一、引言
隨著教育改革的推進,傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)理念和教學(xué)方法已無法滿足新時代人才培養(yǎng)的需求,為踐行教育改革要求,發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),教師將深度學(xué)習(xí)理念融入高中數(shù)學(xué)課堂,意圖通過構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)模式發(fā)展學(xué)生的高階思維能力,以自主探究式學(xué)習(xí)促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。
為使學(xué)生快速進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài),教師應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢,改進教學(xué)活動設(shè)計,推動教學(xué)方式向信息化方向改革,優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,增強數(shù)學(xué)教學(xué)效果,從而促進學(xué)生成長。
二、深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵
深度學(xué)習(xí)是指相對于淺層學(xué)習(xí)而言的深層次知識加工方式,強調(diào)從深層次出發(fā)解讀學(xué)習(xí)內(nèi)容,把握知識點之間的橫縱聯(lián)系,建構(gòu)系統(tǒng)化知識體系。
(一)深度理解與個體建構(gòu)
淺層學(xué)習(xí)是指通過記憶、模仿等方式學(xué)習(xí)知識的方式,深度學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)者從深層次出發(fā)理解學(xué)習(xí)內(nèi)容,掌握知識的來源、意義和應(yīng)用方法,使所學(xué)知識內(nèi)化為個體的認知結(jié)構(gòu)。
(二)挑戰(zhàn)性和應(yīng)用性
深度學(xué)習(xí)過程難度較大,對學(xué)生的思維認知水平有一定要求,因此,深度學(xué)習(xí)具有挑戰(zhàn)性特征。不僅如此,深度學(xué)習(xí)的目的是讓學(xué)生真正掌握所學(xué)知識,將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到現(xiàn)實生活和社會發(fā)展之中,因此,深度學(xué)習(xí)具有應(yīng)用性特征。
(三)高階思維能力
深度學(xué)習(xí)主張讓學(xué)生主動參與知識建構(gòu)過程,自主閱讀學(xué)習(xí)材料的過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,分析、思考學(xué)習(xí)材料內(nèi)容的過程對學(xué)生批判性思維的發(fā)展具有一定的促進作用,應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的過程有助于學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展,因此,深度學(xué)習(xí)對學(xué)生高階思維能力的發(fā)展具有一定的促進作用。
三、信息技術(shù)支持高中數(shù)學(xué)教學(xué)的意義
(一)優(yōu)化教學(xué)過程
信息技術(shù)支持高中數(shù)學(xué)教學(xué),為數(shù)學(xué)教學(xué)提供了全新的工具、方法和資源,使抽象的數(shù)學(xué)知識以更加直觀化的方式呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,在為學(xué)生深人地理解數(shù)學(xué)概念、原理奠定堅實基礎(chǔ)的同時,也提高了師生互動效率,確保教師從學(xué)生真實情況出發(fā)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,保證了教學(xué)活動的針對性和精確性。
(二)提高自學(xué)能力
信息技術(shù)支持高中數(shù)學(xué)教學(xué),改變了學(xué)生的被動化學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下自主上網(wǎng)查閱資料,獲取必要信息并解決學(xué)習(xí)疑難,也可自主預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)課內(nèi)外數(shù)學(xué)知識,拓寬思維視野,還可以上網(wǎng)自主搜索優(yōu)質(zhì)教育資源,通過不同角度理解所學(xué)知識,滿足自己的多樣化發(fā)展需求。
(三)提高教學(xué)效率
