基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养方法探究

摘 要：随着信息技术的迅猛发展，深度学习已成为教育领域的研究热点。在小学数学教学中，高阶思维能力的培养对提升学生的综合素质和解决问题的能力至关重要。文章旨在探讨基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养方法，以期为提高小学数学教学质量提供有益的参考。

关键词：深度学习；小学数学；高阶思维能力；培养方法

中图分类号：G623.5 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）45-0060-04

深度学习是一种基于神经网络的人工智能技术，通过模拟人脑的学习过程，实现对复杂数据的处理和分析。在小学数学教学中，深度学习可以帮助学生深入理解数学知识的本质和规律，提高数学素养。高阶思维能力是指学生在解决复杂问题时所表现出的高层次认知能力，包括分析、评价、创造等能力。在小学数学教学中，培养学生的高阶思维能力有助于提升学生的问题解决能力和创新精神。

一、 当前小学数学教学中存在的问题

（一）课堂教学气氛较为沉闷

调研发现，小学数学课堂常笼罩在严肃氛围中。教师往往机械地传授课本知识，缺乏与学生间的有效互动，这种单向的教学模式让教师难以了解学生的学习状态，无法根据反馈调整教学策略。久而久之，学生逐渐失去学习数学的兴趣，课堂变得沉闷乏味。此外，数学教师的严肃态度也让学生感到疏离，无法感受到教师的热情与榜样力量，不仅影响学生的学习态度，还消磨了他们的学习自信心，对数学学科产生了负面影响。

（二）课堂上师生之间缺乏有效互动

在传统小学课堂上，教师往往占据主导地位，忽视了学生的主动性和参与度，这种单向的教学模式不仅抑制了学生的学习兴趣，还使得课堂变得单调乏味。教师长时间授课，学生鲜有反馈，互动提问流于形式，无法真正激发学生的思维活力。课堂上缺乏有效的师生、生生互动，教师难以了解学生的学习状况，教学方法也得不到及时调整。课后反思受限，导致教学内容与学生需求脱节，大大降低了教学效率，严重阻碍了学生创新思维的培养。因此，改革课堂模式，提升学生主体地位，势在必行。

（三）教学过程不注重学生的个性化

学生拥有不同的兴趣、天赋和学习速度。然而，在小学实际教学中，往往存在一些限制学生个性化的因素。一方面，传统的教学模式通常注重知识的灌输和应试能力的培养，而较少关注学生的兴趣和特长，这种模式下，学生往往被要求按照统一的标准和进度进行学习，难以展现自己的个性和特长。另一方面，部分教师可能缺乏对学生个性化的认识和尊重，倾向于使用传统的教学方法和评价标准，而不愿意尝试新的教学方式和工具，以满足学生的个性化需求。

二、 深度学习视域下小学数学高阶思维培养的重要意义

深度学习视域下小学数学高阶思维培养的重要性不言而喻，不仅在于加深学生对数学知识的领悟，更在于潜移默化中培育学生的高阶思维技能，这种技能远非简单的算术或公式应用可比，而是涵盖分析、综合、评判及创新等多个维度，成为学生未来学术探索和发展中至关重要的能力。

深度学习的引入，使小学数学教育不再局限于传统的填鸭式教学，而是向培养学生的逻辑思维和创新能力转变，在这样的学习环境中，学生不再是知识的被动接受者，而是转变为主动探索者与创新者，从大量数据中提炼关键信息，通过构建和训练模型，不断磨炼自己的分析、推理与归纳本领。

深度学习所孕育的高阶思维，对学生面对复杂问题时灵活运用数学知识进行独立思考和创新性解决问题至关重要，这样的能力让学生在学习旅程中更加得心应手，为日后创新实践与社会融入打下坚实的基础。深度学习所倡导的探索和发现过程，极大点燃学生的求知欲与兴趣火花。在解决现实问题的实践中，学生能亲身感受到数学的魅力与实用性，更加珍视数学学习，孕育出持续学习的内在动力。

