基于深度学习的小学数学结构化教学

韩艳丽 高敏

随着社会的快速发展和科技的日新月异，将深度学习应用于小学数学教学已经成为一种迫切的需求。深度学习能够为小学生提供更个性化的学习体验。小学数学作为基础学科，在学生的学习中占据着重要地位。然而，当前小学数学教学普遍存在着结构化不足的问题，学生难以理解数学知识的层次结构以及它们之间的关联，导致他们缺乏整体性的数学思维能力。为此，本文探究基于深度学习的小学数学结构化教学，以帮助学生更好地理解数学知识，提高学生的数学思维能力。

一、结构化教学的内涵

结构化教学是一种教学方法，强调教师根据学生的学习需求和能力水平，有目的地组织和呈现课程内容。在结构化教学中，教师不仅是知识的传递者，更扮演着学生的引导者和支持者的角色。这种教学方法注重课堂秩序，旨在增强学生的学习效果和学习体验。

首先，结构化教学要求教师清晰明确地规划和设计课程内容。教师应该有一个清晰的教学目标，并且将课程内容分解为一系列有层次、有逻辑关系的知识点和技能点。只有这样，教师才能在课堂上有条不紊地进行教学，确保学生系统地理解和吸收所学知识。其次，结构化教学要求教师使用多种有效的教学策略。教师应当根据学生的不同学习需求和学习风格，选择合适的教学材料和教学方法。例如，在授课过程中，教师可以采用直观生动的图像、案例分析，或者通过小组合作、讨论互动等方式来激发学生的学习兴趣。再次，结构化教学强调对学生个体差异的关注。教师应该了解每个学生的学习特点和学习能力，并根据学生的不同情况进行个性化的教学安排。教师可以鼓励学生提出问题、解决问题，同时提供必要的指导，使每个学生都能在教学过程中获得成长。最后，结构化教学需要教师对学生的学习过程和学习效果进行及时评估。教师应该建立有效的评价机制，通过日常观察和测验等方式了解学生的学习进展，并及时给予学生正面鼓励和针对性的反馈。这种及时评估与反馈能够帮助学生发现自身的不足和进步的方向，增强他们的学习动力。

二、深度学习下的小学数学结构化教学的意义

首先，深度学习作为一种强大的机器学习技术，能够提供更加智能化和个性化的教学方法和教学内容，从而为学生提供优质的数学学习体验。通过深度学习算法的运用，教师可以根据学生的学习特点和能力水平灵活调整教学策略，使每个学生都能在适当的时间和层次上进行数学知识的学习。其次，深度学习可以帮助学生建立扎实的数学基础，培养他们的数学思维和解决问题的能力。通过深度学习技术，学生能够深入地理解数学概念和数学原理，掌握数学方法，并将其应用于解决实际问题的过程中。这不仅可以提高学生对数学的兴趣，还可以培养他们的创新精神和团队合作能力，未来面对复杂的数学问题时，学生能够独立思考。最后，深度学习技术的应用还可以丰富教学资源和教学手段，提升数学教学的趣味性。教师引入虚拟实境、人工智能等技术，在课堂上创设生动有趣的学习环境，能够有效激发学生的学习兴趣。同时，深度学习还可以进行大规模数据的分析和挖掘，为教师提供更加准确、全面的评估结果，为教学改进和个性化辅导提供有力支持。

三、小学数学教学工作中存在的问题

（一）教师对深度学习技术的理解和应用有限

首先，深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法，通过多层次的神经网络进行信息处理和模式识别。这种技术可以对学生的学习情况进行更加精准的分析，为教师提供详细的学习指导和反馈。然而，由于缺乏相关知识和培训机会，很多教师对深度学习的概念并不了解，他们可能只是听说过深度学习这个词，但是没有真正理解其背后的工作原理和应用场景。

其次，教师在应用深度学习技术方面也存在一定的困难。个性化教学是教育领域的一个重要议题，深度学习技术能够根据学生的个体差异进行精准的教学推荐。然而，由于缺乏对深度学习的了解，教师可能无法有效地利用这种技术来进行个性化教学。例如，假设教师想根据学生的学习情况设计合适的教学内容，但是并不清楚如何使用深度学习技术来实现这一目标，在这种情况下，即使有了先进的技术手段，教师也无法将其应用到实际教学中。

