高中化學(xué)實驗智慧教學(xué)模式設(shè)計與應(yīng)用

殷躍奇

（鎮(zhèn)江市丹徒高級中學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212100）

一、分析化學(xué)實驗實施智慧教學(xué)模式的必要性

實驗教育是高中化學(xué)教育系統(tǒng)的重要組成部分，對學(xué)生的創(chuàng)造性思考的形成、知識的擴展起著不可估量的作用。分析化學(xué)實驗是高中化學(xué)、化工、環(huán)境、生命類專業(yè)等方面的基礎(chǔ)實驗室課程，學(xué)習(xí)的主要目的是讓學(xué)生掌握基本的操作技能，能從實驗中獲得知識。讓學(xué)生學(xué)會分析問題并且能解決問題，還可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和科學(xué)研究能力。因此，對于學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維，實現(xiàn)知識的內(nèi)化與遷移具有舉足輕重的作用。但是分析化學(xué)實驗教學(xué)卻面臨著新的分析方法不斷涌現(xiàn)與授課學(xué)時不斷縮減的矛盾，以及學(xué)生化學(xué)知識基礎(chǔ)的不平衡與困難之間的矛盾。教師在獲得學(xué)生學(xué)習(xí)進度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)上面臨著困難，他們沒有時間考慮學(xué)生的差異化和學(xué)生的個人需求。另外，他們對實驗計劃也不太清楚，這樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，解決問題的能力和實際解決問題的方法是不可能的，不能適應(yīng)新時代發(fā)展創(chuàng)新人才的要求，如何積極改造高中化學(xué)實驗教育，轉(zhuǎn)變教育理念，適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新時代，是教育改革試行中應(yīng)解決的重要問題之一。

智慧教學(xué)(intelligent teaching)是一種基于動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云平臺、互聯(lián)網(wǎng)和智能終端”等信息技術(shù)的現(xiàn)金科學(xué)的教學(xué)模式，其主要目的是以滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要，以激發(fā)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新潛能為主要目標(biāo)，尊重每位學(xué)生的個體差異和個性化需求，智慧教學(xué)的核心教育理念是“以學(xué)生為中心”，其技術(shù)特點是“教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、學(xué)情診斷精準(zhǔn)化、學(xué)習(xí)服務(wù)個性化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化”。智慧教學(xué)堅持信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，對于轉(zhuǎn)變教育理念、推動高等教育內(nèi)涵式發(fā)展、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有深遠意義。因此，具有智能化、信息化特點的智慧教學(xué)是實現(xiàn)高校實驗教學(xué)改革跨越式發(fā)展的必然選擇。

基于信息技術(shù)的智能教育對高中化學(xué)教育教學(xué)有著很大的影響，在這樣的教育中提出了改革教育體制的道路，其中包括教育資源、教育方法、教育環(huán)境等領(lǐng)域、教學(xué)方法等，現(xiàn)在在理論教育中，智能教育模式被廣泛應(yīng)用。用于經(jīng)驗數(shù)字資源、實驗管理和模擬實驗，關(guān)于智能學(xué)習(xí)，實驗教育整體的應(yīng)用很少，根據(jù)實踐研究，如果在實驗室的化學(xué)課上導(dǎo)入智能教育模式，可以為化學(xué)教育改革提出新的想法和思路。

二、分析化學(xué)實驗實施智慧教學(xué)模式的基礎(chǔ)

現(xiàn)在，高中的智能教育研究活動處于探索階段，尤其是關(guān)于革新在實驗教育中的應(yīng)用，主要有一系列的因素，所以近年來云教室等科學(xué)的教育教學(xué)模式得到了廣泛認(rèn)可，但是云課堂的重點是理念教學(xué)，所以對實驗教學(xué)方面沒有太多的功能。此外，優(yōu)質(zhì)資源的支持不足，并沒有辦法實現(xiàn)課堂導(dǎo)入這個重要環(huán)節(jié)，有些重要的實驗內(nèi)容缺乏智能教學(xué)資源。

