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大单元展示与深度学习在高中数学教育中的应用研究

赵海莉
  
教学实践媒体号
2025年9期
广西凭祥市高级中学 532600

摘要:数学素养是现代公民必备的基本素养,数学教育在落实立德树人根本任务和发展素质教育发挥着重要作用。在新高考背景下,如何实施“核心素养导向的数学教育”,如何帮助学生构建知识体系、内化思想方法并转化为素养,已成为教育实践中的重要课题。笔者基于2019年人教版高中数学必修一教材,通过大单元展示的教学方式,探索深度学习在数学教育中的应用。通过组织学生进行整本书的大单元梳理,构建知识体系,开展小组研展评思等活动,激活学生思维,促进深度学习,初步实现了培养数学核心素养的目标。研究表明,大单元展示是一种有效的教学策略,能够提升学生的综合能力和数学素养。

关键词:大单元展示;深度学习;核心素养;高中数学教育

一、引言

高中数学必修一作为高中数学学习的起始篇章,内容涵盖118个题型,占高中数学总题型的45%。其知识密度和思维深度远超初中数学,许多学生在适应过程中面临困难。在新高考背景下,如何落实数学课程标准,帮助学生掌握“四基”(基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验),提升“四能”(发现、提出、分析、解决问题的能力),落实六大核心素养,成为教学改革的重要课题。本文旨在探讨大单元展示促进深度学习的教学策略,并评估其在高中数学教学教育中的有效性。

二、大单元展示的概念与特点

2.1 概念

大单元展示是将一个较大的知识单元或主题作为一个整体,通过学生自主学习、合作展示等方式,系统呈现知识点以深化和提升。笔者以必修一整本书为载体,将其划分为六个大单元:预备知识、函数概念与发展、函数的性质、三大函数(幂函数、指数函数、对数函数)、三角函数、函数应用。

2.2 特点

大单元展示不仅注重知识的整体性和系统性,还强调学生的自主性、合作性和实践性。

三、深度学习与大单元展示的结合

深度学习是一种理解性的学习,强调知识的本质探索和体系构建。在大单元展示中,学生通过梳理知识、查找联系、构建体系,激活思维,激发求知欲,从而实现深度学习。例如,在“函数的性质”单元中,A组学生通过自主梳理函数单调性、奇偶性等知识点,结合实际应用问题,深化对函数性质的理解。

本文重点研讨如何通过大单元主题展示活动,设计并实施深度学习。具体包括大单元主题的选择、展示计划的制定、自主学习与合作探究的过程、展示交流与评价的方法,以及深度学习在大单元展示中的具体体现。通过小组合作探究、实践活动和拓展学习等多种形式,学生能够在深度学习的过程中掌握核心知识,培养批判性思维和创新能力,实现知识的迁移应用。

3.1大单元主题的选择

在高中数学必修一中,选择一个大单元主题进行深度研究性学习活动是关键。例如,“函数”、“函数的性质”、“函数的应用”和“三角函数”等主题,具有较大的知识容量和较深的探究空间,适合进行大单元展示。

3.2  展示计划的制定

确定大单元主题后,需要制定详细的展示计划。包括展示的时间、地点、参与人员、展示内容等。同时,要明确展示的目标和评价标准,确保展示活动的有效性和针对性。

3.3. 自主学习与合作探究

在大单元展示前,学生需要进行自主学习和合作探究。通过查阅资料、观看视频、讨论交流等方式,深入了解大单元的主题和内容。小组合作可以帮助学生相互学习、取长补短,提高学习效果。

3.4. 展示交流与评价

在大单元展示中,学生需要展示自己的学习成果和探究过程。可以通过思维导图、PPT、视频等多种形式进行展示。同时,其他学生可以提出问题和建议,进行互动交流。展示结束后,教师需要对学生的展示进行评价和反馈,帮助学生总结经验、提升能力。

为了更好地理解打单元展示的教学效果,本文将探讨其与深度学习的结合。

3.5深度学习在大单元展示中的体现

3.5.1 深度理解

深度学习强调学生对知识的深入理解。在大单元展示中,学生需要通过自主学习和合作探究,掌握知识的本质和内在联系,形成深刻的认识和理解。

3.5.2 批判性思维

深度学习注重批判性思维的培养。如在《函数的概念》大单元展示中,C组学生需要对他们学习成果和探究过程进行反思和评价:通过研究弄清函数的本质,解决了困扰已久的函数问题。同时,对其《函数性质》组的展示也可以提出质疑和建议,培养批判性思维和创新精神。

