智慧教育時代高中生物智慧課堂構(gòu)建研究

張勝文

摘要：科學(xué)技術(shù)與教育教學(xué)的深入融合，使得傳統(tǒng)教育領(lǐng)域發(fā)生變革，逐漸進入智慧教育時代。智慧教育的實現(xiàn)很大程度上取決于智慧課堂的構(gòu)建。智慧課堂是智慧教育運用于學(xué)科教學(xué)的實踐載體，通過借助科學(xué)技術(shù)搭建起智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生在課堂上完成知識的整合、內(nèi)化和遷移，最終促進學(xué)生學(xué)科智慧的發(fā)展。本文通過探討智慧課堂實施的信息技術(shù)條件，設(shè)計針對高中生物理論課程的智慧教學(xué)模式，以期最終實現(xiàn)對高中生物智慧課堂的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：智慧教育;智慧課堂;高中生物課程

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2020）09-0070-03

“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新型理論和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，拓寬了教育領(lǐng)域的內(nèi)涵，重構(gòu)了現(xiàn)代教育的結(jié)構(gòu)，由此出現(xiàn)了一系列基于“互聯(lián)網(wǎng)+”及“大數(shù)據(jù)”的智慧教育的思考。在信息化時代，要想帶動教育領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，必須要通過智慧教育來引領(lǐng)教育信息化的創(chuàng)新發(fā)展，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)教育的變革。而實現(xiàn)智慧教育的關(guān)鍵就是變革課堂教學(xué)的各個方面，構(gòu)建技術(shù)與知識深度融合的智慧課堂。

智慧課堂的定義

基于部分學(xué)者對智慧教育和智慧課堂的認識和研究，筆者將智慧課堂定義為：智慧課堂是借助現(xiàn)代信息技術(shù)，通過技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的雙向深度融合來形成智慧化、個性化、協(xié)同化、交互化的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新創(chuàng)造能力、獨立批判性思維和多元智慧人才的新型課堂。

高中生物課堂需要智慧化

現(xiàn)階段高中生物課程的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生的四大學(xué)科核心素養(yǎng)：科學(xué)思維的習(xí)慣、正確的科學(xué)態(tài)度、終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力。高中生物課程是理論與實踐結(jié)合、具有跨越性和情境性的一門學(xué)科。相較于傳統(tǒng)生物課堂，智慧課堂能夠更好地幫助生物教師完成教學(xué)任務(wù)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①智慧課堂在信息技術(shù)的幫助下可以構(gòu)建虛實結(jié)合的情境，如虛擬仿真技術(shù)和云平臺中的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生更加貼近所學(xué)內(nèi)容，獲得更全面真實的認知;②智慧課堂能夠創(chuàng)新師生互動方式，打造全方位立體的師生互動討論形式，使得課堂教學(xué)更加高效、活躍;③智慧課堂秉持的是智慧教育理念，旨在通過課堂教學(xué)教給學(xué)生智慧，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科智慧，完美切合了生物課程標準的課程理念。智慧課堂的“創(chuàng)新-互動型”學(xué)習(xí)方式、差異化教學(xué)都能很好地滿足教學(xué)中學(xué)生的主體地位，真正做到因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的實踐探究能力。智慧課堂是今后高中生物課程教學(xué)的必然選擇。

高中生物智慧課堂的技術(shù)支撐

1.基于大數(shù)據(jù)的云端診斷分析系統(tǒng)

云端診斷分析系統(tǒng)是通過分析與學(xué)生相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，從而對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、疑難問題、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣做出判斷，形成班級學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)報告。教師可以將學(xué)生的作業(yè)或隨堂測驗結(jié)果上傳至云端，云端系統(tǒng)會通過分析試題的難易程度、學(xué)生的得分情況得出診斷報告，這樣教師不僅可以具體了解班級整體的學(xué)情，以及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，還能了解每一個學(xué)生個體的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以進行差異化教學(xué)和針對性輔導(dǎo)。在課外，云端診斷分析系統(tǒng)能夠通過收集學(xué)生的上網(wǎng)信息，分析學(xué)生的愛好和關(guān)注點，從而結(jié)合學(xué)生感興趣的內(nèi)容，靈活推送學(xué)習(xí)材料，制訂具有針對性的學(xué)習(xí)計劃，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。

