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基于深度学习理念的高中数学新教材教学设计与实践

赵欣
  
广东教学报
2024年11期
珠海市实验中学

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【摘要】本文从深度学习理论与新教材单元教学设计的共同特征入手,介绍深度学习模型的四个步骤,分别是选择单元学习主题、确定单元学习目标、开展持续性评价、设计单元学习活动,并结合丰富的新教材单元设计案例,阐述深度学习理论在高中数学新教材单元教学设计的应用。

【关键词】高中数学;深度学习;新教材;单元教学;核心素养

数学学科核心素养的达成不是一蹴而就的,具有阶段性、连续性、整合性等特点。教师要准确理解不同核心素养的具体要求,目光不仅停留于每节课的具体教学目标,更要聚焦单元教学目标,整体把握教学内容,促进学生数学学科核心素养的连续性和阶段性发展。在全面推进新课标、新教材的大背景下,深度学习理论为学科教学提供了很好的理论借鉴。通过本课题研究,笔者总结发现深度学习和新教材之间有诸多相通之处:

1.新教材在知识的衔接、难度的进阶上更符合认知规律,更关注学科的本质及思想方法,注重发展学生的数学学科核心素养。

2.新教材紧密联系社会生活,反映社会生活发展、科技进步新变化。

3.新教材更符合学生的认知规律,注重激发其兴趣爱好和求知欲望,紧密关联生活相关经验。

如何在新教材的教学设计中实现深度学习理念呢?笔者认为,最重要的是掌握深度学习的本质。深度学习之“深”体现在系统结构中,“深”在教学规律中。单元教学是落实深度学习理论的绝佳途径。它要求教师把握好学科核心内容和学科核心素养之间的关系,遵循数学新课标,在新教材的教学设计中设置合理的单元教学主题,使学生的学科核心素养具象化,可培育、可干预、可评价。

一、选择单元学习主题

深度学习理论的重大突破是对“单元”的定义有所变化,由“内容单元”转变为“学习单元”,即一组彼此有关联的学习内容和学习活动。这一点与新教材是不谋而合的,相较于旧教材,新教材的分类更清晰,知识点更集中。比如,命题、常用逻辑用语调整为预备知识;坐标系与解析几何精密结合,并提升了难度。

在选择新教材的学习主题时,教师可以根据生源特点、学情、备课组对教材内容的理解和讨论,确定校本化的单元学习主题。具体可以参考三种思路:1.按照新教材的单元结构来设计;2.按照学科核心素养发展的进阶来组织,考虑具体的学习内容,跨学段来整合内容,如二次函数的图象与性质、常见不等式的解法;3.按照工具性能跨学科来组织,比如,对数运算与pH值、遗传规律里的排列组合公式。

二、确定单元学习目标

单元学习目标是指学生学完一单元所掌握的相应知识、技能、策略,习得能体现学科本质和思维的方法,以及情感态度、价值观的变化。比如,学生在克服一定的困难之后,收获了成就感,对未来的学习充满期待。

教师在设置单元学习目标的时候,要充分考虑新教材的考查重点。在笔者看来,在注重考查基础知识的前提下,新教材的内容加大了对数学学科的应用、数学文化的比重。每一个章节后面都有类似实际应用或者数学文化的相关探究,说明教师应重视培养学生对数学知识的运用能力,在确定单元学习目标的时候要充分考虑新教材的侧重点变化。

三、开展持续性评价

持续性评价是一种形成性评价,贯穿整个学习过程。持续性评价关注学生的学习情况,不仅包含横向的学科维度,即学生各学科核心素养发展的综合情况,还包含纵向的进阶发展水平,即学生和过去相比的自我发展增量。

案例链接:

一元二次函数、方程和不等式小结与复习第1课时

(1)演算过程中的表现:基本不等式中的两个运算对象可以有哪些变化(字母、数学式子)?必须满足什么条件?遇到复杂的式子可以如何处理?(数学运算)

(2)逆向思维的表现:同构法的思想方法(数学抽象)

(3)归纳总结过程中的表现:能否提炼恒成立问题的解决方法?能否形成分类讨论的意识?(数学建模)

一元二次函数、方程和不等式小结与复习第2课时

(1)演算过程中的表现:是否会比较两数的大小?是否会使用韦达定理?是否会因式分解?(数学运算)

(2)逆向思维的表现:是否理解方程的根与不等式的解之间的关系?(数学抽象)

(3)归纳总结过程中的表现:能否总结含参不等式的解法?(数学建模)

其中,作业是数学学科持续性评价的有力工具。为了发挥作业在过程性评价、复习巩固、促进素养提升等方面的功能,教师可以设计同步作业、滚动训练、命制试题、单元思维导图、阶段反思、跨学科研究报告、整理错题本等多元化作业形式,丰富学生的作业形态。

四、设计单元学习活动

学习目标的达成,离不开具体有效的学习活动。科学有效的单元学习活动要促进学生理解学习内容、落实学习目标、形成学习评价依据。这就要求教师在教学设计过程中,充分考虑单元学习主题、单元学习目标、学生现有基础等维度,设置一些具有实践性、探究性和辨析性的单元学习活动。有研究表明,有时间间隔的练习有助于记忆的改善。对于复杂、类似的知识,教师可以采用间隔练习、穿插练习、多样化练习的方法来提高学生的辨识能力,加深理解。

数据表明,一周安排一次测试,学生当周的回忆率可以从28%提升至39%.因此,教师可以考虑课前做滚动基础题热身,每周安排一到两次的随堂测验。

教师还应考虑学生的不同发展水平,引导学得好的学生分享学习成果,让学生之间、学生与教师之间变成良好的学习伙伴,营造合作的学习文化,使学生在同伴互助中获得成长。数学学科强调方法思路的形成过程,要让学习过程中隐藏的思维变得显性化。比如,教师可以让学生分享自己的解题思路,还可以连续追问,当计算结果不一致时,鼓励他们讨论,通过讨论矫正错误,使结论更严密。

基于深度学习理念,本课题通过新教材解析几何大单元教学的研究,重点探索高中数学新教材大单元教学设计与实践。难点是对解析几何大单元进行教学重构,并给出完整科学的教学设计,最终形成符合学生认知规律的大单元教学。在研究过程中,实现两个层面的结合:第一层面是教学理论和教学内容的实践结合,以此进行大单元教学设计,体现深度学习理念的实践、探索和反思过程,也对已有理论体系形成有益补充。第二层面是教学设计与教学实践的结合,在课题的研究过程中,结合高二、高三年级的教学课堂进行实践,通过理论框架和教案设计的实践修正,不断优化和完善研究结果,组建教师专业发展共同体,促成教师专业发展新模式。本课题通过大单元教学实践,促成学生对高中数学体系化认识,学会“数学地思考”。

[本文系珠海市教育科研规划课题2021年度资助项目“基于深度学习理念的高中数学新教材教学设计与实践——以《解析几何》的大单元教学为例”(课题编号:2021ZHGHKTZ15)研究成果]

参考文献:

[1]教育部.普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)[S].人民教育出版社,2020.

[2]教育部考试中心.中国高考评价体系[S].人民教育出版社,2019.

[3]刘月霞,郭华.深度学习:走向核心素养(理论普及读本)[M].教育出版社,2018.

[4]彼得·C·布朗,亨利·L·罗迪格三世,马克·A·麦克丹尼尔.认知天性——让学习轻而易举的心理学规律[M].中信出版集团,2018.

[5]唐鑫.高考数学满分突破秒杀压轴题系列2[M].沈阳出版社,2020.

责任编辑    黄洁珮

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