深度学习视阈下问题链在高中数学课堂教学中的应用研究
摘要
关键词
深度学习;问题链;高中数学;课堂教学;应用研究
正文
2020年,教育部印发的《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》明确指出,高中数学教学需以核心素养培育为核心目标,倡导通过问题导向式教学激活学生思维,强调教师应创设具有启发性的问题情境,引导学生从机械记忆转向深度探究,在解决实际问题的过程中建构数学认知体系,最终实现逻辑思维与学科素养的双重提升[1]。问题链作为由若干相互关联、梯度递进的问题构成的教学工具,能够搭建起知识探究的“思维阶梯”,教师在教学时需遵循贴启发性原则、可预见性原则、循序渐进性原则、精准性原则,推动学生从表象理解走向本质探究,确保问题难度与思维容量呈螺旋式上升,避免因跨度太大导致探究中断[2]。在深度学习理念下,高中阶段的数学教学更加强调对学生思维逻辑、问题分析等能力的培养,为构建高效课堂,提高教学质量,教师应基于深度学习的教育理念,充分发挥问题链在课堂教学中的作用与优势,以问题驱动激发学生的内在潜能,增强其逻辑思维能力,促进其全面发展。
1深度学习视阈下问题链在高中数学课堂教学中的应用现状
1.1应用成果
随着深度学习理念的推广,高中数学领域中问题链教学的实践已取得阶段性进展。部分教师已充分认识问题链对于激活课堂的核心价值,在教学中积极探索情境化问题设计,注重将抽象的数学概念与学生生活经验相联结。例如,在函数教学中,通过水电费阶梯计价、出租车分段收费等生活化案例构建问题链,引导学生从具体情境中抽象出变量关系,进而理解函数的本质内涵,增强知识的可感知性,激发学生的探究兴趣,使课堂参与度与思维活跃度显著提升[3]。同时,学校层面的支持体系也在逐步完善。部分学校已将问题链教学纳入重点教研范畴,通过专题培训、集体备课、案例研讨等形式,为教师提供方法论指导与交流平台,帮助教师突破传统教学模式的局限,推动教学创新经验的共享与迭代。
1.2应用问题
在实际教学中,问题链在高中数学课堂的应用仍存在一些问题,制约着深度学习与高效课堂的实现。
一是设计层面问题。部分问题链的情境设置陷入两极化困境,问题过于浅显,学生无需深度思考即可作答,难以触及思维训练的核心;情境复杂度远超学生认知水平,导致学生产生畏难情绪,学习主动性受挫,这种失衡使得问题链无法引导学生在认知冲突中实现能力跃迁。
二是实施过程偏差问题。课堂教学中,部分教师虽然精心设计问题链,但小组合作沦为形式,缺乏对探究过程的有效调控,导致讨论秩序涣散,“搭便车”现象普遍。同时,部分教师角色定位失当突出,他们过度掌控课堂节奏,频繁打断学生思考并急于给出标准答案,压缩了学生自主探究的思维空间,致使问题链的启发功能落空,教学效率与质量下降[4]。此外,部分教师对学生反馈的处理简单化,在否定错误答案时未剖析根源,对创新观点缺乏肯定,不仅挫伤学生学习热情,还导致难以从问题解决中获得成就感。
三是教学评价不健全问题。当前很多学校仍以考试成绩作为核心评价指标,忽视了问题链教学中学生的参与深度、思维品质提升等过程性要素,导致教师将教学重心局限于知识灌输与应试技巧训练,忽略问题链教学的真实目的,阻碍了教学实践的持续优化。
2深度学习视阈下问题链在高中数学课堂教学中的应用策略
2.1设计导入性问题,引入教学内容