信息技術(shù)支持高中數(shù)學(xué)教學(xué),改變了隨堂檢驗和作業(yè)測評的形式。智能AI自主判題功能,提高了作業(yè)的批改效率;在線隨堂測試,可以快速獲取學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況;線上傳遞學(xué)習(xí)資源,為學(xué)生復(fù)習(xí)整理所學(xué)提供了有力支持。信息化教學(xué)環(huán)節(jié)減少了隨堂檢驗、作業(yè)測評、傳遞學(xué)習(xí)資源的時間消耗,使數(shù)學(xué)教學(xué)效率得到提升2]。
四、在信息技術(shù)支持下,促進高中數(shù)學(xué)深度學(xué)習(xí)的策略
(一)變換問題形式,創(chuàng)設(shè)趣味情境,啟動深度學(xué)習(xí)
深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生參與高階思維活動,認真思考所學(xué)的學(xué)習(xí)狀態(tài),思考與個體所見、所感而產(chǎn)生的疑問具有密不可分的關(guān)系。為使學(xué)生快速進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài),教師應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢,在確定主要問題的基礎(chǔ)上,利用信息技術(shù)搜集相關(guān)音頻資料、視頻資料和圖片資料,三者相互結(jié)合創(chuàng)設(shè)趣味問題情境,趣味性氛圍環(huán)境能激發(fā)學(xué)生參與分析問題的積極性,對問題的深入思考使學(xué)生快速進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài),使深度學(xué)習(xí)在數(shù)學(xué)教學(xué)中真實發(fā)生[3]
以湘教版高一數(shù)學(xué)必修第一冊第一章“常用邏輯用語”為例,首先,教師探索充分條件和必要條件關(guān)系在現(xiàn)實生活中的表現(xiàn)方式,自主上網(wǎng)查閱信息資料,利用PowerPoint軟件將信息資源整合為教學(xué)課件,課上教師直接播放課件圖片。第一幅圖:天空落雨打濕地面,教師向?qū)W生提問:“因為天空落下雨滴,所以地面被打濕了,這種說法是否正確呢?”學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗思考問題,把握二者之間的關(guān)系,并肯定了教師的說法,教師借此明確邏輯思維的含義:通過推理、判斷反映現(xiàn)實的思維方式。
其次,教師利用多媒體設(shè)備展示課件中的第二幅圖片:被水浸濕的地面,并繼續(xù)提問:“因為地面被水浸濕了,而下雨會把地面浸濕,所以剛剛下雨了,大家思考這種說法是否準確?”學(xué)生深入思考二者關(guān)系,提出不同意見:“打一桶水,不慎打翻水桶,同樣會導(dǎo)致地面被水浸濕,但是并沒有下雨,所以,這種說法并不準確”,教師肯定了學(xué)生的說法,由此引出充分條件和必要條件的含義。
最后,為使學(xué)生真正掌握充分條件和必要條件的關(guān)系,教師提問:“生活中哪些事物之間屬于充分但不必要的條件?哪些屬于必要但不充分的條件?哪些屬于充要條件?”為深化學(xué)生對邏輯用語的理解,教師利用多媒體設(shè)備展示多個場景圖片,如有無車輛和開車上班,烹飪美食與準備食材、消耗金錢購物和準備金錢獲取物品等,引導(dǎo)學(xué)生自主分析生活事物中存在的邏輯關(guān)系,使其深人探究充分條件和必要條件的運用技巧,讓深度學(xué)習(xí)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中真實發(fā)生。
(二)秉持因材施教,互動提供支持,營造良性環(huán)境
與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式相比,在信息技術(shù)支持下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,學(xué)生可以通過微信、QQ等通信軟件快速交換信息。便利的信息交互方式提高了學(xué)生之間的溝通效率,在降低溝通成本的同時,使學(xué)生得以凝聚力量、相互合作,共同解讀學(xué)習(xí)內(nèi)容、建構(gòu)數(shù)學(xué)知識體系,營造認真向?qū)W、直面困難、積極合作的正向?qū)W習(xí)氛圍。在正向環(huán)境氛圍的影響下,學(xué)生自發(fā)地變換角度理解所學(xué)知識,與他人合作尋求認知突破,探索運用所學(xué)內(nèi)容解決問題的方法,為學(xué)生高階思維能力的形成與發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)[4
以湘教版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊第二章“直線的方程”為例,為營造深度學(xué)習(xí)的氛圍環(huán)境,首先,教師按照數(shù)學(xué)成績將學(xué)生分為多個小組,成績相近的學(xué)生分為同一小組,根據(jù)學(xué)生分組情況建立對應(yīng)的微信交流小組。
