)強調培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要性。因此,教師在設計和實施教學計劃時,在兼顧學生數學基礎技能培養(yǎng)的同時重視他們各方面的能力發(fā)展。此外,深度學習作為一種新興的教學理念成為實現數學核心素養(yǎng)的關鍵途徑。在高中數學教學中融入深度學習,已成為高中教育發(fā)展的必然方向。為此,可在課程開始前引入情境元素,在課堂上進行案例研究,構建全面的教學框架,開發(fā)獨立的數學模型,實施實際教學任務,并利用各種創(chuàng)新的教學技巧。這種教學方法使學生從對數學概念的表層理解逐步過渡到對基本原理的深層理解,從而激活他們的學習過程,使他們能夠向更深遠、更廣闊的創(chuàng)造領域發(fā)展。
關鍵詞:核心素養(yǎng);高中數學;深度學習
隨著社會對高素質人才的需求日益增長,通過以教育人的方式傳授知識已被證明對培養(yǎng)學生的高級思維能力具有積極影響。此外,引入創(chuàng)新的教學觀念和模式也被認為是這方面的一個關鍵因素。然而,有的教師可能無法有效實施上述教學實踐,而無法有效地培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。教師可以根據學生在學習過程中面臨的問題找到更有效的教學方法,以提高學生在高中數學深度學習方面的效果。
一、核心素養(yǎng)與深度學習理論基礎
(一)核心素養(yǎng)和深度學習概述
高中新課程標準鼓勵教師以深度學習的方法培養(yǎng)學生的自主學習的能力,該方法與數學概念之間存在內在聯系,能夠有效提高學生的學習能力。而且通過深度學習的方式培養(yǎng)學生對于學習的熱情并激發(fā)學習興趣,可以全方面提高學習效率,并逐步改變學生的學習風格[1]。此外,將深度學習和核心素養(yǎng)融合能培養(yǎng)學生的自主學習能力和對數學的積極態(tài)度。隨著現代社會的進步,深度學習的能力有益于解決在學習當中遇到的困難問題。在一定程度上,數學深度學習提供了一個有利于深入思考和反復實踐的環(huán)境。深度學習有利于培養(yǎng)學生獨立思考、發(fā)現問題和解決問題的能力。使學生逐步養(yǎng)成自主學習、自主思考、自主解決問題的習慣,從而提高解決問題的能力。數學學科核心素養(yǎng)是根據數學學科本身的具體教學需要和學齡段學生的特點等多方面因素提出和創(chuàng)建的教育理念。這一概念的設計符合該年齡段學生的特點,滿足了該學科的學習需求。從本質上講,數學核心素養(yǎng)作為一種新的教育理念,它是專門針對數學學科和學校背景而開發(fā)。此外,深度學習與核心素養(yǎng)在起源上有明顯區(qū)別。深度學習來自計算機領域的機器學習研究方向,隨著持續(xù)發(fā)展和完善后擴展至人工智能領域,最終被教育界采納。歷經時間的洗禮,深度學習已演變成一種獨樹一幟的教育思想和教學手段,其核心在于重視深層次的理解和學習過程[2]。將深度學習引入數學領域的過程必須以循序漸進、逐層深入的方式進行,先在具體情境中理解概念,然后才能對其進行抽象。深度學習可以被理解為構建認知路徑的過程,在數學教學的框架下,學生能夠自主地將學習過程分解成一系列獨立且具體的任務。他們還能夠將復雜而抽象的概念演變成一系列簡化的形式,然后通過系統(tǒng)的方式加以解決。隨著核心素養(yǎng)與深度學習的引入,中國的教育體系正朝著注重教學質量與社會進步相適應的創(chuàng)新型人才的方向發(fā)展。
(二)核心素養(yǎng)與深度學習之間的聯系
深度學習的價值主張和目標導向為核心素養(yǎng)的設計提供了依據。反之,核心素養(yǎng)的引入也是實現深度學習的有效手段。核心素養(yǎng)本質上是一個深刻、專注和關鍵的過程,它可以在深度學習中發(fā)揮多種作用。這些作用包括探究作用、知識啟發(fā)作用和教學引領作用。因此,核心素養(yǎng)的融入可以加強深度學習的有效性。深度學習與核心素養(yǎng)理論強調了知識加工的重要性以及知識難度與學生接受度之間的平衡。這一理論為教師提供了一個框架,以促進從傳統(tǒng)教學方法向更深層次、全方位的學生培養(yǎng)方式的轉變,進而激發(fā)學生的深度思考和批判性分析能力。在核心素養(yǎng)視角下的高中數學深度學習既不能太簡單也不能太復雜。如果過于簡單學生可能會停留在淺層次的知識學習上。反之,如果過于復雜可能會產生抵觸和消極情緒。為了促進核心素養(yǎng)和深度學習之間的協(xié)同作用,教師必須為學生設計適當的課堂學習情境,讓學生能夠更快適應高中數學不同題型,為他們能夠深入理解數學概念并掌握其基本原理提供幫助。此外,在深度學習的背景下,核心素養(yǎng)的設計是促進教學互動的有效方法[3]。教師可以設計有利于師生互動、生生互動和以學生為中心的核心素養(yǎng)。此外,教師還可以收集學生在學習互動和深入思考過程中形成的生成性資源。這些資源可以作為持續(xù)深度學習的重要“燃料”。