三、 基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养方法

（一）设置教学情境

多数学生对数学还是较为陌生，但如果教师设置情境让数学进入生活，可大大增加学生课堂的参与感。教师在课堂上引导学生领略数学的文化魅力，以兴趣为导入环节，开始课堂教学内容。不管是什么类型的课堂情境设置，教师在设置情境时要注意调动学生的学习兴趣，并要学生有所思考，进而才能把更高层次的问题分析、思考问题、综合知识运用到解题过程中。对小学数学教学，必然需要教师引导，带领学生去发掘数学的重要价值，以此产生兴趣。教师在日常教学中常用的是情景式教学，小学数学有些知识描述是比较抽象难于理解，教师需要创设形象的教学情景去帮助学生更好地理解知识，引导学生参与课堂之中，在情境中寻找数学知识中存在的规律，培养学生的逻辑思维能力和创新思维从而提高教学质量。比如，在课堂中创设老鹰抓小鸡游戏的情境，教师扮演老鹰，所有学生扮演小鸡，抓到的都放进教室里，没抓到的就在教室外边，当然抓到的也可以跑出去，抓到的记为正数，跑出去的记为负数，在这一过程中让学生认识有理数及加减法原则，这不仅学习了教师课堂上讲授的数学知识，还将数学知识运用到实际生活实践中，提高学生对知识的灵活运用和创新能力。教师在创设情境的时候可以创设学生感兴趣的场景，尽可能满足学生的喜好，从而充分吸引学生，提高学生的学习兴趣。

（二）自主学习

学生是课堂的主体，教师引导学生进行主动探究、实践探索，在这一过程中，学生的思维方式将受到潜移默化的影响。教师将学习的主动权给予学生，让学生在探索知识的过程中自主建立知识体系，自主筛选信息，并将其进行处理加工，这一过程属于决策性思维的发展，学生在数学学科中的决策性思维，决定了学生的数学学习效率，在数学学习过程中，决策性思维贯穿始终。学生多次重复这一过程，进而从中获得提高决策性思维的能力，从而使自身的思维能力和品质也有所提高。

以“分数的认识与运算”为主题。在深度学习理念的指导下，教师首先为学生营造开放的学习环境，鼓励他们通过自主学习来探索分数的概念。教师为学生提供了丰富的学习资源，包括课本、教学视频、在线互动平台等，以满足不同学生的学习需求。在学习过程中，教师要求学生自主阅读课本，观看教学视频，理解分数的定义和基本性质。其次，教师设计了一系列具有挑战性的问题，引导学生进行深入思考。例如，教师提出“分数与除法的关系是什么？”“如何比较不同分母的分数大小？”等问题，要求学生通过独立思考和小组讨论来寻找答案。在自主学习和讨论的过程中，教师鼓励学生积极发表自己的观点，提出疑问和假设，并尝试用所学知识来解决问题。教师还通过在线互动平台实时关注学生的学习进度，及时给予指导和反馈。为了培养学生的高阶思维能力，教师还设计了综合性的学习任务。例如，要求学生利用所学知识解决实际问题：“如果你有一块蛋糕，要平均分给5个小朋友，每个人能得到多少蛋糕？”这个问题需要学生将分数知识应用到实际情境中，培养他们的问题解决能力和创新思维。

（三）实施小组自主学习，培养学生创新思维能力

为了让课堂学习更加高效，教师还可以在班级里划分几个小组，小组内的成员之间可以互相讨论教师提出的问题。在课堂讲授过程中，可以让学生之间相互讨论来提高学生课堂参与的积极性，课堂中总会有部分学生对数学不太感兴趣，学习起来缺乏积极性，他们数学成绩可能不好，不敢参与到课堂学习中来，面对这种情况，教师可以通过划分小组的方式积极引导学生去参与课堂学习，小组的分配也要尽量合理一些，小组成员包括成绩优等生和差生，让他们在课堂上相互讨论，课下也可以让成绩好的学生去帮助成绩较差的学生，共同提高数学成绩，在课堂上，教师不仅要提出问题，还要鼓励学生参与小组讨论，激发他们的深度思考。特别是成绩稍显落后的学生，也被鼓励大胆表达观点，与教师和其他同学共同交流。教师应根据学生的讨论结果，进行有针对性的讲解，使学习更加高效。小组合作探究的方式，不仅激发了学生的学习热情，还加强了师生、生生之间的互动，这种“学习帮扶”的模式，有效地培养了学生的自主创新思维能力。同时，课堂上的自主探究实践环节至关重要，有助于提升学生的实践能力和创新探究能力。教师在讲解过程中应先聚焦教材的重点知识，然后利用信息技术对难点进行直观演示，使学生能深入地理解知识。此外，教师还应鼓励学生亲自动手实践，让学生在实际操作过程中学习知识。例如，教师在讲解三角形相关知识时，应通过现场演示展示三角形的边、角、形状特征以及各类三角形的关联，并组织学生亲自实践，让他们在动手操作中深入了解三角形的性质原理，这不仅提高了学习效果，还拓展了学生的创新思维。