三、分析化學(xué)實驗實施智慧教學(xué)模式的設(shè)計與實踐探索

本研究了分析化學(xué)實驗的智能化教育模式，實現(xiàn)學(xué)生的個體化發(fā)展，進行相互智能分析化學(xué)實驗教學(xué)，讓學(xué)生們能實現(xiàn)積極學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，并且這種教育教學(xué)方法是以學(xué)生為中心，其顯著特征是動態(tài)評價，包括信息、通信技術(shù)（IT）和深刻的教育變革，是以教育過程、教育內(nèi)容、教育方法、評價等相關(guān)的教育過程模式，構(gòu)建以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)周期優(yōu)化系統(tǒng)，基于智能平臺的信息功能為學(xué)生提供個人指導(dǎo)，教育內(nèi)容方面，必須擴大研究、革新、綜合活動注重創(chuàng)新、高水平、高難度的知識學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生深入思考、創(chuàng)新能力和精神。綜合運用多個教育資源，激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生從機械性的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極探索，喚醒學(xué)生的思考和創(chuàng)造性的能力，培養(yǎng)學(xué)生的“尋方制藥”的能力，提高知識內(nèi)在性，讓學(xué)生進行簡單的實驗報告，建立多階段的評價指標(biāo)體系和評價方法，全面分析實驗教育的全過程評價，研究學(xué)生對學(xué)習(xí)的貢獻，從幾個階段分析學(xué)習(xí)成績和異質(zhì)性，多維促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)熱情。

（一）創(chuàng)新教學(xué)模式，建構(gòu)循環(huán)優(yōu)化的智慧教學(xué)流程

借助移動智能化教育平臺，使實驗教育向全面信息化、智能化邁進學(xué)校，建立一種“課前導(dǎo)學(xué)-學(xué)情分析-設(shè)計教學(xué)內(nèi)容-隨堂測試-課中實時評價-個性化指導(dǎo)-課后電子報告-大數(shù)據(jù)分析-教學(xué)反思-導(dǎo)學(xué)內(nèi)容再設(shè)計”的循環(huán)優(yōu)化的智慧教學(xué)流程，上課前，教師們利用各種綜合性的數(shù)字教育資源，通過微錄像、虛擬實驗、動畫、教室進行智能化信息教學(xué)，教師通過智能學(xué)習(xí)平臺向?qū)W生提供智能教學(xué)，分析課程內(nèi)容，在教室里，通過實時評價功能測試，可以及時把握學(xué)生每個人的學(xué)習(xí)難點。基于學(xué)習(xí)內(nèi)容，和學(xué)生一起找出學(xué)習(xí)上的不足，能幫助學(xué)生及時進行查缺補漏，指導(dǎo)學(xué)生的思想和學(xué)生對實驗理論和標(biāo)準(zhǔn)操作。智能學(xué)習(xí)平臺提供動態(tài)分析數(shù)據(jù)，實時動態(tài)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解一個人的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)困難，讓教師能進行正確的個人指導(dǎo)，確保有效的學(xué)習(xí)。為了培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于“尋方制藥”的創(chuàng)造力，學(xué)生們在課后進行公開實驗，擴大知識面的提高，通過實驗教學(xué)數(shù)據(jù)的發(fā)掘和分析，開發(fā)教育資源，提高學(xué)習(xí)效率，實現(xiàn)學(xué)習(xí)周期的優(yōu)化。

（二）創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，增加探究性、創(chuàng)新性和前沿性內(nèi)容，豐富課程內(nèi)涵

知識傳遞的過程是在學(xué)校前自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進行的，上課的時候，重點講授創(chuàng)新能力的頭腦風(fēng)暴教學(xué)活動和實際操作方法。在教室里，從實驗性的說明到實驗室的研究內(nèi)容發(fā)生了變化，我們深入分析了實驗參數(shù)和條件對結(jié)果的影響，并改進實驗的方法。課堂介紹了相關(guān)的前沿和熱點，開闊了學(xué)生的科學(xué)視野，他們創(chuàng)造性的思考和研究的潛力正在發(fā)展，在思考、分析、解決問題的同時，注重課堂上的思想政治教育，鼓勵學(xué)生通過學(xué)科的前沿滲透來學(xué)習(xí)化學(xué)動力，使化學(xué)分析教育充滿活力，具有感染力和現(xiàn)代性，培養(yǎng)學(xué)生和化學(xué)、科學(xué)、感情、價值觀相關(guān)技能的提高，實現(xiàn)課程目標(biāo)。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方式方法，實施多種教學(xué)舉措，促進自主學(xué)習(xí)，達成能力培養(yǎng)目標(biāo)

為了激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們根據(jù)不同的學(xué)習(xí)要素，進行虛擬實驗、實踐研究、進行課堂演示和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)，基于問題的學(xué)習(xí)、情景教學(xué)、隨堂測試和任務(wù)驅(qū)動等多元教學(xué)方法，介紹了“一對一”操作內(nèi)容和實驗原理的教學(xué)視頻。通過互聯(lián)網(wǎng)微視頻原理，微視頻實驗演示、虛擬實驗、知識轉(zhuǎn)移等，讓學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容，其實驗方案和實驗原理在國際奧委會平臺的視頻和講座中有詳細介紹，在流動教育平臺上進行實驗講座。實驗操作演示微視頻具有視覺特征，學(xué)生很容易完成實驗技能培訓(xùn)，這種學(xué)習(xí)方法是非常有效的，為了提高操作技能的學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生掌握實驗的方法和步驟，我們在上課前組織了一個虛擬實驗環(huán)節(jié)，為了促進學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)，對其進行測試，以學(xué)習(xí)理論和實踐的結(jié)果。一方面，網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，形成持續(xù)學(xué)習(xí)意識，另一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生以信息為基礎(chǔ)解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。