3.5.3 迁移应用

深度学习强调知识的迁移应用。A组在《三角函数》展示中,为了让大家更形象的掌握三角函数之间的关系,加深对三角函数的理解和记忆,提高实践能力和创新能力。A生将Sinx比喻为“赛先生”Cosx比喻为“余小姐”Tanx比喻为赛先生与余小姐的儿子“小谭”,形象说明了三个三角函数之间的关系。

3.5.4 深度学习活动设计

深度学习活动设计注重学生的主体地位,设计多种形式的活动。小组合作探究鼓励学生分组探讨知识点,通过团队协作解决问题,培养团队精神与协作能力。实践活动引导学生将数学知识应用于生活,感受数学的实用价值。拓展学习提供丰富的拓展资源和挑战性问题,激发学生求知欲,培养他们的自主学习能力。如B同学在展示“集合与不等式”主题时,拓展了柯西不等式和伯努力不等式。

3.5.5. 课程资源与支持体系

为支持活动的实施,我们构建了全面的课程资源与支持体系。首先,精心打造丰富的课程体系,涵盖知识点讲解、例题分析、习题训练及拓展学习资源。其次,通过生态德育课程、班会课、学科培训等方式,提升学生学习、合作、展示的能力。其三,利用元旦长假让学生自主梳理、融合知识,并通过线上和线下交流合作;其四,元旦收假后,教师从作业中选出优秀小组作为模板,进行展示、查找问题并提出整改意见和要求,如优秀小组代表A组展示时,要求A组所有成员、各组正负组长到位进行倾听、质疑、提出,并汇报本组开展中遇到的问题,大家一起研讨解决办法。其五,按照各组展示-同学提问、质疑-教师点评-学生评价-各组反思的流程,展示各组研究成果。其六,统计评比优胜组并颁奖。此外,定期举办学术交流及问题研讨活动,为学生搭建对话、拓宽其学术视野与认知边界。

四、课堂教学实现深度学习的策略研究

传统教学侧重知识传授与记忆,学生被动接受,难以真正掌握知识内涵与应用。而深度学习以学生为中心,强调主动参与、深度思考和知识迁移,旨在培养高阶思维与创新素养,使学生更好适应未来社会发展需求。笔者通过分析经验与知识转化、深度加工把握知识本质、模拟社会实践及引导知识发展价值评价等方面,阐述各要素对促进深度学习的重要作用,为提升教学质量提供理论支持与实践指导。

4.1 经验与知识的相互转化

经验与知识的相互转化是深度学习的关键。通过"联想与结构"活动,学生能将抽象知识与具体生活经验结合,实现知识深度内化。例如,在学习立体几何时,学生通过观察篮球形状,联想球体几何特性,进而理解表面积和体积公式。结构化知识可在后续学习中被联想调用,实现经验与知识的相互滋养。如,在使用直线与单位圆相交的终点P点来定义三角函数的三个函数的定义,联想到“一门三进士”来类比记中三个三角函数之间的关系“一点三函数”。

维果斯基的最近发展区理论认为,学习与发展是社会化合作活动,学生在头脑中构筑自我理解。教师作为促进者,应指导、激励学生全面发展。例如,在概率教学中,教师可引导学生结合生活经历理解概率统计应用,使外在知识与学生建立生命联系,成为其自觉发展的营养。

4.2 通过深度加工把握知识本质

学习活动应聚焦原理性知识,而非碎片化信息。学生应从记忆事实转向通过主动活动深入理解知识本质。教师可设计深度活动,帮助学生对学习对象进行深入探究。例如,在三角函数诱导公式教学中,通过不同情境和问题设置,让学生从多角度理解两角关系,从变式中把握本质。一旦掌握本质,学生就能辨别所有变式,实现举一反三。

深度加工能促使学生深入思考,培养批判性思维和创新能力。例如,在诱导公式教学中,学生通过观察、分析和推理图像,深入探究两角度差或和等于π/2的本质,而非仅停留在记住结论层面。

4.3 模拟社会实践的教学活动

深度学习不仅强调知识迁移与应用,更注重其教育价值。"迁移与应用"被视为学生模拟社会实践的机会,既包括综合运用知识,又能实现综合育人。例如,在《函数的应用》大单元学习中,学生综合运用多学科知识开展社会调查活动,解决实际问题,不仅提高知识运用能力,还培养团队合作、沟通能力和社会责任感。这种模拟实践活动强化学生与社会的联系,为其正式进入社会实践做好准备。