（四）注重学科融合

基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养，旨在通过学科融合的方式，提升学生的抽象思维、归纳思维、逻辑推理、空间想象等能力。数学不仅是数字和公式的堆砌，而且是与现实生活紧密相连的学科。因此，我们应将数学与其他学科进行有机融合，如科学、艺术、体育等，从而让学生在跨学科的学习中拓展思维，提高解决问题的能力。在具体实施过程中，教师设计一些跨学科的学习任务，引导学生运用数学知识解决实际问题。例如，在科学课上，学生研究物体的运动规律，运用数学中的速度、时间和距离等概念进行计算；在艺术课上，学生通过绘画、雕塑等形式表现几何图形，加深对空间概念的理解。

以小学数学中“长方形和正方形的面积”这一知识点为例，我们可以设计一个跨学科的学习任务。首先，在科学课上，引导学生观察身边的长方形和正方形物体，如门窗、课桌等，让他们初步感受面积的概念。其次，在数学课上，通过实际操作和理论讲解结合的方式，教授长方形和正方形面积的计算方法。最后，在艺术课上，让学生运用所学知识，设计并制作具有特定面积的长方形或正方形作品，如一幅画、一张海报等。通过跨学科学习，学生不仅能够掌握长方形和正方形面积的计算方法，还能在实际应用中加深对面积概念的理解。同时，他们也能够在完成任务的过程中，提高抽象思维、归纳思维、逻辑推理和空间想象等高阶思维能力。

（五）合理利用辅助技术

合理利用课堂教学过程中的辅助工具可以让学生更好地理解知识，促进学生几何观察能力、数学抽象理解能力的发展。教师需要注意弄清辅助工具的定位，目的是帮助学生深层次理解所学知识、促进高阶思维的发展。为此，教师需要熟练掌握硬件、软件的使用，如白板、几何画板，可以让问题直观地摆在学生面前，让学生透过现象看本质。例如，数学软件的应用：在数学教学中，使用数学软件可以帮助学生更好地理解数学知识点。如GeoGebra是一个流行的数学软件，可以用来制作几何图形、展示函数、进行动态演示等。视频资源的应用：使用视频资源可以让学生形象化地理解数学概念。例如，使用YouTube上的数学教学视频，让学生生动地了解代数方程、几何图形等知识点。互动教辅平台的应用：互动教辅平台可以促进学生与教师之间的互动交流，使得学生能够更好地掌握数学知识，如百度文库提供了大量数学教辅材料，学生和教师可以在平台上进行互动交流。虚拟实验室的应用：虚拟实验室可以让学生在没有实际实验条件的情况下进行模拟实验，如使用PhET虚拟实验室，在不同的物理学、化学和数学中进行模拟实验。

（六）注重反思

教师在课堂上引导学生进行课程的梳理和归纳，引领学生总结课程的主要内容，总结数学学习过程中的核心思想。注重反思是学生学习道路上一个自我总结、自我反省的过程，这会使学生学习迁移问题、学会思考，进而达到反思大于“教”的教学效果。

教师引导学生将课程内容进行语言性表述，即是将课程内容以学生的视角讲述，教师将学生疑惑方面再加以详细讲解，帮助学生进行深层次的反思总结。同时分层次布置作业让不同水平的学生得到练习和收获。培养高阶思维有助于学生在当代社会有一个更好的发展，但这个过程不可一蹴而就。因此，教师慢慢引导学生在课堂上有意识用问题进行高阶思维的训练，以提高学生数学素养为追求的目标。

（七）抓差异，重层次，促进高阶思维发展

小学数学教育中，培养学生高阶思维至关重要，教师需要精准把握并助力学生突破思维盲区。鉴于每位学生的思维特点各不相同，教师应采取个性化教学策略，全面推动学生思维能力的发展。

为切实提升学生的高阶思维能力，教师首先需深入剖析学生的思维障碍，这些障碍通常源于对特定数学概念或应用背景的理解不足。以“生活中的负数”为例，学生在不同情境下可能对负数的具体含义感到迷茫，教师需敏锐捕捉学生的困惑点，深入分析其成因。在明确学生的思维盲区后，教师应运用科学的教学方法帮助学生消除这些盲区。将抽象的数学知识与学生的实际生活结合是一种有效的方法，通过探讨“-2”在体温计、电梯按钮和收入报表等不同场合的具体意义，教师可以引导学生深入理解负数的多样性与实用性，有助于学生思维更加明晰，增强学习兴趣，进一步促进其高阶思维发展。

四、 结论

综上所述，基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养方法是一种创新的教学理念和实践。然而，实施过程中仍需注意关注学生的个体差异、加强教师的专业素养和技能培训以及建立有效的评价与反馈机制等问题。未来，我们将继续深入研究基于深度学习的小学数学高阶思维能力培养方法，探索更多有效的教学策略和实践经验，为小学数学教学的改革与发展贡献力量。

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作者简介：陈旭飞（1989～），男，汉族，江苏南京人，南京市江宁未来科技城小学，研究方向：小学数学。