（二）缺乏有效的教育数据采集和管理系统

深度学习依赖大量的数据输入和分析，然而，目前很多学校在数据采集和管理方面仍然存在困难。教育数据的收集没有一个统一的标准，导致数据来源和质量存在差异。同时，针对小学数学的教育数据采集工具相对较少，限制了深度学习技术的应用范围和效果。

首先，教育数据的收集缺乏一个统一的标准，导致教育数据来源和质量存在差异。各个学校、教育机构甚至各个教师都有自己独立的数据采集方式和标准，缺乏共同的规范和指引，这不仅给数据的收集带来了困难，也使得后续的数据分析和应用变得困难。因此，建立一个统一的、科学合理的教育数据采集标准势在必行。

其次，在小学数学教育领域，教育数据采集工具种类相对较少，限制了深度学习技术的应用范围和效果。目前，大多数学校还停留在传统的课堂教学模式中，缺乏对数字化教育工具的广泛应用。而深度学习正是依赖大量数据的输入和分析来提高学生的学习效果，因此，有必要加强对教育数据采集工具的研发，特别是在小学数学教育领域。

（三）学生和家长对深度学习技术的接受程度不高

在信息时代，深度学习技术作为一种革命性的学习模式，正在不断推动教育领域的变革。然而，对于小学阶段的学生和家长来说，他们可能更关注的是知识的传授和考试成绩，对于深度学习技术的潜在益处并不十分了解。缺乏对深度学习的认知，可能会影响其在教学过程中的积极参与。

首先，针对学生而言，他们未能认识到深度学习技术对提高学习效果的重要性。深度学习技术可以根据学生的不同特点和学习进程提供个性化的学习内容，帮助学生更好地掌握知识。然而，由于对于深度学习技术的了解不够深入，学生往往无法充分认识到这些潜在的优势，难以在学习中积极主动地接受这种技术的辅助。

其次，在家长群体中也存在着类似的情况。家长更关注孩子取得的成绩和升学机会，往往容易忽视深度学习技术对培养学生创造力、解决问题能力以及合作精神等方面的积极影响。他们可能认为传统的教育方式更加可靠，对于新兴技术持保留态度。

四、深度学习下的小学数学结构化教学策略

（一）融入实践，开展小学数学结构化教学

融入实践，具象化数学认知是小学数学结构化教学的重要环节。将抽象的数学概念与具体的实际场景相结合，学生能够更加深入地理解数学原理，从而提高他们数学能力。

首先，教师应该充分利用现代技术手段，如智能教学平台、虚拟实境等，辅助小学数学教学。这些工具能够提供直观生动的视觉体验，使学生更加主动地参与到学习中来。通过互动式的教学方式，学生能够在实践中探索数学的奥秘，培养探究精神和解决问题的能力。

其次，教师应该注重数学知识的系统性和延伸性。数学不仅是简单的运算和公式，还是一个完整的体系。在教学中，教师需要将不同的概念和知识点有效结合起来，形成一个完整的思维框架，引导学生建立数学思维的逻辑链条，使其更好地理解数学的核心概念，同时将所学知识应用到实际问题中去。

再次，教师需要注重培养学生的数学思维和解决问题的能力。在传统的教学中，学生将很多时间花费在机械的计算上，缺乏对问题的深入分析。因此，教师应该改变传统的教学方式，引入启发式的教学方法，让学生自主探究问题、解决问题，培养他们的逻辑推理能力和创新思维，使他们在面对复杂的问题时能够灵活应对。

最后，教师应关注小学数学教师的专业发展。数学教师作为教学的主导者，其专业水平和教学能力直接关系着学生的学习成果。因此，学校需要加强对数学教师的培训，提供更多的教学资源和支持。同时，鼓励教师参与教学研究，不断更新教学理念，从而提高教学质量和专业素养。

（二）知识串联，系统化数学认知

首先，教师要明确数学知识的结构化框架，将各个知识点有效地组织起来，采用分类归纳、联系贯通等方式，将数学知识串联起来，让学生看到不同知识点之间的内在联系和逻辑关系。例如，在教授数学运算知识时，教师可以引导学生思考不同运算之间的联系，帮助他们建立起整体的数学运算思维。

