高中化學智慧課堂的構建與效果探究

［摘 要］近些年來，隨著現代信息技術的不斷發展，構建智慧課堂、推進素質教育改革已經成為一線教師的共識。智慧課堂是信息技術與課堂教學深入融合的結果，同時也是高中化學教學改革的重要方向。作為高中化學教師，應該充分認識到當前化學教學存在的不足，利用信息技術拓展化學教學資源，為學生構建智慧型課堂，全面激發學生學習化學知識的積極性和主動性，培養學生的化學學科核心素養。文章分析了高中化學教育面臨的挑戰，闡述了高中化學智慧課堂的構建與設計思路，探索有效的化學教學策略。

［關鍵詞］高中化學；智慧課堂；構建；效果

［中圖分類號］ " "G633.8 " " " " " "［文獻標識碼］ " "A " " " " "［文章編號］ " "1674-6058（2024）21-0010-03

智慧課堂是以建構主義學習理論為依據，以現代信息技術為基礎的智能化、高效化課堂。通過創建智慧課堂，教師能夠分析學生的動態學習數據，對“云、網、端”進行綜合運用，提高教學決策的科學性，使課堂上的互動交流立體化，教學資源推送智能化。在高中化學教學中，抽象概念的理解、數學運算的運用是重點和難點。然而，在傳統的化學教學中，教師采用的教學手段比較落后，學生的學習較為被動，對新知識一知半解，難以將新知識和舊知識連接起來，形成完整的知識架構。為此，教師可引入智慧課堂，在化學教學中應用“互聯網+”思維，創建協作交流的課堂，確保課堂教學符合學生的認知規律。

一、智慧課堂概述

智慧課堂是指利用先進的信息技術和教育教學手段，將傳統教學和現代科技相融合的課堂教學模式，能夠為學生打造智能化、個性化、互動性強的教學環境。在高中教學中，智慧課堂的優勢主要體現在三個方面：一是教學資源豐富；二是學習工具多樣；三是師生互動高效。首先，在智慧課堂教學模式下，教師可以充分運用互聯網渠道的教學資源，將理論知識講解與視頻教學等整合起來，使之形成課堂教學的輔助資料，幫助學生理解抽象的概念。其次，智慧課堂能夠為學生提供多樣化的學習工具。通過這些工具，學生可以查看自己的學習數據，完成教師布置的線上學習任務，與他人開展互動學習，完成線上測試。最后，在師生互動方面，智慧課堂能夠轉變以往“一問一答”的互動模式，設置隨機點名、搶答、隨堂測試等互動環節，提高互動效率，進而優化后續的教學內容。總而言之，智慧課堂是對現代信息技術的充分運用，教師可以在智慧課堂中靈活組織教學活動，豐富學生的體驗和感受，提高課堂教學質量。

二、高中化學智慧課堂的優勢

（一）直觀展現化學知識

在高中化學教學中構建智慧課堂，能夠直觀展現化學知識，提高學生對知識點的記憶效果。當前，部分學生對化學知識的學習興趣不足，學習方法落后，這與化學知識本身的特點有關，與教師采用的教學方法有關。高中階段的化學知識體系龐雜，知識點抽象且密集，學生需要掌握很多抽象的概念，如原子結構、化學鍵、化學反應機制等，這些概念不夠直觀，學生理解的難度較大。通過構建智慧課堂，教師可以通過多種方式呈現知識，比如動畫、模型、視頻等，以提高教學的直觀性，增強學生對抽象、復雜知識點的理解。

（二）多角度引導學生

在高中化學教學中構建智慧課堂，能夠幫助教師多角度引導學生，開闊學生的思維，提高學生的學習效果。在以往的教學中，教師常用的教學方法有演示法、實驗法、啟發法、講授法、練習法、案例法、情境法等。在智慧課堂中，教師能夠將這些方法和現代信息技術結合起來，如通過人工智能技術、多媒體技術、虛擬現實技術，構建云端教室、在線學習平臺、智能教學系統等，突出課堂教學的重點，從多個角度引導學生。智慧課堂不僅能夠輔助學生隨時隨地開展學習，提高學生學習質量，還能在情感態度、價值觀念等方面對學生進行深層次的引導，促進學生全面發展。

