高中化學(xué)智慧課堂的構(gòu)建與效果探究

［摘 要］近些年來，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，構(gòu)建智慧課堂、推進(jìn)素質(zhì)教育改革已經(jīng)成為一線教師的共識(shí)。智慧課堂是信息技術(shù)與課堂教學(xué)深入融合的結(jié)果，同時(shí)也是高中化學(xué)教學(xué)改革的重要方向。作為高中化學(xué)教師，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到當(dāng)前化學(xué)教學(xué)存在的不足，利用信息技術(shù)拓展化學(xué)教學(xué)資源，為學(xué)生構(gòu)建智慧型課堂，全面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。文章分析了高中化學(xué)教育面臨的挑戰(zhàn)，闡述了高中化學(xué)智慧課堂的構(gòu)建與設(shè)計(jì)思路，探索有效的化學(xué)教學(xué)策略。

［關(guān)鍵詞］高中化學(xué)；智慧課堂；構(gòu)建；效果

［中圖分類號(hào)］ " "G633.8 " " " " " "［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ " "A " " " " "［文章編號(hào)］ " "1674-6058（2024）21-0010-03

智慧課堂是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化、高效化課堂。通過創(chuàng)建智慧課堂，教師能夠分析學(xué)生的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)“云、網(wǎng)、端”進(jìn)行綜合運(yùn)用，提高教學(xué)決策的科學(xué)性，使課堂上的互動(dòng)交流立體化，教學(xué)資源推送智能化。在高中化學(xué)教學(xué)中，抽象概念的理解、數(shù)學(xué)運(yùn)算的運(yùn)用是重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而，在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中，教師采用的教學(xué)手段比較落后，學(xué)生的學(xué)習(xí)較為被動(dòng)，對(duì)新知識(shí)一知半解，難以將新知識(shí)和舊知識(shí)連接起來，形成完整的知識(shí)架構(gòu)。為此，教師可引入智慧課堂，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，創(chuàng)建協(xié)作交流的課堂，確保課堂教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

一、智慧課堂概述

智慧課堂是指利用先進(jìn)的信息技術(shù)和教育教學(xué)手段，將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代科技相融合的課堂教學(xué)模式，能夠?yàn)閷W(xué)生打造智能化、個(gè)性化、互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)環(huán)境。在高中教學(xué)中，智慧課堂的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是教學(xué)資源豐富；二是學(xué)習(xí)工具多樣；三是師生互動(dòng)高效。首先，在智慧課堂教學(xué)模式下，教師可以充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)渠道的教學(xué)資源，將理論知識(shí)講解與視頻教學(xué)等整合起來，使之形成課堂教學(xué)的輔助資料，幫助學(xué)生理解抽象的概念。其次，智慧課堂能夠?yàn)閷W(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)工具。通過這些工具，學(xué)生可以查看自己的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，完成教師布置的線上學(xué)習(xí)任務(wù)，與他人開展互動(dòng)學(xué)習(xí)，完成線上測(cè)試。最后，在師生互動(dòng)方面，智慧課堂能夠轉(zhuǎn)變以往“一問一答”的互動(dòng)模式，設(shè)置隨機(jī)點(diǎn)名、搶答、隨堂測(cè)試等互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高互動(dòng)效率，進(jìn)而優(yōu)化后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容。總而言之，智慧課堂是對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)的充分運(yùn)用，教師可以在智慧課堂中靈活組織教學(xué)活動(dòng)，豐富學(xué)生的體驗(yàn)和感受，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、高中化學(xué)智慧課堂的優(yōu)勢(shì)

（一）直觀展現(xiàn)化學(xué)知識(shí)