二、高中數學深度學習面臨的問題和原因分析
(一)高中數學深度學習面臨的問題
首先,不恰當的學習方法是高中數學中實施深度學習的主要障礙。這一點從學生只是簡單記憶信息而不理解信息,無法遷移知識,不對所學知識進行反思或歸納就可以看出。學生的學習往往局限于記憶公式和定理,而沒有充分理解這些原理的內在邏輯關系和應用背景。這種學習方法或許能幫助學生在短期內取得考試成績,但對于培養(yǎng)學生的數學思維和解題能力卻并非有效的方法。有些學生擅長解題練習,但無法在新的情境中遷移和應用他們的解題方法。這嚴重限制了他們處理復雜問題和實際應用的能力。此外,相當一部分學生在完成家庭作業(yè)后沒有進行反思和總結。這導致學生對學科內容的理解浮于表面,進而阻礙了連貫知識結構的形成[4]。這種學習方法阻礙了學生深入掌握數學概念的能力,也無法促進學生個人基本特質的發(fā)展。因此,在高中數學教學中培養(yǎng)學生深入學習的目標仍然無法實現。其次,在高中數學課堂上,阻礙學生數學深度學習的主要問題是功利性動機強、對數學缺乏興趣以及自我效能感低。相當一部分學生僅僅把數學作為在考試中取得好成績的手段。這種對備考的狹隘關注不可避免地導致學生對探索數學的基本性質缺乏興趣。這種功利性的動機使學生無法投入足夠的時間和精力進行深度學習,從而阻礙了深度學習的實現。相反,一些學生錯誤地認為數學是一門艱深晦澀的學科,從而對數學的內在邏輯和實用價值產生消極的看法。此外,學習中的長期困難會導致挫折感,進而降低自我效能感,阻礙學生探索復雜問題。這些因素對學生學習數學的積極性和持久性產生了明顯的不利影響,對學生核心素養(yǎng)的提升和深度學習的實現具有重要意義。最后,教師在教學實踐中的普遍做法是強調學習結果,同時忽視學習過程。此外,教師還傾向于回避互動和情境創(chuàng)設。有些教育者過分強調解決問題練習的結果,而對過程本身缺乏足夠的指導。這種做法不利于培養(yǎng)學生的數學思維和創(chuàng)造力。此外,相當一部分課堂仍以說教式教學為主,明顯缺乏師生互動和生生互動。這嚴重阻礙了學生主動性和創(chuàng)造性思維的發(fā)展。此外,一些教師無法在教學過程中建立有效的情境,導致學生的數學知識脫離實際生活的應用。這對學生的學習積極性和在實際情境中應用知識的能力產生了不利影響。這種單一的教學方法不僅限制了學生認知能力的發(fā)展,也無法促進學生基本素養(yǎng)的發(fā)展[5]。因此,必須超越傳統(tǒng)教學方法的束縛,設計新穎的教學技巧,提高中學數學教育中深度學習的效果。
(二)高中數學深度學習面臨問題的原因
當前學生深度學習的效果很大程度上取決于他們所學習的內容,然而教學內容的嚴格規(guī)定限制了課堂的開放性。盡管許多教師在備課時表現出極高的細致度,并能夠基于教學內容和學生實際情況預測可能出現的問題,但仍有部分教師對教學內容和流程缺乏深入規(guī)劃,僅僅遵循既定的教學計劃,這阻礙了學生在課堂上自主構建知識的能力。這種教學方式導致高中數學課堂活動極大限制了學生思維的發(fā)散性,影響了他們深入學習的能力。此外,一些教師未能充分考慮學生的學習需求,采取單一的教學策略。因此,數學課堂上的教學變成了教師的單向傳授,學生則處于被動接受的狀態(tài),教師通過解題練習來促進學生對知識的內化和應用。這種課堂教學方法導致數學課堂氣氛沉悶,導致學生無法參與到數學知識的建構中,限制了他們深入學習的能力。由于課堂教學是學生獲取知識的主要途徑,教師應該密切關注并全面了解學生的實際學習情況,建立一個滿足學生實際需求的深度學習模式。此外,對于學生學習情況的評價方面,由于在當前課堂評價體系的影響下,教師過分依賴應試教育的評價機制,傾向于關注成績優(yōu)異的學生,而忽視成績較差的學生[6]。當前教師評價過程的特點是僵化和標準化,對學生的評價是構建高中數學深度課程的重要組成部分,對學生學習的深度有著顯著影響。然而,一些教師將單元考試、期中考試和期末考試作為主要的評價手段,將學生在這些考試中獲得的分數視為評價的唯一標準。這種評估過程在一定程度上忽視了學生在數學素養(yǎng)方面的表現,包括學習態(tài)度、學習進度、日常作業(yè)完成情況、聽講表現等。這導致評價模式過于單一,無法全面分析學生深入學習的核心素養(yǎng)。
