“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下初中化學(xué)智慧教學(xué)路徑探索

張艷 張軍 陳朝陽(yáng)

一、智慧教學(xué)的意義及問(wèn)題的提出

1.意義和背景

“互聯(lián)網(wǎng)+”與教育融合是新時(shí)代促進(jìn)教育變革的必要手段，為教育發(fā)展帶來(lái)更新的理念和動(dòng)力。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的初中化學(xué)智慧教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，慕課、微課、希沃白板等信息技術(shù)的融入，使教學(xué)的內(nèi)容、方法和模式發(fā)生深刻變革。通過(guò)構(gòu)建技術(shù)融合的教學(xué)環(huán)境，教師能夠?qū)嵤└咝У慕虒W(xué)，學(xué)生能夠獲得適宜的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)和美好發(fā)展體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有良好價(jià)值取向、較強(qiáng)行動(dòng)能力、較好思維品質(zhì)、較深創(chuàng)造潛能的人才目標(biāo)。

2.問(wèn)題的提出

高質(zhì)量的教育必然是面向全體學(xué)生、適合全面發(fā)展的教育。當(dāng)前教育功利化下的學(xué)生缺乏個(gè)性和創(chuàng)新性。因此，只有在基礎(chǔ)教育課程中積極推動(dòng)信息技術(shù)創(chuàng)新融合，變革教與學(xué)的模式，促進(jìn)規(guī)?；逃c個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求的素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo)。

如何以智能終端為載體在初中化學(xué)課堂中實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)情境下的智慧課堂，開(kāi)展全流程互動(dòng)教學(xué)，通過(guò)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡進(jìn)行伴隨式數(shù)據(jù)采集，分析學(xué)生興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)趨勢(shì)和學(xué)習(xí)能力等，精準(zhǔn)推送學(xué)生需要的學(xué)習(xí)資源，規(guī)劃最佳的學(xué)習(xí)路徑，因材施教實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，推動(dòng)規(guī)?；逃c個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，讓素養(yǎng)課堂落地，成為具有里程碑意義的研究課題。

二、智慧課堂建構(gòu)模式

1.智慧課堂教學(xué)模式

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下智慧課堂的建構(gòu)依托智慧平臺(tái)，融入智能化、交互式教學(xué)課件和慕課、微課等教學(xué)輔助手段，在技術(shù)與教學(xué)雙向深度融合的基礎(chǔ)上重塑教學(xué)流程。信息技術(shù)輔助課前導(dǎo)學(xué)，實(shí)現(xiàn)問(wèn)卷調(diào)查、視頻上傳、在線互動(dòng)和考核的實(shí)時(shí)反饋，打通傳統(tǒng)課堂的時(shí)間和空間局限，將教學(xué)活動(dòng)貫穿課前、課中、課后全過(guò)程。

2.初中化學(xué)智慧課堂建構(gòu)要點(diǎn)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的初中化學(xué)智慧課堂，需持續(xù)關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究和實(shí)踐的培育，并利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、數(shù)據(jù)采集等數(shù)字化儀器、XMind等信息技術(shù)手段，掃除傳統(tǒng)課堂無(wú)法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)盲點(diǎn)。例如使用虛擬實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生體驗(yàn)有毒、有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程；在無(wú)法觀察到現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)數(shù)據(jù)采集等數(shù)字化儀器的定量化結(jié)果佐證實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下化學(xué)智慧課堂既能為學(xué)生提供更真實(shí)的科學(xué)探究和實(shí)踐過(guò)程，還能更好地養(yǎng)成學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，進(jìn)一步落實(shí)“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人”的教育理念和目標(biāo)。

三、初中化學(xué)智慧教學(xué)的實(shí)踐案例

本文以人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第四單元課題2“水的凈化”中的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)“水的凈化——DIY家庭凈水系統(tǒng)”為例。教師在講解水的凈化方法后，充分利用信息化教學(xué)手段輔助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)、所掌握的科學(xué)探究方法進(jìn)行實(shí)踐。學(xué)生通過(guò)對(duì)凈水材料的選擇探究，開(kāi)展凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作活動(dòng)，并對(duì)凈水系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、評(píng)價(jià)與再設(shè)計(jì)，最后展示“DIY家庭凈水系統(tǒng)”項(xiàng)目四個(gè)環(huán)節(jié)的成果。學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程中，培養(yǎng)了運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力和思維模式，也進(jìn)一步提升了個(gè)人的批判精神和創(chuàng)新思維。

