智慧教育時代高中生物智慧課堂構建研究

張勝文

摘要：科學技術與教育教學的深入融合，使得傳統教育領域發生變革，逐漸進入智慧教育時代。智慧教育的實現很大程度上取決于智慧課堂的構建。智慧課堂是智慧教育運用于學科教學的實踐載體，通過借助科學技術搭建起智慧學習環境，幫助學生在課堂上完成知識的整合、內化和遷移，最終促進學生學科智慧的發展。本文通過探討智慧課堂實施的信息技術條件，設計針對高中生物理論課程的智慧教學模式，以期最終實現對高中生物智慧課堂的構建。

關鍵詞：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

“互聯網+”、大數據、人工智能、5G等新型理論和技術的不斷涌現，拓寬了教育領域的內涵，重構了現代教育的結構，由此出現了一系列基于“互聯網+”及“大數據”的智慧教育的思考。在信息化時代，要想帶動教育領域的創新發展，必須要通過智慧教育來引領教育信息化的創新發展，從而實現對傳統教育的變革。而實現智慧教育的關鍵就是變革課堂教學的各個方面，構建技術與知識深度融合的智慧課堂。

智慧課堂的定義

基于部分學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：智慧課堂是借助現代信息技術，通過技術與學科教學的雙向深度融合來形成智慧化、個性化、協同化、交互化的課堂學習環境，培養出具有創新創造能力、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

現階段高中生物課程的宗旨是培養學生的四大學科核心素養：科學思維的習慣、正確的科學態度、終身學習能力和創新實踐能力。高中生物課程是理論與實踐結合、具有跨越性和情境性的一門學科。相較于傳統生物課堂，智慧課堂能夠更好地幫助生物教師完成教學任務，其優勢主要體現在以下幾個方面：①智慧課堂在信息技術的幫助下可以構建虛實結合的情境，如虛擬仿真技術和云平臺中的學習資源，讓學生更加貼近所學內容，獲得更全面真實的認知;②智慧課堂能夠創新師生互動方式，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，旨在通過課堂教學教給學生智慧，提升學生的創新思維能力，培養學生的學科智慧，完美切合了生物課程標準的課程理念。智慧課堂的“創新-互動型”學習方式、差異化教學都能很好地滿足教學中學生的主體地位，真正做到因材施教，培養學生的實踐探究能力。智慧課堂是今后高中生物課程教學的必然選擇。

高中生物智慧課堂的技術支撐

1.基于大數據的云端診斷分析系統

云端診斷分析系統是通過分析與學生相關的數據信息，從而對學生的學習狀態、疑難問題、學習興趣和學習習慣做出判斷，形成班級學生的個性化學習報告。教師可以將學生的作業或隨堂測驗結果上傳至云端，云端系統會通過分析試題的難易程度、學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情，以及時調整教學節奏，還能了解每一個學生個體的學習狀態，以進行差異化教學和針對性輔導。在課外，云端診斷分析系統能夠通過收集學生的上網信息，分析學生的愛好和關注點，從而結合學生感興趣的內容，靈活推送學習材料，制訂具有針對性的學習計劃，幫助學生更好地學習。

2.電子書包服務系統

電子書包是教育信息網絡化的終端產品，是眾多電子內容根據學科的結構整合成的數字化資源集，得益于網絡信息技術，其具有無限的拓展空間和靈活的可塑造性。智慧課堂中，電子書包是以網絡資源為載體，依托于個人電子終端，應用在預習、上課、輔導、測試等學習過程中，涵蓋了課前、課中、課后教學環節的以學生為主體設計的智能化系統平臺。[1]教師可以利用電子書包進行作業布置、考勤管理、課堂測試等，讓班級管理更加高效便捷。電子書包系統可以安裝在手機、平板或計算機等終端上，學生可以隨時隨地學習。同時，電子書包中存儲了大量的系統的學習資源，包括電子課本、輔導資料、名師微課堂等，學生借助電子書包既可以超前學習，也可以復習鞏固。

3.IRS及時反饋系統

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

高中生物智慧課堂教學活動設計

高中生物學科的課程類型主要分為四種——理論課、實驗課、活動課和復習課，每種類型課堂的教學要求和側重點都有很大的區別，因此不同課程類型的教學設計也有所不同。理論課是生物學科中出現次數最多、涉及知識點最廣的課程類型，是生物學科教學的基礎，所以，筆者設計了生物學科理論課的智慧教學模式，并詳細說明了具體的教學流程。

1.課前預習階段

教師深入分析本節課的教學內容，明確教學目標，制訂好教學計劃，同時也要分析學生的認知水平和學科基礎，根據教學目標與學生學情來準備與之相對應的學習資源、學習任務清單、課前自測題目。學習資源是學生需要在課前預習的內容，其重點要突出、條理要清晰并且要具有一定的吸引力;學習任務清單包括學習目標、需要完成的任務等，能夠幫助學生把握預習的方向和節奏，提高預習的效率;課前自測題是學生在預習之后完成的，是教師了解學生掌握情況的方式。

教師將學習資源、學習任務清單等預習內容布置給學生。學生在終端上接受內容，根據任務清單進行學習，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。學生還可以在終端上提出問題，和其他學生一起線上交流討論。課前測試的結果與學生的疑問會被上傳到云端，云端診斷分析系統會根據上傳的數據對學生預習情況進行學情分析，生成診斷報告。教師可以據此了解學生課前學習情況，發現學生集中存在的問題，從而對教學設計進行調整。

2.課中教學階段

智慧課堂教學一般分為三個部分，其主要目的是促進課程知識在學生頭腦中完成“整合—內化—遷移”三部曲。

第一部分約15分鐘，由于學生在課前經過預習已經對本節課的內容有了基本的認識，但還沒有形成體系，所以教師需要利用這15分鐘將本節課的內容結合學生已有的認知進行梳理與整合，引導學生在頭腦中構建起知識結構。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生的問題所在，有針對性地進行教學。

第二部分是教師在學生理解的基礎上，引導學生獨立思考或者組織學生分組合作討論，將思考結果展示在電子書包上，教師再根據結果進行指導;教師也可以利用電子書包中的視頻、圖片等學習資源創設具體的情境，激發學生的探究欲與好奇心，在情境中進行教學，讓學生理解得更為透徹。第二部分的學習可以促進學生獲得的知識由表層的整合到達深層的內化。

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

3.課后輔導階段

教師根據云端診斷分析系統的學情報告和IRS即時反饋系統的測試結果，找到本節課的學習難點、遺留問題和學習困難的部分學生。對于學生認知的難點，教師可以通過電子書包有針對性地推送練習題;對于課堂遺留的問題，教師可以在線上推送相關拓展材料，組織引導學生閱讀材料后積極討論，并在下節課進行講解;而對于學習困難的學生，教師可以進行針對性輔導。在課前、課中、課后這三個階段中，學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]

結束語

高中生物智慧課堂不僅變革了教師的教學方式，讓教師的教學變得更加高效靈活，而且改變了學生的學習模式，提升了學生的學習效率。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，其教學模式在應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。