其次,教師先在微信的班級大群中布置任務(wù):已知直線斜率為k,且直線過點 和點 P(x,y) ,能否用給定條件表示直線上所有點的坐標?各學(xué)生小組在群內(nèi)就如何完成任務(wù)展開討論,教師利用微信實時監(jiān)督各學(xué)生小組討論情況。當發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生不知從何下手時,教師可通過小組群提供針對性指導(dǎo):一次函數(shù)圖像為一條直線,能否用一次函數(shù)知識解決問題?部分學(xué)生小組忽視了斜率公式的作用,教師在群內(nèi)發(fā)布信息:題目中包含直線斜率和直線坐標兩個條件,你認為直線斜率公式
有什么作用?學(xué)生在指導(dǎo)信息的支持下,探索直線斜率、點坐標之間的內(nèi)在關(guān)系,從而推導(dǎo)出直線方程。
最后,教師面對分數(shù)較高的學(xué)生小組,利用微信小組群布置任務(wù):觀察表1中三組直線方程,找出它們的共同點。面對分數(shù)處于中等層次的學(xué)生小組,教師布置任務(wù):你認為直線方程與二元一次方程和一次函數(shù)之間是否存在關(guān)系?面對分數(shù)較低的學(xué)生小組,教師則發(fā)布任務(wù):是否存在直線不能用二元一次方程來表示?在針對性指導(dǎo)下,各個學(xué)生小組全身心投入探究問題的過程中,在探究中收獲成長。
(三)人人通助力,構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂,內(nèi)化學(xué)習(xí)成果
深度學(xué)習(xí)理念重視學(xué)生的主體地位,要求學(xué)生通過“閱讀學(xué)習(xí)材料,分析材料信息,運用所學(xué)知識解決具體問題”等一系列過程理解所學(xué)新知識,教師過度干預(yù)深度學(xué)習(xí)過程,容易影響探究式學(xué)習(xí)活動的質(zhì)量。為此,教師應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的支持作用,利用人人通空間的教學(xué)資源模塊打造翻轉(zhuǎn)課堂,引導(dǎo)學(xué)生登錄人人通空間賬號,根據(jù)導(dǎo)學(xué)清單獲取對應(yīng)的學(xué)習(xí)資源,依托學(xué)習(xí)資源進行自主學(xué)習(xí)。教師通過上傳針對性學(xué)習(xí)資源的方式,從側(cè)面為學(xué)生的自學(xué)過程提供支持,使深度學(xué)習(xí)真實發(fā)生,為學(xué)生內(nèi)化學(xué)習(xí)成果提供了有力支持[5]。
表1直線方程的點斜式、兩點式、一般式以及適用范圍
以湘教版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊第一章“等差數(shù)列”為例,本節(jié)課主要學(xué)習(xí)等差數(shù)列含義、等差數(shù)列的通項公式以及等差數(shù)列的前 ηn 項和公式。為使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中掌握等差數(shù)列的相關(guān)知識點,使深度學(xué)習(xí)真實發(fā)生,教師首先利用人人通平臺的消息模塊發(fā)布導(dǎo)學(xué)任務(wù)單:任務(wù)1:通過自主學(xué)習(xí)了解等差數(shù)列的含義;任務(wù)2:自主推導(dǎo)等差數(shù)列的通項公式;任務(wù)3:探索一次函數(shù)與等差數(shù)量的相關(guān)關(guān)系;任務(wù)4:推導(dǎo)等差數(shù)列前 n 項和公式。
最后,考慮到課堂時間有限,為提高自學(xué)效率,教師將在網(wǎng)絡(luò)上收集的以及自制的教學(xué)資料上傳至人人通空間平臺的學(xué)習(xí)資源庫中,學(xué)生直接登錄賬號,查找資源庫素材就能進行自學(xué)??紤]到學(xué)生的自學(xué)能力和認知水平存在差異,教師針對任務(wù)1上傳多個教學(xué)素材,上傳記錄原木堆積場景的圖片,學(xué)生通過數(shù)圖片中各層原木數(shù)量的方式理解等差數(shù)列中相鄰數(shù)字之間的變化規(guī)律;上傳微課視頻,學(xué)生播放微課,按照微課要求計算成年女鞋鞋號尺碼差異,理解公差含義;上傳趣味數(shù)學(xué)故事,學(xué)生通過閱讀大熊摘玉米的故事,已知大熊一次能摘兩根玉米,分析大熊重復(fù)第100次摘玉米動作后得到的總玉米數(shù),理解等差數(shù)列的含義和應(yīng)用價值。
在信息技術(shù)的支持下,學(xué)生得以通過自主選擇喜愛的自學(xué)素材探索等差數(shù)列知識,完成任務(wù)目標,學(xué)生在素材的支持下獨立思考、吸收知識、思考知識的運用方法,內(nèi)化深度學(xué)習(xí)成果,促進學(xué)生自學(xué)能力的發(fā)展。
(四)引進智學(xué)網(wǎng),進行AI智能分析,反饋學(xué)習(xí)成果