在高中化學(xué)教學(xué)中構(gòu)建智慧課堂，能夠直觀展現(xiàn)化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶效果。當(dāng)前，部分學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣不足，學(xué)習(xí)方法落后，這與化學(xué)知識(shí)本身的特點(diǎn)有關(guān)，與教師采用的教學(xué)方法有關(guān)。高中階段的化學(xué)知識(shí)體系龐雜，知識(shí)點(diǎn)抽象且密集，學(xué)生需要掌握很多抽象的概念，如原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、化學(xué)反應(yīng)機(jī)制等，這些概念不夠直觀，學(xué)生理解的難度較大。通過構(gòu)建智慧課堂，教師可以通過多種方式呈現(xiàn)知識(shí)，比如動(dòng)畫、模型、視頻等，以提高教學(xué)的直觀性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象、復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的理解。

（二）多角度引導(dǎo)學(xué)生

在高中化學(xué)教學(xué)中構(gòu)建智慧課堂，能夠幫助教師多角度引導(dǎo)學(xué)生，開闊學(xué)生的思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在以往的教學(xué)中，教師常用的教學(xué)方法有演示法、實(shí)驗(yàn)法、啟發(fā)法、講授法、練習(xí)法、案例法、情境法等。在智慧課堂中，教師能夠?qū)⑦@些方法和現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來，如通過人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建云端教室、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、智能教學(xué)系統(tǒng)等，突出課堂教學(xué)的重點(diǎn)，從多個(gè)角度引導(dǎo)學(xué)生。智慧課堂不僅能夠輔助學(xué)生隨時(shí)隨地開展學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，還能在情感態(tài)度、價(jià)值觀念等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行深層次的引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

（三）激發(fā)學(xué)生探究熱情

在高中化學(xué)教學(xué)中構(gòu)建智慧課堂，有助于激發(fā)學(xué)生的探究熱情，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)欲望。在以往的化學(xué)教學(xué)中，部分教師不注重教學(xué)方法的更新，通常局限于理論知識(shí)講解、實(shí)驗(yàn)演示等方法進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)過程缺乏學(xué)生參與，從而直接影響教學(xué)效果。通過智慧課堂，教師可以將化學(xué)知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來，利用信息技術(shù)手段為學(xué)生提供充足的教學(xué)資源，創(chuàng)建學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作探究的方式學(xué)習(xí)新知識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此外，智慧課堂還能有效改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件，突破實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索欲望，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作流程。

三、高中化學(xué)智慧課堂的構(gòu)建策略

（一）“智慧課堂+微課”，助力先學(xué)后教

在高中化學(xué)智慧課堂教學(xué)中，教師可以靈活調(diào)整教學(xué)方案，將傳統(tǒng)的“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，讓學(xué)生擁有更多自主學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在“智慧課堂+微課”的教學(xué)模式中，學(xué)生能夠擁有更多合作、參與的機(jī)會(huì)。教師可以提前將化學(xué)知識(shí)錄制成5～8分鐘的微課視頻，通過網(wǎng)絡(luò)搭建學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生通過平臺(tái)觀看微課視頻，提前完成預(yù)習(xí)案，并鼓勵(lì)學(xué)生將預(yù)習(xí)過程中遇到的學(xué)習(xí)問題記錄下來，待課堂上進(jìn)行討論，形成“先學(xué)后教”的翻轉(zhuǎn)課堂。

例如，在人教版高中化學(xué)選擇性必修1“鹽類的水解”教學(xué)中，教師可以將鹽類水解的定義、水解發(fā)生的條件、水解的規(guī)律等內(nèi)容融合到微課視頻中，引導(dǎo)學(xué)生課前了解相關(guān)知識(shí)，為課堂教學(xué)奠定基礎(chǔ)。教師還可以通過信息技術(shù)手段收集學(xué)生的觀看記錄，了解學(xué)生觀看微課視頻的時(shí)長(zhǎng)及完成練習(xí)題的情況并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而為學(xué)生制訂科學(xué)的教學(xué)方案。在高中化學(xué)教學(xué)中，很多知識(shí)點(diǎn)比較零散，需要學(xué)生記憶和應(yīng)用。然而，學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的，他們難以在有限的時(shí)間里牢記全部?jī)?nèi)容。為此，教師需要結(jié)合教材制作微課視頻，在課前布置教學(xué)任務(wù)，幫助學(xué)生突破傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)間與空間的局限，拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）“智慧課堂+模擬實(shí)驗(yàn)”，創(chuàng)建化學(xué)模型

