基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)方法探究

摘 要：隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，深度學(xué)習(xí)已成為教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，高階思維能力的培養(yǎng)對(duì)提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和解決問題的能力至關(guān)重要。文章旨在探討基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)方法，以期為提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；小學(xué)數(shù)學(xué)；高階思維能力；培養(yǎng)方法

中圖分類號(hào)：G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-8918（2024）45-0060-04

深度學(xué)習(xí)是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能技術(shù)，通過模擬人腦的學(xué)習(xí)過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理和分析。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，深度學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)和規(guī)律，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。高階思維能力是指學(xué)生在解決復(fù)雜問題時(shí)所表現(xiàn)出的高層次認(rèn)知能力，包括分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等能力。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力有助于提升學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新精神。

一、 當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題

（一）課堂教學(xué)氣氛較為沉悶

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂常籠罩在嚴(yán)肅氛圍中。教師往往機(jī)械地傳授課本知識(shí)，缺乏與學(xué)生間的有效互動(dòng)，這種單向的教學(xué)模式讓教師難以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)策略。久而久之，學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，課堂變得沉悶乏味。此外，數(shù)學(xué)教師的嚴(yán)肅態(tài)度也讓學(xué)生感到疏離，無法感受到教師的熱情與榜樣力量，不僅影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，還消磨了他們的學(xué)習(xí)自信心，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科產(chǎn)生了負(fù)面影響。

（二）課堂上師生之間缺乏有效互動(dòng)

在傳統(tǒng)小學(xué)課堂上，教師往往占據(jù)主導(dǎo)地位，忽視了學(xué)生的主動(dòng)性和參與度，這種單向的教學(xué)模式不僅抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還使得課堂變得單調(diào)乏味。教師長時(shí)間授課，學(xué)生鮮有反饋，互動(dòng)提問流于形式，無法真正激發(fā)學(xué)生的思維活力。課堂上缺乏有效的師生、生生互動(dòng)，教師難以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，教學(xué)方法也得不到及時(shí)調(diào)整。課后反思受限，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生需求脫節(jié)，大大降低了教學(xué)效率，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此，改革課堂模式，提升學(xué)生主體地位，勢(shì)在必行。

（三）教學(xué)過程不注重學(xué)生的個(gè)性化

學(xué)生擁有不同的興趣、天賦和學(xué)習(xí)速度。然而，在小學(xué)實(shí)際教學(xué)中，往往存在一些限制學(xué)生個(gè)性化的因素。一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常注重知識(shí)的灌輸和應(yīng)試能力的培養(yǎng)，而較少關(guān)注學(xué)生的興趣和特長，這種模式下，學(xué)生往往被要求按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)，難以展現(xiàn)自己的個(gè)性和特長。另一方面，部分教師可能缺乏對(duì)學(xué)生個(gè)性化的認(rèn)識(shí)和尊重，傾向于使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而不愿意嘗試新的教學(xué)方式和工具，以滿足學(xué)生的個(gè)性化需求。

二、 深度學(xué)習(xí)視域下小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維培養(yǎng)的重要意義

深度學(xué)習(xí)視域下小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維培養(yǎng)的重要性不言而喻，不僅在于加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的領(lǐng)悟，更在于潛移默化中培育學(xué)生的高階思維技能，這種技能遠(yuǎn)非簡單的算術(shù)或公式應(yīng)用可比，而是涵蓋分析、綜合、評(píng)判及創(chuàng)新等多個(gè)維度，成為學(xué)生未來學(xué)術(shù)探索和發(fā)展中至關(guān)重要的能力。

深度學(xué)習(xí)的引入，使小學(xué)數(shù)學(xué)教育不再局限于傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，而是向培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變，在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生不再是知識(shí)的被動(dòng)接受者，而是轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索者與創(chuàng)新者，從大量數(shù)據(jù)中提煉關(guān)鍵信息，通過構(gòu)建和訓(xùn)練模型，不斷磨煉自己的分析、推理與歸納本領(lǐng)。

深度學(xué)習(xí)所孕育的高階思維，對(duì)學(xué)生面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和創(chuàng)新性解決問題至關(guān)重要，這樣的能力讓學(xué)生在學(xué)習(xí)旅程中更加得心應(yīng)手，為日后創(chuàng)新實(shí)踐與社會(huì)融入打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。深度學(xué)習(xí)所倡導(dǎo)的探索和發(fā)現(xiàn)過程，極大點(diǎn)燃學(xué)生的求知欲與興趣火花。在解決現(xiàn)實(shí)問題的實(shí)踐中，學(xué)生能親身感受到數(shù)學(xué)的魅力與實(shí)用性，更加珍視數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，孕育出持續(xù)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。

