基于深度学习的高中数学教学设计：基本要求及优化策略

王丽霞

摘 要：在当前深度学习模式下，高中数学教师在教学过程中应当制订更加严谨、细致的教学计划，立足于学生的个性化学习需求，提供多元化的素材、工具、资料，带动学生进行深层次学习探究。教师需要对深度研学项目进行科学高效管控，设置情境问题、信息工具，为学生参与深层次探索提供基本的支持和帮助。文章对深度学习下的高中教学设计基本要求和优化策略进行了分析探讨。

关键词：深度学习；高中数学；教学设计

高中数学教师在带动学生进行深度学习期间需要引进多元化的内容，结合多方位的互动项目，引领学生对数学概念、数学课程知识进行深层次思考，带动学生参与理实一体化学习探索，提高学生的学习效率。

一、基于深度学习的高中数学教学设计要求

在深度学习视域下，高中数学教师在教学设计过程中需要从多个层面来开展相关活动。

第一，教师需要将相关概念进行讲解，引导学生对概念进行深入探究，而不是机械地运用公式和算法进行记忆和学习，教师在进行教学设计优化环节时需要帮助学生理解数学概念的本质和内在关联，使学生的数学思维和想象力能够得到进一步提升。

第二，在深度学习视野下，教师对高中数学教学模式进行设计优化，也需要将实践与理论进行融合，深度学习强调引导学生通过实践探索和应用，对知识技能进行巩固学习。因此，教师在教学设计环节需要引进大量研学活动，设置情境问题，使学生能够建立起数学知识与实际问题的联系，使学生解决问题的能力和创新思维能力得到提升。

第三，教师也需要带动学生主动参与学习探索，在深度学习视域下，虽然需要结合互动研学项目来带动学生进行合作学习，但是也需要确保学生在自主学习过程中能够探索问题、发现问题，在互动探索期间能夠将彼此的认知以及学习心得进行分享传递。为此，教师需要设置开放性的问题，引导学生通过实践探索来完成对数学知识的学习，培养学生的学习兴趣以及自主学习能力。

第四，在深度学习视域下，教师进行教学设计也应当引进多元化的评价方法。教师可以结合作业评价、小组评价、口头评价、社会评价、家庭评价等不同方式，对学生数学思维以及解决问题的能力、沟通能力、合作能力进行点评。

第五，在深度学习背景下，高中数学教师在课程设计优化环节也需要注重培养学生的创新思维，为此，在教学设计中应当引进一部分拓展研学问题，鼓励学生进行探索、思考、创新，培养学生的创新思维以及解决问题的能力。

因此，高中数学教师在深度学习视野下对教学模式、方法进行设计优化需要充分遵循上述的原则和基本要求，带动学生进行科学高效的学习探索，提高学生的学习水平和效率。

二、深度学习模式下高中数学教学设计优化策略

在深度学习模式下，高中数学教师对数学教学进行设计优化需要立足于学生的个性化需求，引进生活素材以及多元化概念，引导学生进行深度研学。教师也需要引进情境问题，激发学生进行探索研究；同时整体把控教学思路，引进多元化的知识内容，帮助学生构建完善的学科知识体系。另外，再导入相应的导学工具，引发学生深入思考，结合多媒体信息化教学，进一步提高学生的深度学习层次[1]。

（一）个性化学习优化

高中数学教师在带动学生进行深度学习的过程中需要确保学生能够提前自主完成对未知概念的探索，让学生通过自主学习来发现问题，在脑海中形成初步的学习印象，才能够在深度学习过程中找到出发点和立足点。为此，教师需要为学生的个性化学习提供基本的支持和帮助。个性化学习主要是基于学生的能力差异提供不同的教学方法，根据不同学生的能力指标、学习风格、兴趣爱好，制订教学内容和学习路径，使学生的学习效率得到提高。首先，教师需要对每一位学生进行建模，分析学生的学习特征、能力水平，以及学习风格；之后再通过学生的学情数据信息，评估学生在学习期间的实际状况，为后续开展深层次教学提供基本的参照依据，教师需要引进个性化的研学项目，设置多元化的指标，在深度学习模式下让学生能够自由、高效地探索、探究。在此期间，高中数学教师需要根据学生的能力状况，引进不同的研学资料，同时也需要从核心素养角度来评估学生的能力指标，为后续精准教育提供支持，数学教师需要从数学建模、数学应用、数学思维、数形结合、数学计算、几何直观等不同角度，对学生进行综合点评，评估学生在相关领域深度研学存在的欠缺，并且对教学内容进行设置优化。因此，教师在高中数学教学设计优化环节需要基于学生个性化学习需求，对深度学习指标、方向进行调控，带动学生进行高品质、高效率的学习。