五、引导学生进行价值评价

在引导学生进行价值评价的过程中,教师不仅要关注学生对知识点的掌握,还要引导他们深入思考知识的发现、发展过程以及学习过程本身的意义。以下是具体的策略,帮助学生更好地进行价值评价,培养批判性思维和价值观。

5. 1.问题引导与深度思考

通过提出一系列多角度的问题,引导学生从不同角度思考知识的价值。例如,在立体几何教学中,可以问:“这道题目提供了什么条件?与哪些知识相关?需要解决什么问题?用什么知识来解决?基本思路是什么?解题依据是什么?还有没有其他解法?解决这类问题需要注意哪些事项?还可以如何变式?与哪些学科或知识点相关联?如何应用到实际生活情境中?”这些问题不仅帮助学生理解知识本身,还促使他们思考知识的应用和意义。

鼓励学生质疑和反思,提出自己的见解,促进批判性思维培养。例如,可以让学生讨论某种解题方法的优缺点,或者探讨某个数学定理在实际生活中的应用价值。

5. 2. 角色扮演与情境模拟

通过角色扮演(如直播带货、设计师),模拟实际问题解决过程。既能帮助学生理解知识的实际应用,又能让他们体验到知识的社会价值。

设计真实或虚拟的情境,让学生在情境中应用所学知识。例如,可以设计一个建筑项目,让学生运用立体几何知识进行设计和计算,从而理解数学在工程中的重要性。

除了角色扮演和情境模拟,多元化的评价也是提升学习效率的重要手段。

5. 3. 多元化评价与反馈

多元化评价方式:采用多种评价方式,如课堂表现、任务完成质量、展示情况及实践活动成果等,全面评估学生的学习效果。每位学生都可以作为评委,参与评价过程,这不仅提高了学生的参与度,还培养了他们的评价能力。

及时反馈与指导:教师在每次小组展示后提供及时反馈,帮助学生认清自己的学习状况与进步空间,调整学习策略,实现更高效的学习。

5. 4. 数学文化融入与探究活动

数学文化融入不仅提升同学们的科学精神,还增强他们对数学学科的兴趣和认同感。如在《函数的概念》展示中,D组团队通过小论文、发展史视频等形式,引导同学了解数学的发展历程,认识数学在科学技术、社会发展中的作用。在数学探究活动的设计中,教师应分步实施,引导学生从类比、模仿逐步过渡到自主创新,通过螺旋式活动过程积累发现和解决问题的经验,养成独立思考与合作交流的习惯。

5. 5. 大单元主题活动与深度学习

通过设计大单元主题活动,如假期手抄报主题活动,激发学生的主动性和能动性。深度学习活动帮助学生获得结构良好、迁移功能强的知识,同时实现精神成长。

教师应注重整体教学设计,大单元展示等创新形式不仅能促进深度学习,也为新高考背景下的教学改革提供了新思路。

5. 6. 反思与总结

在每次活动结束后,引导学生进行反思,总结自己的收获和不足。通过反思,学生可以更好地理解知识的价值,并形成正确的价值观和思维方式。

通过以上教学策略,教师能够有效引导学生进行价值评价,培养其批判性思维与价值观,进而实现深度学习与全面发展。数学知识或许会随时间流逝,但数学精神与思维方法如同永恒的灯塔,持续指引学生,使其终身受益。深度学习不仅是触动学生心灵、激发内驱力的关键,更是落实学生核心素养的有效途径。展望未来,我们应不断优化教学策略,为学生的全面发展奠定更加坚实的基础。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部. (2017). 普通高中数学课程标准(2017年版). 北京:人民教育出版社.

[2] 张华. (2020). 深度学习:走向核心素养. 教育研究, 41(3), 45-52.

[3]李强. (2019). 大单元教学设计与实践研究. 数学教育学报, 28(2), 33-40.

[4]郭华. (2020). 深度学习的内涵与特征. 北京师范大学出版社.

[5]高中数学必修一教材. (2025). 人民教育出版社.

[6]深度学习与数学教学. (2024). 教育科学出版社.

[7]易进.郭华.(2025)对课堂教学语境下“深度学习”内涵的深度解读.中国基础教育.2025年第1期。

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