（三）激發學生探究熱情

在高中化學教學中構建智慧課堂，有助于激發學生的探究熱情，提高學生對化學知識的學習欲望。在以往的化學教學中，部分教師不注重教學方法的更新，通常局限于理論知識講解、實驗演示等方法進行教學，教學過程缺乏學生參與，從而直接影響教學效果。通過智慧課堂，教師可以將化學知識和現實生活聯系起來，利用信息技術手段為學生提供充足的教學資源，創建學習任務，引導學生通過自主學習、合作探究的方式學習新知識，進而提高學生的學習效果。此外，智慧課堂還能有效改善實驗教學的條件，突破實驗器材、實驗環境的限制，激發學生的實驗探索欲望，幫助學生理解實驗原理，掌握實驗操作流程。

三、高中化學智慧課堂的構建策略

（一）“智慧課堂+微課”，助力先學后教

在高中化學智慧課堂教學中，教師可以靈活調整教學方案，將傳統的“先教后學”轉變為“先學后教”，讓學生擁有更多自主學習機會，提高學生的學習效果。在“智慧課堂+微課”的教學模式中，學生能夠擁有更多合作、參與的機會。教師可以提前將化學知識錄制成5～8分鐘的微課視頻，通過網絡搭建學生自主學習平臺，引導學生通過平臺觀看微課視頻，提前完成預習案，并鼓勵學生將預習過程中遇到的學習問題記錄下來，待課堂上進行討論，形成“先學后教”的翻轉課堂。

例如，在人教版高中化學選擇性必修1“鹽類的水解”教學中，教師可以將鹽類水解的定義、水解發生的條件、水解的規律等內容融合到微課視頻中，引導學生課前了解相關知識，為課堂教學奠定基礎。教師還可以通過信息技術手段收集學生的觀看記錄，了解學生觀看微課視頻的時長及完成練習題的情況并進行統計，從而為學生制訂科學的教學方案。在高中化學教學中，很多知識點比較零散，需要學生記憶和應用。然而，學生在課堂上的學習時間是有限的，他們難以在有限的時間里牢記全部內容。為此，教師需要結合教材制作微課視頻，在課前布置教學任務，幫助學生突破傳統教學時間與空間的局限，拓展學習內容，提高學生的學習效率。

（二）“智慧課堂+模擬實驗”，創建化學模型

在高中化學教學中，化“抽象”為“形象”是教學改革的重要方向，教師可以通過“智慧課堂+模擬實驗”的教學模式，為學生創建化學實驗模型，幫助學生深入理解教學內容，直觀感受化學知識點。眾所周知，模擬實驗是一種和真實實驗相仿的實驗教學方法，其通過模仿真實實驗中的某些條件，制作實驗對象模型，以達到真實的實驗效果。在高中化學教學中，有一些實驗具有一定的危險性或受到實驗條件的限制無法完成，這種情況下就可以采用模擬實驗。

例如，人教版高中化學必修2中的“搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點”實驗活動。學生需要應用工具搭建模型，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鍵類型。在該實驗活動當中，教師可以提出問題：“分子中含有4個碳原子的烴可能有多少種結構？”引導學生用球棍模型進行驗證，讓學生在探究當中找到問題的答案。通過開展模擬實驗，學生能夠對各類有機化合物的分子結構進行總結，深入體會結構式與分子空間結構之間的關系，全面提高學習效果。在化學教學中，模擬實驗和真實實驗互為補充。除了引導學生完成教材當中的模擬實驗，教師還需要借助互聯網教學素材，利用現代信息技術，組織學生完成更多復雜的模擬實驗，以提高課堂教學的直觀性，加強學生對知識的理解。

（三）“智慧課堂+虛擬仿真實驗”，直觀展現內容

虛擬仿真實驗是高中化學智慧課堂教學的重要輔助工具，它需要用到虛擬現實技術、人機交互技術、人工智能技術、傳感技術等，這些技術可以模擬現實世界的事物，讓學生獲得“身臨其境”的感覺，同時還可以親自操作，體驗實驗過程。在虛擬仿真實驗中，實驗者可以完成各種各樣的實驗項目，所取得的實驗效果與真實環境當中的效果一致，甚至能夠得出比真實實驗更加精準的實驗數據。在高中化學教學中，教師不但可以運用多媒體設備為學生呈現直觀的知識內容，比如，利用動畫、視頻、圖片、思維導圖等輔助學生思考，增強學生對知識的理解，還可以借助現代信息技術，開展虛擬仿真實驗，為學生營造虛擬的實驗操作環境，以達到更加全面的實驗教學效果。