新课导入阶段,教师运用问题链铺垫,有利于搭建新旧知识的联结桥梁,借助生活化场景与认知冲突激活学生的探究欲望,引起学生思考。教师立足学生已有经验,设计具有梯度的导入型问题,使新知融入认知体系时自然顺畅,引导学生初步了解本节课的教学重点和难点[5]。以人教A版“等差数列”教学为例,教师可以从具象情境切入,先邀请几名学生上台并观察按特定规则排列的队列,如每排人数依次递增3人,随后抛出递进式问题链“相邻两排的人数差有何特征?如果跳过中间一排对比,第4排与第2排的人数差,与相邻两排的差值存在怎样的关联?这种规律是否适用于队列任意位置的对比?”通过这些问题,能够驱动学生从直观观察转向量化分析,使其在记录数据、归纳规律的过程中,自主发现“差值恒定”的核心特征。此时教师再拓展实例,如年份增长、温度变化等,还可以引导学生识别并圈画出首项、公差等关键要素,使抽象的通项公式在问题解决中逐步显现。这种导入方式不仅规避了知识灌输的生硬感,还让学生在问题链的牵引下,经历“感知—归纳—抽象”的认知过程,自然而然的掌握新知识,为深度学习奠定基础。
2.2设计情景化问题,理清知识脉络
高中数学课堂教学中,教师深入解构教材知识逻辑后,将抽象数学概念嵌入真实且富有启发性的问题场景,借助情境化问题链搭建认知支架,能够帮助学生理清所学知识的发展脉络[6]。以人教A版“函数概念及其表示”教学为例,教师可以创设“共享单车骑行费用与时长的关系”“手机流量套餐资费随使用量的变化”等生活情境,通过阶梯式问题链引导探究,如“这两个情境中,哪些量的变化是相互关联的?当其中一个量确定时,另一个量是否唯一确定?“能否用数学符号描述这种对应关系?”通过这些情景化问题,教师可以通过有效引导,让学生在具体事例中抽象函数基本特征,包括“定义域”“值域”“对应法则”等核心要素。需要注意的是,教师在设计问题是需要保持连贯性,先以基础情境诱发认知冲突“为什么同样的通话时长,不同套餐费用不同?”,再通过递进问题“在学过程中,我们怎么用图像直观呈现这种差异?”推动思考向纵深发展,最终帮助学生建构“具体情境→图像表征→符号表达”的完整知识脉络。而且,教师在问题解决中嵌入旧知回顾,如初中函数定义,还能促进新旧知识整合,使学生在把握知识关联性的基础上,掌握知识整体框架和发展方向,打好深度学生扎实知识基础。
2.3设计探究性问题,积累数学经验
在核心素养导向与深度学习理念下,教师开展高中数学课堂教学活动应以探究性问题链为载体,引导学生在自主探索中积累数学活动经验,培育科学探究精神。教师通过结合教学内容设计具有开放性与挑战性的问题,不仅可以为学生预留独立思考与合作研讨的空间,还可以让学生在问题解决中深化知识理解、提升应用能力[7]。以人教A版“圆锥曲线的方程”教学为例,教师可以构建阶梯式探究问题链,在初始授课阶段,通过回顾椭圆定义与标准方程推导过程奠定基础,并引入著名数学家“阿波罗尼奥斯”研究圆锥曲线的历史背景,以“古代数学家如何从圆锥截面中发现曲线规律”的故事激发探究兴趣。然后抛出核心问题“在学习过程中,你们发现椭圆与双曲线的几何性质存在哪些异同?能否从定义出发对比分析?”引导学生从焦点位置、离心率范围、对称性等方面进行知识点归纳,使其在对比中深化对概念本质的认知。当学生掌握双曲线基本性质后,教师可以进一步提出进阶问题“双曲线的渐近线方程是如何推导的?能否借鉴椭圆方程的推导思路,结合距离公式完成论证?”这些问题将新旧知识关联,学生能够调用比例运算、点到直线距离等已有经验,在逻辑推演中体会数形结合思想。最后,教师可以设计整合型问题链“除课本给出的定义外,双曲线还可通过哪些条件定义?这些定义背后体现了怎样的数学思想?”推动学生从多角度梳理知识,发现动点轨迹、距离差定值等定义间的内在联系,提炼分类讨论、转化与化归等思想方法。
在上述整个探究过程中,教师能够引导学生通过独立思考、小组协作完成从性质归纳到公式推导,再到定义拓展的完整认知闭环,通过在关键节点提供方法提示的方式,能够引导学生规避思维误区,让学生积累更多的曲线方程推导经验,培养其从特殊到一般、从具象到抽象的数学思维方式,为深度学习提供能力支撑。