三、核心素養(yǎng)視角下高中數學深度學習的教學策略
(一)情境導入,以環(huán)節(jié)優(yōu)化促進學生學習的意識
教學情境的場景一般主要是在日常生活、游戲和課堂中構建。教師需要創(chuàng)造合適的教學情境,為學生營造良好的學習氛圍并且激發(fā)學生的學習動力。高中數學需要學習的知識大多數都很抽象,學習難度較大,學生很難快速掌握相應的知識。為此,在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的背景下,教師應發(fā)揮深度學習的優(yōu)勢,積極鼓勵學生進行創(chuàng)造性的思考和聯想,引導學生循序漸進、由淺入深、由基礎到復雜、由表及里地理解和探索數學知識。這種方法有助于啟發(fā)學生進行更深入的思考,提高學習效率和效果。此外,教師可以通過情境的創(chuàng)造提升課堂教學的趣味性,引導學生在情境中主動構建數學知識,從而提升學生的理解能力,有效提升課堂教學的效果。在教學情境的創(chuàng)設中,以教材為基礎,結合學習情境設計教學方案[7]。通過創(chuàng)設情境,引發(fā)學生的感性思維,使學生身臨其境,有效地將新舊知識聯系起來,將抽象的文字變成一幅幅畫面。在傳統(tǒng)的教學方法中,情境導入的作用是激發(fā)學生的學習興趣,營造活躍的學習氛圍,引導學生的認知過程。在培養(yǎng)核心素養(yǎng)、以深度學習為導向的高中數學課堂中,情境導入環(huán)節(jié)必須從激活數學思維、促進邏輯推理能力提升的傳統(tǒng)功能中衍生出來。此外,情境導入的設計并非一成不變,其中敘事、音樂作品、提問、電影和視頻片段的使用都是有效的情境導入教學手段。教師有責任根據當地的具體情況和學生的需求調整教學方法。他們還必須根據課堂內容調整教學環(huán)境,以達到預期的教學效果。
(二)深度訓練,提高學生數學的運算能力
核心素養(yǎng)視角下高中數學深度學習能力能夠有效提高學生的學習效率和質量。在教育領域,教師通過系統(tǒng)的深度訓練策略,致力于提升學生的數學計算能力,進而激發(fā)他們在高中數學學習中的熱情。數學運算能力,即依據數學運算規(guī)則解決具體問題的能力,是數學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。教師可以從運算規(guī)則、解題方法和解題程序三個維度出發(fā),在多樣化的訓練活動中,促進學生的邏輯推理能力,幫助他們獲得精確的數學解答,并在此過程中發(fā)展和提升數學技能。在數學領域進行深度訓練,促進學生熟練掌握關鍵的數學運算技能,進而促進其核心素養(yǎng)的發(fā)展。在教學實踐中,教師應首先向學生傳授算術的基本概念,涵蓋算術的基本原則、解題技巧和操作流程。通過這種結構化的教學方法,學生不僅能夠理解數學運算的深層邏輯,還能在實際問題解決中靈活運用這些技能。然后引導學生進行各種形式的訓練,鼓勵學生進行演繹推理,使學生在保證結果準確性的前提下發(fā)展數學運算能力。這種方法能有效提升學生的數學運算能力。例如:在人教版A版(2019年版)高中數學課程“復數的加減運算及其幾何意義”部分的教學中,教師應將概念與運算相結合,通過解決相關問題,促進學生理解“復數運算的意義”,從而使學生掌握相關的運算法則[8]。
(三)緊扣深度學習的目標,優(yōu)化教學評價活動。
鑒于深度學習的意義,要實現高中數學深度教學的目標,最有效的方法是將持續(xù)、多元的教學評價融入整個教學過程?;谏鲜隹紤],高中數學教師應努力從兩個主要方面優(yōu)化教學評價。首先,在構建學生學習評價體系時,必須超越單一的數學測驗和考試成績,將評價標準擴展至學生的整體學習表現。這包括對學生的全方面的課堂和課外的表現情況來進行考量。這些維度的加入使得評價體系更加細致,能夠全面而客觀地映射學生的實際學習狀態(tài)。評價體系細化至每個學習環(huán)節(jié),有助于更準確地捕捉學生的學習進展和成效。進一步地,評價體系的核心要素應當包含傳統(tǒng)教師評價之外的自評和互評機制,這些以學生為中心的評價方式能夠促進學生的自我反思和同伴間的互動學習。這種方法能讓學生通過主動評價,發(fā)現自己的不足,肯定同學的長處,從而促進有針對性的改進。