在高中化學(xué)教學(xué)中，化“抽象”為“形象”是教學(xué)改革的重要方向，教師可以通過“智慧課堂+模擬實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式，為學(xué)生創(chuàng)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，幫助學(xué)生深入理解教學(xué)內(nèi)容，直觀感受化學(xué)知識(shí)點(diǎn)。眾所周知，模擬實(shí)驗(yàn)是一種和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相仿的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，其通過模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的某些條件，制作實(shí)驗(yàn)對(duì)象模型，以達(dá)到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果。在高中化學(xué)教學(xué)中，有一些實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性或受到實(shí)驗(yàn)條件的限制無法完成，這種情況下就可以采用模擬實(shí)驗(yàn)。

例如，人教版高中化學(xué)必修2中的“搭建球棍模型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生需要應(yīng)用工具搭建模型，可以使用橡皮泥、泡沫、塑料、牙簽、黏土等材料進(jìn)行代替，搭建甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等分子的球棍模型，歸納碳原子的成鍵特征和各類烴分子中的化學(xué)鍵類型。在該實(shí)驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中，教師可以提出問題：“分子中含有4個(gè)碳原子的烴可能有多少種結(jié)構(gòu)？”引導(dǎo)學(xué)生用球棍模型進(jìn)行驗(yàn)證，讓學(xué)生在探究當(dāng)中找到問題的答案。通過開展模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠?qū)Ω黝愑袡C(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行總結(jié)，深入體會(huì)結(jié)構(gòu)式與分子空間結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，全面提高學(xué)習(xí)效果。在化學(xué)教學(xué)中，模擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)互為補(bǔ)充。除了引導(dǎo)學(xué)生完成教材當(dāng)中的模擬實(shí)驗(yàn)，教師還需要借助互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)素材，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，組織學(xué)生完成更多復(fù)雜的模擬實(shí)驗(yàn)，以提高課堂教學(xué)的直觀性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

（三）“智慧課堂+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，直觀展現(xiàn)內(nèi)容

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)智慧課堂教學(xué)的重要輔助工具，它需要用到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)等，這些技術(shù)可以模擬現(xiàn)實(shí)世界的事物，讓學(xué)生獲得“身臨其境”的感覺，同時(shí)還可以親自操作，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者可以完成各種各樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果與真實(shí)環(huán)境當(dāng)中的效果一致，甚至能夠得出比真實(shí)實(shí)驗(yàn)更加精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師不但可以運(yùn)用多媒體設(shè)備為學(xué)生呈現(xiàn)直觀的知識(shí)內(nèi)容，比如，利用動(dòng)畫、視頻、圖片、思維導(dǎo)圖等輔助學(xué)生思考，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還可以借助現(xiàn)代信息技術(shù)，開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生營(yíng)造虛擬的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，以達(dá)到更加全面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)必修1中“海水中的重要元素——鈉和氯”這章內(nèi)容時(shí)，學(xué)生需要了解氯和鈉的性質(zhì)，還要通過實(shí)驗(yàn)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。在智慧課堂上，教師可以指導(dǎo)學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成虛擬實(shí)驗(yàn)，探索氯和鈉的性質(zhì)，同時(shí)完成溶液的配制。在虛擬實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生可以在數(shù)字化平臺(tái)上操作，獲得直觀的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)通過高分辨率的圖像和音頻技術(shù)，呈現(xiàn)逼真的實(shí)驗(yàn)效果，為學(xué)生提供生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，讓學(xué)生感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。另外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)還具有安全性和便捷性的特點(diǎn)，它能有效規(guī)避實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的一些危險(xiǎn)因素，減少藥品的浪費(fèi)，并且不會(huì)受到時(shí)間和地點(diǎn)的限制。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以開展互動(dòng)操作，自主選擇實(shí)驗(yàn)的步驟，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生提供更加多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，豐富他們的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，使學(xué)生獲得更多參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展有較大幫助。