為了在學(xué)生提高認(rèn)識的過程中達到學(xué)習(xí)目的，采用了教學(xué)的再教育方法，根據(jù)課堂的難點、教育的重點和學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的問題，制定課程，組織討論會，通過思考、討論、研究、分析、交流等方式總結(jié)知識，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)出的認(rèn)知缺陷，靈活調(diào)整討論內(nèi)容和進度正確解讀討論內(nèi)容和進展，及時借用先進學(xué)科，繼續(xù)擴大學(xué)生的知識，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和科學(xué)體驗，讓學(xué)生們都能知道“科學(xué)思考比知識更重要”。在知識爆發(fā)的時代，在學(xué)生通過積極自主學(xué)習(xí)獲得新知識，克服困難和勇于發(fā)現(xiàn)的過程中，為了達成對基礎(chǔ)理論的深刻理解，教室可以在這個過程中引入對應(yīng)的教育方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)造與生活密切相關(guān)的環(huán)境，適當(dāng)展示代表科學(xué)前沿的教學(xué)資源，讓學(xué)生感到化學(xué)知識有用，激發(fā)學(xué)習(xí)的自豪感。教師還要鍛煉學(xué)生的批判性思維能力，提高自信心和學(xué)習(xí)能力。這些教育措施使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向積極學(xué)習(xí)，建立和諧的教師和學(xué)生關(guān)系，從而進一步增強學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機鼓勵自主學(xué)習(xí)。

（四）創(chuàng)新教學(xué)考評方法，管理教學(xué)全過程

擴大對學(xué)生評價的時間跨度，變更基于實驗結(jié)果報告的評價方法，建立多階段的評價指標(biāo)體系和評價方法，在教育的整個過程中擴大評價，評價多維檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)成績，這些舉措都非常重要。教師要加強學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的管理和要求，實施學(xué)習(xí)過程的綜合控制，結(jié)合過程評價和最終評價，幫助改變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。教師可以利用流動實驗教學(xué)平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行實時評估，包括評價結(jié)果。鼓勵自主學(xué)習(xí)，加深思考，發(fā)具體的評價方法是交互的自我教育（10%）、實驗操作（40%）、虛擬實驗（5%）電子報告書（40%）和革新的思考研究（5%）的學(xué)習(xí)評價模型鼓勵學(xué)生。通過表現(xiàn)他們內(nèi)在的動力、自主的學(xué)習(xí)和積極的思考，將過程評價和最終評價結(jié)合起來，進而補充多種教育方法。

結(jié)語：綜上所述，少年強則國強，青少年就是祖國的花朵和民族的希望，自從改革開放以來，我國的各行各業(yè)都在快速發(fā)展與創(chuàng)新，教育教學(xué)模式也在不斷地創(chuàng)新與提高。因此，學(xué)校和老師們也要緊跟時代創(chuàng)新的步伐，特別是在高中這個重要階段，高中學(xué)生的學(xué)習(xí)成績將直接影響到學(xué)生的高考，而高考又是人生一個重要的轉(zhuǎn)折點，老師們需要不斷地研究與實踐。高中化學(xué)學(xué)科是高中生學(xué)習(xí)中一項很重要的學(xué)科，也是一項需要充分發(fā)揮學(xué)生邏輯思維能力的學(xué)科，同時化學(xué)實驗也是高中生考試中必考的知識點。因此，老師們要重視在實驗教學(xué)中，積極地運用實踐教學(xué)，來提高高中化學(xué)實驗中的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，在移動智能學(xué)習(xí)平臺的化學(xué)教育分析實驗改革的基礎(chǔ)上，結(jié)合信息技術(shù)和深度教育，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和信息素養(yǎng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，智能教育設(shè)計模式的研究也超越了時間、空間和內(nèi)容，為加強學(xué)生的實踐和理論知識的提高，提高知識轉(zhuǎn)化能力，提供個性化的交互學(xué)習(xí)重要環(huán)境。智慧教育秉承“以學(xué)生為中心”的理念，充分利用了教育模式的信息化和智能化，通過整體教育過程讓學(xué)生們真正地理解化學(xué)知識，提高了學(xué)生的化學(xué)成績，也提高了學(xué)生的綜合能力。