(四)深度實踐,強化學生邏輯推理能力
數學是對學生的實踐能力要求很高的必修學科,更注重學生在課后的實踐和溫習能力。因此,教師在進行高中數學教學時需要積極主動地組織教學活動,鼓勵學生進行實踐探究。這種活動有效促進學生在實踐過程中獲得深刻的學習能力,培養(yǎng)學生的數學思維。教師在組織實踐活動時應以教材為基礎,合理選擇適當的教學活動。此外,教師也可以讓學生在開放和多元化的活動中,將理論知識應用于實踐,判斷學生對課堂知識的掌握程度。此外,教師應密切關注學生在實踐活動中的表現并深入了解他們在實踐活動中的學習情況。教師通過收集到的信息用于制定有效的教學策略從而提高教學質量。其次,邏輯推理是一種從事實和命題出發(fā)按照邏輯規(guī)則進行推理的思維過程。它通常分為 “從特殊到一般”(歸納、類比)和“從一般到特殊”(演繹)這兩種主要的形式。在數學課程中融入綜合實踐活動,教師可根據教學目標設計實踐活動,協(xié)助學生運用數學概念解決問題,從而全面提升學生的邏輯推理能力,并且促進學生基本素養(yǎng)的提升。
四、核心素養(yǎng)視角下高中數學深度學習的效果分析
(一)深度學習對培養(yǎng)核心素養(yǎng)的作用
從核心素養(yǎng)的角度來看,學生數學核心素養(yǎng)的提高首先體現了高中數學深度學習的效果。深度學習與數學核心素養(yǎng)要求不謀而合的是學生對數學知識的理解和運用的深度。數學核心素養(yǎng)包括數學抽象、邏輯推理、數學建模、直觀想象、數學運算和數據分析等多個方面,學生通過深度學習提高利用數學知識解決實際問題的能力,并且增強創(chuàng)新意識和科學精神,同時幫助學生在學習過程中逐漸形成這些數學素養(yǎng)。此外,深度學習還鼓勵學生進行批判性思考,對學生適應變化的社會環(huán)境,以及培養(yǎng)學生深刻理解和反思數學知識的能力方面至關重要。
(二)提升學生解決問題的能力
高中數學教學采用深度學習,對學生解題能力的提高有一定的幫助。相對于以教師為中心的傳統(tǒng)教學模式而言,深度學習對學生主動參與、主動探究的重視程度更高一些。學生對數學概念、原理有較好的理解,并能通過自主學習、合作交流、實踐探究等形式形成系統(tǒng)的數學知識結構。這種學習方法有助于學生能夠運用所學知識,在面對紛繁復雜的問題時加以分析和解決,從而促進學生解決問題能力的提高。更重要的是,深度學習使學生在今后的學習和工作中,能夠有效處理各種復雜情境,使學生能夠在解題過程中發(fā)展出一種系統(tǒng)性思維。
(三)促進學生全面發(fā)展
促進學生全面發(fā)展還體現在核心素養(yǎng)的視角下高中數學的深度學習上。深度學習在重視學生數學知識掌握的同時,也重視學生形成情感、態(tài)度、價值觀。學生通過深度學習,培養(yǎng)積極的學習態(tài)度和科學的世界觀,在數學學習中能夠體會到成功與挑戰(zhàn)。另外,深度學習為學生今后的學習和生活奠定堅實基礎,也有助于學生形成終身學習的習慣和能力。值得注意的是,深度學習還促進了學生之間的交流與合作,而學生成為未來社會所需要的人才,關鍵的素質就是這種社會交往和協(xié)作,對學生人際交往能力的培養(yǎng),對團隊合作精神的培養(yǎng)也是如此。
結束語
隨著教育體系的迅速變革,必須在高中數學課程的各個環(huán)節(jié)貫穿核心素養(yǎng)的教育目標和深入的學習方法。這就要求引入課前情境和課堂案例研究構建全面的教學框架,建立獨立的數學模型、實踐教學任務和教學模式的多樣化和創(chuàng)新性。這可以使學生探索數學的深入理解的共通模式,通過數學的表面內容激發(fā)學習的創(chuàng)造力,向更深、更廣的領域學習。
參考文獻
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本文系2024年度安徽省教育科學研究項目“核心素養(yǎng)視域下高中數學深度學習教學研究”(項目編號:JK24027)階段性研究成果。