三、 基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)方法

（一）設(shè)置教學(xué)情境

多數(shù)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)還是較為陌生，但如果教師設(shè)置情境讓數(shù)學(xué)進(jìn)入生活，可大大增加學(xué)生課堂的參與感。教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略數(shù)學(xué)的文化魅力，以興趣為導(dǎo)入環(huán)節(jié)，開始課堂教學(xué)內(nèi)容。不管是什么類型的課堂情境設(shè)置，教師在設(shè)置情境時(shí)要注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并要學(xué)生有所思考，進(jìn)而才能把更高層次的問題分析、思考問題、綜合知識(shí)運(yùn)用到解題過程中。對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，必然需要教師引導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生去發(fā)掘數(shù)學(xué)的重要價(jià)值，以此產(chǎn)生興趣。教師在日常教學(xué)中常用的是情景式教學(xué)，小學(xué)數(shù)學(xué)有些知識(shí)描述是比較抽象難于理解，教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)形象的教學(xué)情景去幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂之中，在情境中尋找數(shù)學(xué)知識(shí)中存在的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維從而提高教學(xué)質(zhì)量。比如，在課堂中創(chuàng)設(shè)老鷹抓小雞游戲的情境，教師扮演老鷹，所有學(xué)生扮演小雞，抓到的都放進(jìn)教室里，沒抓到的就在教室外邊，當(dāng)然抓到的也可以跑出去，抓到的記為正數(shù)，跑出去的記為負(fù)數(shù)，在這一過程中讓學(xué)生認(rèn)識(shí)有理數(shù)及加減法原則，這不僅學(xué)習(xí)了教師課堂上講授的數(shù)學(xué)知識(shí)，還將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活實(shí)踐中，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用和創(chuàng)新能力。教師在創(chuàng)設(shè)情境的時(shí)候可以創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的場(chǎng)景，盡可能滿足學(xué)生的喜好，從而充分吸引學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）自主學(xué)習(xí)

學(xué)生是課堂的主體，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)探究、實(shí)踐探索，在這一過程中，學(xué)生的思維方式將受到潛移默化的影響。教師將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)給予學(xué)生，讓學(xué)生在探索知識(shí)的過程中自主建立知識(shí)體系，自主篩選信息，并將其進(jìn)行處理加工，這一過程屬于決策性思維的發(fā)展，學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)科中的決策性思維，決定了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中，決策性思維貫穿始終。學(xué)生多次重復(fù)這一過程，進(jìn)而從中獲得提高決策性思維的能力，從而使自身的思維能力和品質(zhì)也有所提高。

以“分?jǐn)?shù)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)算”為主題。在深度學(xué)習(xí)理念的指導(dǎo)下，教師首先為學(xué)生營造開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)他們通過自主學(xué)習(xí)來探索分?jǐn)?shù)的概念。教師為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，包括課本、教學(xué)視頻、在線互動(dòng)平臺(tái)等，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在學(xué)習(xí)過程中，教師要求學(xué)生自主閱讀課本，觀看教學(xué)視頻，理解分?jǐn)?shù)的定義和基本性質(zhì)。其次，教師設(shè)計(jì)了一系列具有挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。例如，教師提出“分?jǐn)?shù)與除法的關(guān)系是什么？”“如何比較不同分母的分?jǐn)?shù)大小？”等問題，要求學(xué)生通過獨(dú)立思考和小組討論來尋找答案。在自主學(xué)習(xí)和討論的過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表自己的觀點(diǎn)，提出疑問和假設(shè)，并嘗試用所學(xué)知識(shí)來解決問題。教師還通過在線互動(dòng)平臺(tái)實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)給予指導(dǎo)和反饋。為了培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，教師還設(shè)計(jì)了綜合性的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題：“如果你有一塊蛋糕，要平均分給5個(gè)小朋友，每個(gè)人能得到多少蛋糕？”這個(gè)問題需要學(xué)生將分?jǐn)?shù)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中，培養(yǎng)他們的問題解決能力和創(chuàng)新思維。

