对于现代社会的人们来说，深度学习已经不再仅仅是一种学习方式，更是一种对知识进行深层次学习的学习理念。深度学习的本质是一种提倡主动性、整合性、批判性的有意义学习。深度学习要求学习者学会对知识信息进行深层次的加工，对复杂概念进行深层次的理解应用，对内在含义进行深层次的掌握，并主动构建属于个人的知识结构体系，将其迁移应用于真实的环境，解决真实环境中的复杂问题，最终达到全面学习的目标和发展高阶思维能力的目的。　　本研究利用文献研究法，对深度学习的相关文献进行了详细分析，研究发现，关于语义图示的深度学习研究，大多数学者将语义图示工具运用于文科的学科，对于理工科学习中运用语义图示工具进行深度学习的相关研究较少。　　本研究以小学数学学科的深度学习为切入点，结合数字化时代的学习特点，以建构主义理论、元认知理论、图式理论为指导，采用对比实验研究，对本省某小学的五年级数学课进行了近2个月的研究，其中实验班利用语义图示工具进行教学，对照班则采用传统的授课方式。实验中进行了两次问卷调查，第一次调查（也就是前测）主要是为了了解两个班学生的学习基础，分析发现两个班的学习基础没有差异性;第二次调查（也就是后测）的目的是对学生的学习效果进行检验。两次调查均采用SPSS软件对调查所得到的数据进行了详细分析。　　研究结果表明:利用语义图示工具可以提高学生的学习兴趣和学习的主动性，加强了新旧知识联系，但在迁移应用方面仍有较大的进步空间。但受时间与精力所限，本研究只是将语义图示工具应用于小学数学学科，在后续的研究中，将继续尝试着把语义图示工具应用于更多的理科学科中去。