（二）引进生活素材帮助学生理解数学概念

在深度学习背景下，教师需要带动学生对数学本质内涵、原理进行学习，剖析数学学科的特点以及内在价值。例如，数学学科主要是从空间形式、数量关系等多个维度对客观事物的规律进行描述，因此，数学知识具备高度抽象的特征，其中具备严谨的逻辑思维，在生活实践中广泛应用。教师需要引导学生挖掘数学知识、数学课程的科学价值、文化价值，从理实互动的角度引进生活素材来带动学生进行学习，引导学生尝试结合数学本质内涵，应用数学语言，对生活问题进行精确高效的表达。同时应用数学逻辑、数学思维，从普适性的角度，对一般性的生活问题进行标准化描述和评价。教师在教学设计过程中需要引进富有挑战性的生活材料，使学生能够通过生活材料来探寻事物本质，在生活材料中，教师可以结合经济性问题、生活问题，让学生对其中模型表征进行学习，通过模拟论证、训练，更好地理解领悟知识概念。

比如，在讲解“指数函数”相关知识的过程中，教师可以引进民间故事活动，结合“装不完的麦粒”等相关情境故事，结合生活话题，带动学生对指数增长的实质含义和内涵进行学习，启发学生的数学思维。因此，教师在高中数学教学设计过程中需要针对学生的深度学习需求，将一般性的生活问题进行数学模型化展示、讲解，引进数学模型、教学案例来带动学生进行深入思考。

（三）创设问题情境，激发学生的探索思维

在深度学习的背景下，数学教师带动学生对高中数学知识进行深层次学习需要创设有效的情境问题，以问题作为驱动力，为学生进行深度研学提供强有力的支撑和帮助。在此期间，数学教师需要引导学生思考数学问题、数学概念，并且尝试在数学问题中设置相应的认知冲突，让学生在解决数学问题时能够深层次研学，并且进行深度思考探索，从问题的本质剖析出数学概念、数学内涵，提高学生的学习水平[2]。

例如，教师在讲解“指数函数”相关知识的过程中，可以设置情境问题，让学生回忆“最多可以将一张纸对折多少次”，同时让学生思考“如果纸张能够无限对折那么会出现怎样的情况”，让学生运用指数函数的思想，建立起数学模型，尝试将纸张的厚度进行具体化、形象化表述，通过生活经验来探究其中的指数概念。因此，教师可以设置情境问题，引发学生深入研学思考，激发学生的探索思维，使学生在深度学习过程中能够找到一个出发点和切入点。

（四）整體把控教学思路，引领学生构建完整的学科知识体系

在深度学习视域下，学生不仅需要对单一的知识理论进行深层次研学思考，教师还需要从学科知识框架层面来帮助学生对整个知识体系架构进行灵活高效应用，帮助学生建立起立体化的知识结构，使学生能够在学习环节对知识概念进行整体思考探究，提高学生的学习效率[3]。教师在此过程中需要以学生的最近发展区为基准，帮助学生找到知识点之间的连接线索，对知识体系架构的定位要求进行深入思考，从不同角度对数学框架结构进行剖析学习。教师需要引导学生尝试掌握数学知识内涵、数学解题方法和技巧，将片面、孤立、静态的数学知识内容构建为统一的整体。

比如，在讲解“椭圆、圆以及双曲线”相关知识的过程中，教师需要创建圆锥曲线教学栏目，让学生从数形结合角度，对本模块的知识体系进行串接学习，找到相关曲线函数的意义和规律，在学习过程中能够剖析出圆锥曲线的本质内涵和原理，在后续解题、答题过程中能够提高自身的效率。高中数学教师需要建立起知识点之间的横向以及纵向关联，使学生能够打造结构化的知识体系，建立起对知识架构更为完整、全面的认知，引导学生在深度学习过程中能够通过整体化的知识理论来剖析出其中的知识线索，发现知识规律和内涵，使学生的学习水平得到提高。

（五）巧妙引进导图工具启发学生深入思考

高中数学教师在带动学生进行深度学习期间需要确保学生的思维、思想得到不断延伸、延续，学生深度学习的经历便是思维思考发展变化的过程，教师需要利用思维导图工具来帮助学生进一步发散自身的思维。思维导图式的授课模式借助视觉化表征，使学生对已经构建起的知识体系形成更加深入、全面的论证思考，思维导图不具备一个确切的发展延伸方向，其主要是根据学习者的知识储备以及对知识体系的认知，延伸出不同的知识逻辑结构。教师需要利用思维导图工具让学生根据自身的学习状况进行自主延伸、思考学习，将自己认为存在内在联系的知识板块、知识内容呈现在思维导图上，并且将其与其他同学分享、展示，表达自身的思考认知方式。教师需要引导学生在学习过程中进行自主反思、总结，将自身对知识概念的理解梳理在导图上，在进一步发展学生思维能力方面有着较大的意义。