（四）“智慧課堂+線上游戲”，增強(qiáng)教學(xué)趣味

智慧課堂是一種全方位、立體化的課堂教學(xué)模式。現(xiàn)代信息技術(shù)能夠滲透到智慧課堂的各個(gè)方面，從根本上提高課堂的個(gè)性化教學(xué)水平，提升課堂教學(xué)效率。在創(chuàng)建智慧課堂時(shí)，教師可以充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的功能，將信息技術(shù)、教學(xué)內(nèi)容、課堂互動(dòng)聯(lián)系起來，借助信息技術(shù)開發(fā)多樣化的課堂任務(wù)，設(shè)計(jì)課堂游戲，增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)。通過智慧課堂，教師可以為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，將教學(xué)資源整合到平臺(tái)當(dāng)中，使學(xué)生在參與游戲的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

例如，在教學(xué)人教版高中化學(xué)選擇性必修1中“水的電離和溶液的pH”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可以引入游戲化的教學(xué)方法，在信息化教學(xué)平臺(tái)中創(chuàng)建本章節(jié)的游戲內(nèi)容，將化學(xué)知識(shí)和學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)融合到游戲當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生層層遞進(jìn)掌握知識(shí)，提高學(xué)生在課堂上的參與感和體驗(yàn)感。對(duì)于這一節(jié)的知識(shí)，教師可以設(shè)計(jì)五道關(guān)卡，分別是“整理知識(shí)背包”“完成每日學(xué)習(xí)計(jì)劃”“收獲新技能”“修煉必殺技”“完成高階任務(wù)”“共享經(jīng)驗(yàn)值”等。在“整理知識(shí)背包”關(guān)卡中，學(xué)生需要通過學(xué)案復(fù)習(xí)本章的知識(shí)，同時(shí)預(yù)習(xí)新知識(shí)，將水的離子積常數(shù)、溶液酸堿性的判斷方法等“知識(shí)碎片”裝入背包當(dāng)中。在“完成每日學(xué)習(xí)計(jì)劃”的關(guān)卡中，學(xué)生需要通過做任務(wù)，了解生活當(dāng)中常見物質(zhì)的pH值，掌握人體健康與食物酸堿性之間的關(guān)系。在“收獲新技能”的關(guān)卡中，學(xué)生需要閱讀教材中的知識(shí)點(diǎn)，掌握公式的書寫方法。在“修煉必殺技”關(guān)卡中，學(xué)生需要完成pH的基礎(chǔ)運(yùn)算，在學(xué)案當(dāng)中進(jìn)行練習(xí)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在“完成高階任務(wù)”的關(guān)卡中，學(xué)生需要進(jìn)行分組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用pH試紙測(cè)定生活當(dāng)中常見飲料的酸堿性。在“共享經(jīng)驗(yàn)值”關(guān)卡中，學(xué)生需要通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)總結(jié)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，與其他同學(xué)進(jìn)行交流討論，對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師借助智慧課堂開展課堂游戲，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將復(fù)雜、抽象的化學(xué)知識(shí)和趣味化的學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)合起來，從而促進(jìn)教學(xué)方法的創(chuàng)新。

綜上所述，在高中階段的化學(xué)教學(xué)中，現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)揮著重要作用，教師應(yīng)運(yùn)用多樣化的信息技術(shù)手段，提高化學(xué)知識(shí)的直觀性，為學(xué)生創(chuàng)建智慧課堂，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。在具體的教學(xué)過程中，教師需要精心制訂教學(xué)目標(biāo)，規(guī)劃課堂教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案，將教學(xué)方法和教學(xué)技術(shù)整合起來，通過模擬實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、線上游戲等形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。在未來的化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)不斷引入新興的信息技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)智慧課堂的研究，通過智慧課堂展現(xiàn)抽象的化學(xué)知識(shí)，推動(dòng)高中化學(xué)課堂教學(xué)改革。

［ " 參 " 考 " 文 " 獻(xiàn) " ］

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（責(zé)任編輯 " "羅 " "艷）