例如，在學習人教版高中化學必修1中“海水中的重要元素——鈉和氯”這章內容時，學生需要了解氯和鈉的性質，還要通過實驗配制一定物質的量濃度的溶液。在智慧課堂上，教師可以指導學生通過虛擬現實技術完成虛擬實驗，探索氯和鈉的性質，同時完成溶液的配制。在虛擬實驗當中，學生可以在數字化平臺上操作，獲得直觀的實驗體驗。虛擬仿真實驗通過高分辨率的圖像和音頻技術，呈現逼真的實驗效果，為學生提供生動的實驗場景，讓學生感受到化學實驗的真實性。另外，虛擬仿真實驗還具有安全性和便捷性的特點，它能有效規避實驗當中的一些危險因素，減少藥品的浪費，并且不會受到時間和地點的限制。在虛擬仿真實驗中，學生可以開展互動操作，自主選擇實驗的步驟，提高學習的主動性。在高中化學實驗教學中，虛擬仿真實驗能夠為學生提供更加多樣化的實驗場景，豐富他們的實驗體驗，使學生獲得更多參與實驗的機會，對學生實驗能力的發展有較大幫助。

（四）“智慧課堂+線上游戲”，增強教學趣味

智慧課堂是一種全方位、立體化的課堂教學模式。現代信息技術能夠滲透到智慧課堂的各個方面，從根本上提高課堂的個性化教學水平，提升課堂教學效率。在創建智慧課堂時，教師可以充分發揮現代信息技術的功能，將信息技術、教學內容、課堂互動聯系起來，借助信息技術開發多樣化的課堂任務，設計課堂游戲，增強師生之間的互動。通過智慧課堂，教師可以為學生提供個性化的學習平臺，將教學資源整合到平臺當中，使學生在參與游戲的過程中學習知識，豐富學生的學習活動。

例如，在教學人教版高中化學選擇性必修1中“水的電離和溶液的pH”這節內容時，教師可以引入游戲化的教學方法，在信息化教學平臺中創建本章節的游戲內容，將化學知識和學生的學習任務融合到游戲當中，引導學生層層遞進掌握知識，提高學生在課堂上的參與感和體驗感。對于這一節的知識，教師可以設計五道關卡，分別是“整理知識背包”“完成每日學習計劃”“收獲新技能”“修煉必殺技”“完成高階任務”“共享經驗值”等。在“整理知識背包”關卡中，學生需要通過學案復習本章的知識，同時預習新知識，將水的離子積常數、溶液酸堿性的判斷方法等“知識碎片”裝入背包當中。在“完成每日學習計劃”的關卡中，學生需要通過做任務，了解生活當中常見物質的pH值，掌握人體健康與食物酸堿性之間的關系。在“收獲新技能”的關卡中，學生需要閱讀教材中的知識點，掌握公式的書寫方法。在“修煉必殺技”關卡中，學生需要完成pH的基礎運算，在學案當中進行練習，為后續的學習奠定基礎。在“完成高階任務”的關卡中，學生需要進行分組對比實驗，用pH試紙測定生活當中常見飲料的酸堿性。在“共享經驗值”關卡中，學生需要通過網上學習平臺總結自己的學習經驗，與其他同學進行交流討論，對章節知識點進行歸納。在高中化學教學中，教師借助智慧課堂開展課堂游戲，能夠有效激發學生的學習興趣，將復雜、抽象的化學知識和趣味化的學習任務結合起來，從而促進教學方法的創新。

綜上所述，在高中階段的化學教學中，現代信息技術發揮著重要作用，教師應運用多樣化的信息技術手段，提高化學知識的直觀性，為學生創建智慧課堂，提高學生的學習效果，提升學生解決實際問題的能力，培養學生的化學學科核心素養。在具體的教學過程中，教師需要精心制訂教學目標，規劃課堂教學內容，完善教學計劃和教學方案，將教學方法和教學技術整合起來，通過模擬實驗、虛擬仿真實驗、線上游戲等形式，提高學生的學習體驗，促進學生全面發展。在未來的化學教學中，教師應不斷引入新興的信息技術，加強對智慧課堂的研究，通過智慧課堂展現抽象的化學知識，推動高中化學課堂教學改革。

［ " 參 " 考 " 文 " 獻 " ］

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（責任編輯 " "羅 " "艷）