除了需要引导学生自主设置思维导图，高中数学教师也需要利用思维导图工具按照一定的规律、逻辑结构，将高中知识进行展示，引进一种标准化的语言来带动学生对各大知识体系进行学习，建立起更加标准化、规范化的知识逻辑结构关系，引导学生思维发展。在此期间，高中数学教师可以参照数学学科核心素养指标，从数学模型、几何直观、数形结合、数学运算等不同角度将不同板块的知识内容进行梳理整合，以核心素养作为描述依据，引进思维导图的分支线索，尝试将高中知识体系串集成一个知识面，让学生参与标准化学习探索，加深对知识点的整体认知层次，提高学生的深度学习水平[4]。

因此，引进思维导图，结合导学工具，让学生及时记录整合自身在学习期间产生的体验和感触，形成自身独特的学科知识认知；之后再对比标准化的知识体系和架构，剖析其中存在的差异和出入，进行深入思考，分析自身在学习期间存在的欠缺和不足，进行不断反思总结，可以提高学生的深度学习效率。

（六）多媒体技术

高中数学教师在带领学生进行深度学习期间也需要引进多媒体技术，为学生的深层次探索提供基本的支持和帮助。多媒体技术将视觉、动画、图像元素与数学概念关联在一起，可以引导学生理解抽象数学概念。

比如，通过数字化演示，将几何向量的位置关系进行展现，使学生能够理解几何变化的规律和特征，帮助学生建立起数学语言与空间几何更为直观、形象的联系。另外，教师也可以在教学设计优化过程中利用多媒体技术来展示部分拓展研学项目，具体来说，高中数学知识包含大量拓展内容，如在大部分函数求导的知识项目中便涉及微积分的概念，教师可以利用短视频资料、多媒体视频向学生展现出微积分的实践应用原理和特征，引导学生从概念的本质内涵层面对数学知识中的拓展部分进行思考。

除此之外，教师也可以将部分简易化的解题技巧通过短视频教学的形式向学生讲解，让学生在学习过程中能够通过独立思考、研学、探究其中的知识内涵和技巧方法，提高学生的深度学习水平。最后，借助多媒体技术在教学过程中还能够拓宽学生的学习空间和维度，比如打造线上聊天室，引导学生在深度学习过程中及时将获取的感触和思想向教师和同学分享，通过相互论证探讨，给予学生相应的指引和帮助，保证学生在深度学习过程中不存在偏离主线的情况。

（七）人工智能AI辅助

高中数学教师在教学设计环节也需要引导学生进行自主学习探究，学生参与深度学习更多是自主自发地进行，但是学生在学习期间必然会遇到各种各样的瓶颈和困难，如果单独依靠教师的指引和提示，那么会浪费大量时间。由于学生数量众多，教师无法为每位学生提供指导和帮助，此时教师可以利用AI辅助系统，在带动学生进行深度学习过程中利用人工智能系统引领学生进行深层次研学思考。学生可以将数学问题向人工智能系统表述，讲解自身的困惑，寻求相应的建议；系统可以根据学生的提问来分析学生在相关板块存在的不足之处，并且提出相应的情境问题，来带动学生进行思考学习。但是人工智能系统尚未发展成熟，学生不可能完全依赖人工智能系统，在遇到无法解决的问题时需要及时联系同学以及其他教师。人工智能系统只能起到一定辅助指引的作用，比如开拓学生的思维，为学生在深度学习期间提供建议，并且评估学生的学习状态以及能力水平。

结束语

总体来说，在深度学习背景下，高中数学教师对数学课程进行设计、优化、开发是必不可少的，教师需要对深度教学方法进行完善，引进深层次的研学活动、互动项目，结合数字化媒体、信息化工具，衔接个性化学习资源、生活素材、情境问题，做到对教学活动的整体把控，全方位地提高数学课堂教学质量。

参考文献

[1]闫凤英.基于“深度学习”的初中数学教学设计优化的策略[J].数理天地（初中版），2023（1）：37-39.

[2]徐静.基于深度学习下高中数学课堂的教学设计研究[J].数学教学通讯，2020（21）：29-30.

[3]马玥聪.基于深度学习的高中数学教学策略研究[D].石家庄：河北师范大学，2019.

[4]殷宪常.基于“深度学习”的初中数学教学设计优化的策略[J].数学学习与研究，2022（12）：62-64.