2.電子書包服務(wù)系統(tǒng)

電子書包是教育信息網(wǎng)絡(luò)化的終端產(chǎn)品，是眾多電子內(nèi)容根據(jù)學(xué)科的結(jié)構(gòu)整合成的數(shù)字化資源集，得益于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，其具有無限的拓展空間和靈活的可塑造性。智慧課堂中，電子書包是以網(wǎng)絡(luò)資源為載體，依托于個人電子終端，應(yīng)用在預(yù)習(xí)、上課、輔導(dǎo)、測試等學(xué)習(xí)過程中，涵蓋了課前、課中、課后教學(xué)環(huán)節(jié)的以學(xué)生為主體設(shè)計的智能化系統(tǒng)平臺。[1]教師可以利用電子書包進行作業(yè)布置、考勤管理、課堂測試等，讓班級管理更加高效便捷。電子書包系統(tǒng)可以安裝在手機、平板或計算機等終端上，學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)。同時，電子書包中存儲了大量的系統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源，包括電子課本、輔導(dǎo)資料、名師微課堂等，學(xué)生借助電子書包既可以超前學(xué)習(xí)，也可以復(fù)習(xí)鞏固。

3.IRS及時反饋系統(tǒng)

IRS（interactive response system）及時反饋系統(tǒng)，是指在智慧課堂環(huán)境下，通過利用相關(guān)IRS設(shè)備，學(xué)生根據(jù)教師的提問以及自身對知識的掌握程度進行的電子反饋，通常表現(xiàn)為教師事先設(shè)計好問題，學(xué)生在自己的移動設(shè)備上選擇正確的答案，教師可以根據(jù)題目反饋情況，實現(xiàn)對課堂教學(xué)的實時把控。[2]傳統(tǒng)課堂存在的最大問題就是教師不能及時把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這就導(dǎo)致了教學(xué)的滯后性，教師不能了解學(xué)生的痛點難點，無法進行針對性地講授。而IRS的作用非常明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的及時評價，提高了教學(xué)效率，彌補了傳統(tǒng)教育的短板。

高中生物智慧課堂教學(xué)活動設(shè)計

高中生物學(xué)科的課程類型主要分為四種——理論課、實驗課、活動課和復(fù)習(xí)課，每種類型課堂的教學(xué)要求和側(cè)重點都有很大的區(qū)別，因此不同課程類型的教學(xué)設(shè)計也有所不同。理論課是生物學(xué)科中出現(xiàn)次數(shù)最多、涉及知識點最廣的課程類型，是生物學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，所以，筆者設(shè)計了生物學(xué)科理論課的智慧教學(xué)模式，并詳細說明了具體的教學(xué)流程。

1.課前預(yù)習(xí)階段

教師深入分析本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標，制訂好教學(xué)計劃，同時也要分析學(xué)生的認知水平和學(xué)科基礎(chǔ)，根據(jù)教學(xué)目標與學(xué)生學(xué)情來準備與之相對應(yīng)的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)任務(wù)清單、課前自測題目。學(xué)習(xí)資源是學(xué)生需要在課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容，其重點要突出、條理要清晰并且要具有一定的吸引力;學(xué)習(xí)任務(wù)清單包括學(xué)習(xí)目標、需要完成的任務(wù)等，能夠幫助學(xué)生把握預(yù)習(xí)的方向和節(jié)奏，提高預(yù)習(xí)的效率;課前自測題是學(xué)生在預(yù)習(xí)之后完成的，是教師了解學(xué)生掌握情況的方式。