1.課堂教學(xué)中信息化教學(xué)手段的應(yīng)用

（1）信息化工具賦能課前學(xué)習(xí)

教師可以在課前利用“101智慧課堂”平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)。在本案例學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師在“101智慧課堂”平臺(tái)上上傳自來(lái)水廠凈水工藝動(dòng)畫解說(shuō)視頻、凈水器科技等自主學(xué)習(xí)資料。學(xué)生利用模板表格總結(jié)凈水方法和材料，并提交到平臺(tái)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行展示。學(xué)生可以在平臺(tái)討論區(qū)進(jìn)行交流、討論，通過(guò)同伴互助、教師點(diǎn)評(píng)加深對(duì)知識(shí)的理解。

（2）信息化工具優(yōu)化課中活動(dòng)

課堂教學(xué)中，教師布置了三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)供學(xué)生進(jìn)行討論并動(dòng)手實(shí)踐。

學(xué)習(xí)任務(wù)一：針對(duì)水中雜質(zhì)，討論可以依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類？這些不同類別的雜質(zhì)可以分別采取哪些分離提純的方法？

學(xué)習(xí)任務(wù)二：動(dòng)手制作凈水器，并當(dāng)場(chǎng)試驗(yàn)凈水效果。

學(xué)習(xí)任務(wù)三：討論生活中哪些物品利用的也是過(guò)濾原理？

學(xué)生通過(guò)“101智慧課堂”平臺(tái)提交答案，生生之間開(kāi)展討論，并參與搶答游戲。教師通過(guò)希沃白板將平臺(tái)上學(xué)生討論區(qū)的精彩發(fā)言投屏到課堂上，并直播學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，最后投屏對(duì)比凈水實(shí)驗(yàn)效果，師生分析總結(jié)討論結(jié)果。教師還可以借助“101智慧課堂”平臺(tái)電子教鞭的搶答功能進(jìn)行課堂互動(dòng)，隨堂檢測(cè)學(xué)生知識(shí)掌握程度。學(xué)生答題結(jié)束后，教師可根據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，及時(shí)把握學(xué)情，調(diào)整教學(xué)策略，有針對(duì)性地講解習(xí)題。

（3）信息化工具助推課后學(xué)習(xí)

教師通過(guò)“101智慧課堂”平臺(tái)布置學(xué)生課后學(xué)習(xí)任務(wù)：用XMind軟件總結(jié)混合物分離提純的一般思路與方法，并上傳至平臺(tái)。另外，學(xué)生需要使用濁度傳感器、pH計(jì)和電子顯微鏡這些分析儀器，對(duì)凈水系統(tǒng)的凈化效果進(jìn)行定量分析。

2.信息化工具助力初中化學(xué)智慧教學(xué)的啟示

（1）通過(guò)課題研究的方式促使研究小組成員能多次利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施課前的多媒體資源推送，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。例如在課例中提前預(yù)習(xí)沉淀、過(guò)濾、吸附等凈化水的靜態(tài)知識(shí)。學(xué)生在課前對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)，為課堂上的深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。同時(shí)，運(yùn)用多媒體資源能夠更好地呈現(xiàn)知識(shí)，讓學(xué)生更加深度理解和掌握靜態(tài)知識(shí)。

（2）信息化教學(xué)手段輔助課堂教學(xué)能有效提升教學(xué)效率。例如師生在課堂中討論各種凈水方法的優(yōu)劣，學(xué)生們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究不同凈水材料的利弊，并設(shè)計(jì)出一套家庭凈水方案。這種學(xué)習(xí)策略不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維，還鍛煉了他們的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)智慧平臺(tái)的連接，生生和師生之間的對(duì)話更加深入、更加有效。同時(shí)，智慧平臺(tái)將生生、師生間的討論“可視化”，還可讓教師隨時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（3）信息化工具賦能的互動(dòng)模式不僅提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率，還增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新思維。在討論和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的見(jiàn)解和想法，并引導(dǎo)他們運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和討論來(lái)驗(yàn)證假設(shè)。這種探究式的學(xué)習(xí)方式不僅能讓學(xué)生更加深入地理解科學(xué)知識(shí)，還有助他們養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，除此之外還能讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何獨(dú)立思考、如何解決問(wèn)題，為未來(lái)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（4）依托信息化技術(shù)完成課后作業(yè)也是提升學(xué)習(xí)效率的有效手段之一。學(xué)生借助XMind等思維導(dǎo)圖軟件系統(tǒng)化地梳理物質(zhì)分離與提純的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，不僅能鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，理解物質(zhì)分離與提純的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，還能構(gòu)建完善自我的知識(shí)體系，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