（三）實(shí)施小組自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

為了讓課堂學(xué)習(xí)更加高效，教師還可以在班級(jí)里劃分幾個(gè)小組，小組內(nèi)的成員之間可以互相討論教師提出的問題。在課堂講授過程中，可以讓學(xué)生之間相互討論來提高學(xué)生課堂參與的積極性，課堂中總會(huì)有部分學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)不太感興趣，學(xué)習(xí)起來缺乏積極性，他們數(shù)學(xué)成績可能不好，不敢參與到課堂學(xué)習(xí)中來，面對(duì)這種情況，教師可以通過劃分小組的方式積極引導(dǎo)學(xué)生去參與課堂學(xué)習(xí)，小組的分配也要盡量合理一些，小組成員包括成績優(yōu)等生和差生，讓他們?cè)谡n堂上相互討論，課下也可以讓成績好的學(xué)生去幫助成績較差的學(xué)生，共同提高數(shù)學(xué)成績，在課堂上，教師不僅要提出問題，還要鼓勵(lì)學(xué)生參與小組討論，激發(fā)他們的深度思考。特別是成績稍顯落后的學(xué)生，也被鼓勵(lì)大膽表達(dá)觀點(diǎn)，與教師和其他同學(xué)共同交流。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的討論結(jié)果，進(jìn)行有針對(duì)性的講解，使學(xué)習(xí)更加高效。小組合作探究的方式，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還加強(qiáng)了師生、生生之間的互動(dòng)，這種“學(xué)習(xí)幫扶”的模式，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，課堂上的自主探究實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要，有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新探究能力。教師在講解過程中應(yīng)先聚焦教材的重點(diǎn)知識(shí)，然后利用信息技術(shù)對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行直觀演示，使學(xué)生能深入地理解知識(shí)。此外，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，讓學(xué)生在實(shí)際操作過程中學(xué)習(xí)知識(shí)。例如，教師在講解三角形相關(guān)知識(shí)時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)演示展示三角形的邊、角、形狀特征以及各類三角形的關(guān)聯(lián)，并組織學(xué)生親自實(shí)踐，讓他們?cè)趧?dòng)手操作中深入了解三角形的性質(zhì)原理，這不僅提高了學(xué)習(xí)效果，還拓展了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（四）注重學(xué)科融合

基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)，旨在通過學(xué)科融合的方式，提升學(xué)生的抽象思維、歸納思維、邏輯推理、空間想象等能力。數(shù)學(xué)不僅是數(shù)字和公式的堆砌，而且是與現(xiàn)實(shí)生活緊密相連的學(xué)科。因此，我們應(yīng)將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科進(jìn)行有機(jī)融合，如科學(xué)、藝術(shù)、體育等，從而讓學(xué)生在跨學(xué)科的學(xué)習(xí)中拓展思維，提高解決問題的能力。在具體實(shí)施過程中，教師設(shè)計(jì)一些跨學(xué)科的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。例如，在科學(xué)課上，學(xué)生研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)用數(shù)學(xué)中的速度、時(shí)間和距離等概念進(jìn)行計(jì)算；在藝術(shù)課上，學(xué)生通過繪畫、雕塑等形式表現(xiàn)幾何圖形，加深對(duì)空間概念的理解。

以小學(xué)數(shù)學(xué)中“長方形和正方形的面積”這一知識(shí)點(diǎn)為例，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)任務(wù)。首先，在科學(xué)課上，引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的長方形和正方形物體，如門窗、課桌等，讓他們初步感受面積的概念。其次，在數(shù)學(xué)課上，通過實(shí)際操作和理論講解結(jié)合的方式，教授長方形和正方形面積的計(jì)算方法。最后，在藝術(shù)課上，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并制作具有特定面積的長方形或正方形作品，如一幅畫、一張海報(bào)等。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠掌握長方形和正方形面積的計(jì)算方法，還能在實(shí)際應(yīng)用中加深對(duì)面積概念的理解。同時(shí)，他們也能夠在完成任務(wù)的過程中，提高抽象思維、歸納思維、邏輯推理和空間想象等高階思維能力。

（五）合理利用輔助技術(shù)