2.4设计总结性问题,完善知识体系
在高中数学课堂教学中,总结性问题链能够帮助学生将碎片化知识升华为系统认知的关键工具,引导学生通过主动梳理,厘清知识间的逻辑关联,构建结构化的知识体系。教师可以针对单元或章节核心内容,设计具有概括性与关联性的问题序列,推动学生从“知识记忆”走向“意义建构”。例如,教师在教学人教A版“幂函数”单元知识时,可以构建多层级总结性问题链。第一,从概念本质切入,提出“幂函数的一般形式是什么?为什么规定为y=xa(a为常数)?与y=ax(指数函数)的形式差异背后,反映了怎样的变量关系本质?”,让学生在对比辨析中强化概念精准性。第二,聚焦性质关联,设计“当指数a取不同数值(正整数、负整数、分数)时,幂函数的定义域、单调性、奇偶性会呈现怎样的规律?其奇偶性又有什么特点?能否用数轴或表格梳理这些规律与指数的对应关系?”,引导学生从特殊到一般归纳性质变化逻辑。第三,将知识延伸至实际应用,设计“复利计算中本利和与时间的关系、天体运动中轨道半径与周期的关系,为何可用幂函数模型描述?这些实例中,指数的取值对模型意义有何影响?”等问题,打通理论与实践的联结。第四,指向知识网络构建,提出“如果将幂函数置于基本初等函数体系中,它与指数函数、对数函数在图像变换、运算性质上存在哪些互逆或互补关系?是否可以用思维导图呈现这些关联?”。
同时,在问题解决过程中,教师还可以引导学生采用“个人梳理—小组补充—全班提炼”的流程,先让学生独立完成问题应答,再借助列表、图像等工具可视化知识关联,最后通过小组讨论修正认知偏差,如辨析“y=x+1、y=
、y=2x2是否为幂函数”等易错点,使全班聚焦“幂函数性质与指数的依存关系”、“与其他函数的本质区别”等核心议题,形成共识性知识框架。教师设计这样的问题链,能够以问题链为支架,帮助学生巩固幂函数的定义、性质及应用,使其在比较、关联、整合中把握知识的系统性,培养学生“用联系的观点看问题”的数学思维,构建出更加完善系统的知识体系,进而为后续学习中的知识迁移与综合应用奠定坚实的基础。
综上所述,深度学习视阈下问题链在高中数学课堂的应用,既展现出积极成效,也面临现实挑战。实践表明,问题链的应用,有利于理解数学知识的本质内涵,增强知识的可感知性,激发学生的探究兴趣,还有利于教师突破传统教学模式的局限,推动教学创新经验的共享与迭代,推动学生全面发展。然而,设计失衡、实施偏差与评价单一等问题,仍制约着问题链教学效能的充分发挥。在实际的课堂教学中,高中数学教师应强化问题链设计的精准性与梯度性,贴合学生认知规律,平衡教学节奏与互动深度,并将思维发展与能力提升纳入评估维度,通过导入性、情景化、探究性及总结性问题链的系统设计,有效激活学生思维,促进知识的主动建构与体系化整合,为核心素养培育提供可行路径,为学生深度学习的落地提供持续动力。
参考文献:
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[6]梁小甜.深度教学背景下高中数学问题情境教学探究[J].中文科技期刊数据库(全文版)教育科学,2025(5):173-176.
[7]刘晓华.基于新课标的高中数学问题探究式教学策略探索[J].中文科技期刊数据库(全文版)教育科学,2025(1):175-178.
作者简介:李冬雪(1980.11--),女,广西博白人,汉族,本科学历,高中数学教师,南宁市第二中学,研究方向:高中数学教育
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