本案例榮獲長(zhǎng)沙市首屆中小學(xué)智慧課堂創(chuàng)新教學(xué)大賽的特等獎(jiǎng)。課題組研究實(shí)施信息化工具賦能教學(xué)的過(guò)程中，不僅會(huì)定期聘請(qǐng)專家舉辦講座，還會(huì)經(jīng)常組織教研活動(dòng)，研討實(shí)施信息化教學(xué)的措施和路徑，有效提高了教師的理論水平。課題組成員利用信息化教學(xué)手段的融合優(yōu)化了教學(xué)方式，提高了教學(xué)效率?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的信息化工具賦能教育教學(xué)，為打造長(zhǎng)沙范式的品質(zhì)教育推波助瀾。

四、智慧課堂賦能初中化學(xué)教學(xué)的優(yōu)化策略

1.智慧教育賦能課堂教學(xué)模式

隨著教育的不斷發(fā)展和改革，初中化學(xué)課堂教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化已顯得尤為重要?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代下信息技術(shù)融合教學(xué)，從空間、時(shí)長(zhǎng)上給予課堂無(wú)限延伸，大數(shù)據(jù)提供海量信息，智慧化平臺(tái)、虛擬空間提供更具時(shí)效性、更具個(gè)性化的學(xué)習(xí)模式，這些不僅能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情，還能顯著地提高教師的教學(xué)效果，更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

2.智慧教育賦能課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是影響學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的決定性因素之一?；瘜W(xué)作為一門注重思維、能力養(yǎng)成的學(xué)科，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中更要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和實(shí)踐能力。教師在教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用信息技術(shù)，能更廣泛、深入地了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解程度。例如利用詞頻軟件進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)反饋學(xué)生對(duì)課程評(píng)價(jià)的高頻詞，教師能夠快速獲取學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的意見(jiàn)，了解他們?cè)谑褂煤陀^察中的感受和思考。這些高頻詞的反饋有助于教師更好地把握學(xué)生的認(rèn)知和需求，為后續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)提供重要參考。信息化工具賦能初中化學(xué)教學(xué)能夠給予課堂更多的優(yōu)化可能性。

3.信息化數(shù)據(jù)分析賦能素養(yǎng)評(píng)價(jià)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，智慧平臺(tái)引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元性、評(píng)價(jià)方式的多維性，讓自評(píng)、互評(píng)和師評(píng)深度融合，更有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。智慧平臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析具有客觀性、全面性，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)對(duì)教學(xué)進(jìn)行全程數(shù)據(jù)采集和分析評(píng)價(jià)，能夠更精準(zhǔn)地反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果，更有效地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

同時(shí)，建立科學(xué)的智慧課堂評(píng)價(jià)體系，監(jiān)測(cè)課堂中教師信息化教學(xué)手段的運(yùn)用，從而提升教師的信息化教學(xué)能力，達(dá)成師生的共同成長(zhǎng)。例如課題組的成果評(píng)價(jià)體系，可以用于檢測(cè)教師在教學(xué)環(huán)境中是否利用智慧平臺(tái)和智能終端開(kāi)展課堂教學(xué)，在教學(xué)實(shí)施中是否借助信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境和開(kāi)展學(xué)習(xí)任務(wù)，是否利用智慧平臺(tái)設(shè)置課前、課中、課后等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，在教學(xué)效果評(píng)價(jià)中是否運(yùn)用信息技術(shù)助力教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，是否探索信息技術(shù)支持下基于教與學(xué)的創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式，等等，并對(duì)此提出具體要求。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下信息化課堂教學(xué)的課題研究，讓我們看到了智慧課堂教學(xué)在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的無(wú)限可能，也讓我們更加清晰地認(rèn)識(shí)到，只有不斷提升教師自身的數(shù)字素養(yǎng)，才能更好地適應(yīng)數(shù)字化時(shí)代的教育變革。本次課題組成員通過(guò)課題研究的深入交流和探討，更加堅(jiān)定了在智慧課堂教學(xué)賦能教育事業(yè)中不斷探索、實(shí)踐、創(chuàng)新的信念。

【本文系湖南省教育信息技術(shù)研究課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+條件下初中化學(xué)課堂教學(xué)模式創(chuàng)新實(shí)踐研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：HNETR21038）研究成果】