教師將學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)任務(wù)清單等預(yù)習(xí)內(nèi)容布置給學(xué)生。學(xué)生在終端上接受內(nèi)容，根據(jù)任務(wù)清單進行學(xué)習(xí)，認真做完自測題后提交到教師終端，這一系列過程都可以在電子書包上完成。學(xué)生還可以在終端上提出問題，和其他學(xué)生一起線上交流討論。課前測試的結(jié)果與學(xué)生的疑問會被上傳到云端，云端診斷分析系統(tǒng)會根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進行學(xué)情分析，生成診斷報告。教師可以據(jù)此了解學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生集中存在的問題，從而對教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整。

2.課中教學(xué)階段

智慧課堂教學(xué)一般分為三個部分，其主要目的是促進課程知識在學(xué)生頭腦中完成“整合—內(nèi)化—遷移”三部曲。

第一部分約15分鐘，由于學(xué)生在課前經(jīng)過預(yù)習(xí)已經(jīng)對本節(jié)課的內(nèi)容有了基本的認識，但還沒有形成體系，所以教師需要利用這15分鐘將本節(jié)課的內(nèi)容結(jié)合學(xué)生已有的認知進行梳理與整合，引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中構(gòu)建起知識結(jié)構(gòu)。課前診斷分析報告在這個時候起到非常重要的作用，它將幫助教師準確找到學(xué)生的問題所在，有針對性地進行教學(xué)。

第二部分是教師在學(xué)生理解的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考或者組織學(xué)生分組合作討論，將思考結(jié)果展示在電子書包上，教師再根據(jù)結(jié)果進行指導(dǎo);教師也可以利用電子書包中的視頻、圖片等學(xué)習(xí)資源創(chuàng)設(shè)具體的情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲與好奇心，在情境中進行教學(xué)，讓學(xué)生理解得更為透徹。第二部分的學(xué)習(xí)可以促進學(xué)生獲得的知識由表層的整合到達深層的內(nèi)化。

第三部分是通過課堂練習(xí)來完成知識的遷移。知識遷移是教師通過具體的問題來調(diào)動學(xué)生所學(xué)知識的過程，學(xué)生針對具體的問題輸出知識，實現(xiàn)對知識的遷移。課堂上，教師向?qū)W生推送隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在線限時答題，在IRS系統(tǒng)的幫助下每個學(xué)生都能參與到答題互動中。最后，教師通過IRS即時反饋系統(tǒng)了解學(xué)生的掌握情況，可以對集中的問題進行講解，也可以查漏補缺。

3.課后輔導(dǎo)階段

教師根據(jù)云端診斷分析系統(tǒng)的學(xué)情報告和IRS即時反饋系統(tǒng)的測試結(jié)果，找到本節(jié)課的學(xué)習(xí)難點、遺留問題和學(xué)習(xí)困難的部分學(xué)生。對于學(xué)生認知的難點，教師可以通過電子書包有針對性地推送練習(xí)題;對于課堂遺留的問題，教師可以在線上推送相關(guān)拓展材料，組織引導(dǎo)學(xué)生閱讀材料后積極討論，并在下節(jié)課進行講解;而對于學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，教師可以進行針對性輔導(dǎo)。在課前、課中、課后這三個階段中，學(xué)生隨時都可以利用信息平臺向教師尋求幫助，不受時間和空間的約束。[3]

結(jié)束語

高中生物智慧課堂不僅變革了教師的教學(xué)方式，讓教師的教學(xué)變得更加高效靈活，而且改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在智慧教育時代，智慧課堂蘊含著巨大的潛能，對教育教學(xué)的影響也逐漸深入。但是，目前智慧課堂仍處于起步階段，其教學(xué)模式在應(yīng)用過程中難免還存在諸多問題，這就需要研究者們不斷去實踐、探索，從而挖掘出智慧課堂的巨大潛能。