其次，教师应当注重培养学生的探究精神和自主学习能力，引导学生提出问题、发现规律、探索解决方法，激发他们的学习兴趣。教师还可以设计一些开放性的问题，让学生自主思考，从而培养他们的数学思维和创造力。

再次，教师需要提供多元化的教学资源，以满足不同学生的学习需求。利用多媒体、教学软件、互联网资源等工具，为学生提供丰富的学习材料，使他们在不同的学习情境下进行实践和应用。同时，教师可以结合学生的个性特点和学习目标差异化地安排教学任务，让每个学生都能得到有效的学习支持。

最后，教师需要及时反馈学生的学习成果，并根据反馈结果进行调整。通过课堂练习、小组合作等方式，教师能够及时了解学生对知识的掌握情况，并及时给予其肯定或指导。同时，教师需要根据学生的学习表现做出相应的调整，以帮助学生更好地提高自身的数学水平。

（三）巧设问题，结构化数学认知

首先，结构化教学法可以帮助教师巧妙地设计问题。在传统的数学教学中，教师往往直接呈现给学生一些概念和公式，然后通过大量的例题进行巩固，这种方法可能导致学生被动学习、机械记忆，缺乏对数学知识的深入理解。相反，结构化教学法注重培养学生的探究精神和创造力。教师可以精心设计问题，引导学生主动思考和探索，从中发现数学规律和思维模式。

其次，结构化教学法能够帮助学生建立数学认知结构。数学是一门逻辑性较强的学科，需要学生建立起清晰的认知结构。教师采用结构化教学法，可以将数学知识进行层层分解，帮助学生理清数学的逻辑关系和内在联系。通过反复实践和巩固，学生逐渐形成完整的数学认知结构，并在解决问题时灵活运用所学知识。

最后，结构化教学法在实际教学中有很多成功实例。例如，在学生学习加减法的过程中，教师可以设计一系列的问题，让学生从中发现加法与减法之间的关系。通过问题链的设置，学生能够逐步掌握加减法的运算规则，并熟练应用于解决实际问题的过程中。这种结构化的教学法不仅提高了学生的数学计算能力，而且培养了他们的逻辑思维和问题解决的能力。

（四）拓展思维，加深数学认知

首先，教师应注重培养学生的探索精神，引导学生进行实际操作，鼓励他们提出问题、猜测答案并进行验证。例如，在教授几何形状的时候，教师可以给出一些具有不同形状的物体，让他们自己观察并总结规律，进一步认识形状的属性。

其次，教师应该采用多样化的教学方法，结合多种资源和工具。教师不仅可以利用教科书上的例题进行讲解，还可以引入平板电脑、互动白板等现代化的教学工具，为学生提供直观的图形和模型展示，加深他们对数学概念的理解。

再次，教师应该设计一些趣味性十足的数学游戏活动，使教学过程更加具有吸引力。例如，设计数学竞赛或团队合作活动，让学生在竞争与合作中学习数学知识。这种方式既能够激发学生的学习兴趣，又能够培养他们的团队精神和合作能力。

最后，教师需要根据学生的实际情况进行个性化辅导，提供额外的学习资源。每个学生的学习能力和兴趣都有所不同，教师可以根据学生的特点给予不同程度的支持，同时，鼓励学生参与数学竞赛等活动，拓宽他们的数学视野。

五、结语

在当今日益发展的信息化时代，教育领域迎来了前所未有的机遇与挑战。尤其是小学数学教学，作为培养学生逻辑思维与创新能力的重要环节，急需创新的教学方法。深度学习作为一种强大的人工智能学习法，被广泛应用于各个领域，提供了一个全新视角，通过深度神经网络模型，将海量的数学知识进行有效分类和组织，形成清晰的知识结构。这种结构化教学使学生能够更好地理解数学知识脉络和内在逻辑，加深对数学概念和原理的认识。同时，结构化教学有助于培养学生的思维能力和问题解决能力，让他们能够灵活运用所学知识解决实际问题。