合理利用課堂教學(xué)過程中的輔助工具可以讓學(xué)生更好地理解知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生幾何觀察能力、數(shù)學(xué)抽象理解能力的發(fā)展。教師需要注意弄清輔助工具的定位，目的是幫助學(xué)生深層次理解所學(xué)知識(shí)、促進(jìn)高階思維的發(fā)展。為此，教師需要熟練掌握硬件、軟件的使用，如白板、幾何畫板，可以讓問題直觀地?cái)[在學(xué)生面前，讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。例如，數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用：在數(shù)學(xué)教學(xué)中，使用數(shù)學(xué)軟件可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。如GeoGebra是一個(gè)流行的數(shù)學(xué)軟件，可以用來制作幾何圖形、展示函數(shù)、進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示等。視頻資源的應(yīng)用：使用視頻資源可以讓學(xué)生形象化地理解數(shù)學(xué)概念。例如，使用YouTube上的數(shù)學(xué)教學(xué)視頻，讓學(xué)生生動(dòng)地了解代數(shù)方程、幾何圖形等知識(shí)點(diǎn)。互動(dòng)教輔平臺(tái)的應(yīng)用：互動(dòng)教輔平臺(tái)可以促進(jìn)學(xué)生與教師之間的互動(dòng)交流，使得學(xué)生能夠更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，如百度文庫提供了大量數(shù)學(xué)教輔材料，學(xué)生和教師可以在平臺(tái)上進(jìn)行互動(dòng)交流。虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用：虛擬實(shí)驗(yàn)室可以讓學(xué)生在沒有實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件的情況下進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如使用PhET虛擬實(shí)驗(yàn)室，在不同的物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

（六）注重反思

教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程的梳理和歸納，引領(lǐng)學(xué)生總結(jié)課程的主要內(nèi)容，總結(jié)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的核心思想。注重反思是學(xué)生學(xué)習(xí)道路上一個(gè)自我總結(jié)、自我反省的過程，這會(huì)使學(xué)生學(xué)習(xí)遷移問題、學(xué)會(huì)思考，進(jìn)而達(dá)到反思大于“教”的教學(xué)效果。

教師引導(dǎo)學(xué)生將課程內(nèi)容進(jìn)行語言性表述，即是將課程內(nèi)容以學(xué)生的視角講述，教師將學(xué)生疑惑方面再加以詳細(xì)講解，幫助學(xué)生進(jìn)行深層次的反思總結(jié)。同時(shí)分層次布置作業(yè)讓不同水平的學(xué)生得到練習(xí)和收獲。培養(yǎng)高階思維有助于學(xué)生在當(dāng)代社會(huì)有一個(gè)更好的發(fā)展，但這個(gè)過程不可一蹴而就。因此，教師慢慢引導(dǎo)學(xué)生在課堂上有意識(shí)用問題進(jìn)行高階思維的訓(xùn)練，以提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)為追求的目標(biāo)。

（七）抓差異，重層次，促進(jìn)高階思維發(fā)展

小學(xué)數(shù)學(xué)教育中，培養(yǎng)學(xué)生高階思維至關(guān)重要，教師需要精準(zhǔn)把握并助力學(xué)生突破思維盲區(qū)。鑒于每位學(xué)生的思維特點(diǎn)各不相同，教師應(yīng)采取個(gè)性化教學(xué)策略，全面推動(dòng)學(xué)生思維能力的發(fā)展。

為切實(shí)提升學(xué)生的高階思維能力，教師首先需深入剖析學(xué)生的思維障礙，這些障礙通常源于對(duì)特定數(shù)學(xué)概念或應(yīng)用背景的理解不足。以“生活中的負(fù)數(shù)”為例，學(xué)生在不同情境下可能對(duì)負(fù)數(shù)的具體含義感到迷茫，教師需敏銳捕捉學(xué)生的困惑點(diǎn)，深入分析其成因。在明確學(xué)生的思維盲區(qū)后，教師應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的教學(xué)方法幫助學(xué)生消除這些盲區(qū)。將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)與學(xué)生的實(shí)際生活結(jié)合是一種有效的方法，通過探討“-2”在體溫計(jì)、電梯按鈕和收入報(bào)表等不同場(chǎng)合的具體意義，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入理解負(fù)數(shù)的多樣性與實(shí)用性，有助于學(xué)生思維更加明晰，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步促進(jìn)其高階思維發(fā)展。

四、 結(jié)論

綜上所述，基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)方法是一種創(chuàng)新的教學(xué)理念和實(shí)踐。然而，實(shí)施過程中仍需注意關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異、加強(qiáng)教師的專業(yè)素養(yǎng)和技能培訓(xùn)以及建立有效的評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制等問題。未來，我們將繼續(xù)深入研究基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)方法，探索更多有效的教學(xué)策略和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革與發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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作者簡介：陳旭飛（1989～），男，漢族，江蘇南京人，南京市江寧未來科技城小學(xué)，研究方向：小學(xué)數(shù)學(xué)。