評價是高中數(shù)學(xué)深度學(xué)習(xí)的重要一環(huán)。深度學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生的主體地位,主張通過學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)獲取新知識,并掌握運用新知識的方法。為避免學(xué)生在探究過程中走入歧途,教師需要經(jīng)常組織評價活動,以評促學(xué),及時反饋學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況,幫助他們認識到學(xué)習(xí)過程中存在的問題,并糾正學(xué)習(xí)方向,從而保證深度學(xué)習(xí)的有效性。傳統(tǒng)教學(xué)評價活動以問答、隨堂練習(xí)、小型測驗為主,過程分為學(xué)生運用、教師審查、評價展示三個環(huán)節(jié)進行,耗時較長,為提高隨堂評價效率,教師引人信息技術(shù),利用智學(xué)網(wǎng)軟件中的AI智能分析功能自動批改電子試卷,快速提供測驗結(jié)果,為后續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計做好準備。
以湘教版高一數(shù)學(xué)必修第二冊第四章“幾種簡單幾何體的表面積和體積”為例,首先,教師布置自學(xué)任務(wù),要求學(xué)生通過動手實踐、邏輯推理、繪圖分析、類比分析等多種方式推導(dǎo)幾何體的側(cè)面展開圖形狀、表面積公式和體積公式。
其次,教師利用智學(xué)網(wǎng)軟件的考試功能模塊組織線上隨堂測驗活動,問題1:已知埃及胡夫金字塔是一個正四棱錐形的建筑,塔底邊長232米,塔高146.5米,怎樣計算金字塔的側(cè)面積和體積?問題2:請動手繪制正三棱錐側(cè)面展開圖,分析求取正三棱錐側(cè)面展開圖面積的關(guān)鍵條件。問題3:如何求取圓臺的側(cè)面積和體積公式?學(xué)生可以利用希沃智能白板5進行線上答題,點擊上傳答題結(jié)果,軟件便自動生成隨堂測驗成績單,方便學(xué)生根據(jù)成績單分析答題過程中出現(xiàn)的問題,使學(xué)生快速進入深度學(xué)習(xí)的狀態(tài)。
最后,教師按照20分區(qū)間統(tǒng)計測驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)處于 60~80 分區(qū)間的人數(shù)最多,80分以上、60分以下的學(xué)生人數(shù)較少,且錯題普遍集中于第3問,教師分析問題原因,認定問題在于學(xué)生的空間想象力有限,未能認識到幾何體之間同樣可以進行轉(zhuǎn)化,為此,教師優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,布置任務(wù):已知圓錐形蛋糕高為 5cm ,底面積為 9π ,圓錐體積是多少?此時一刀將圓錐蛋糕上半部分切下,上半部分的高為 2cm ,問此時圓錐下半部殘余面積是多少?設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生探究圓臺體積公式求取過程,從而保證深度學(xué)習(xí)的質(zhì)量。
五、結(jié)束語
綜上所述,在信息技術(shù)支持下開展高中數(shù)學(xué)深度學(xué)習(xí),不僅可以革新教學(xué)方式、提高教學(xué)效率,更有助于學(xué)生的高階思維能力和自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。為了使信息技術(shù)的教育價值得到充分體現(xiàn),教師應(yīng)在教學(xué)中積極提升信息素養(yǎng),探索信息技術(shù)應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的方式方法,使深度學(xué)習(xí)真實發(fā)生,促進學(xué)生成長。
作者單位:閻昀昀甘肅省靜寧縣第一中學(xué)
參考文獻
[1]岳寶霞.教師專業(yè)發(fā)展視域下的信息技術(shù)輔助教學(xué)策略:以一節(jié)高中數(shù)學(xué)iPad 課堂為例[J].亞太教育,2023:(24):45-47.
[2]呂松奇.高中數(shù)學(xué)教學(xué)中信息技術(shù)的運用探究[J].中國新通信,2023,25(20):221-223.
[3]劉春紅.基于信息技術(shù)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].讀好書,2023,1(13):
[4]郭夢婷,吳利敏.高中數(shù)學(xué)思維可視化課堂的建構(gòu):以“拋物線”教學(xué)為例[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報,2022,44(10):104-111.
[5]玄蕾蕾,朱江.信息化教學(xué)與高中數(shù)學(xué)的理論重構(gòu)[J].中國新通信,2022,24(07):197-199.