基于智慧课堂的初中化学深度学习实践探索
其他学科教学来源:《山东教育》中学刊查看次数:27发布日期:2026-03-26
李庆国
信息化时代推动教育向智能化转型，但初中化学教学仍面临多重困境：学生对抽象概念死记硬背，缺乏实验探究机会，传统教学模式难以满足个性化需求。智慧课堂依托信息技术，能创设生动情境、提供丰富资源、实现精准评价，为深度学习搭建平台。本研究探索基于智慧课堂的初中化学深度学习的策略与实践，助力学生化学学科核心素养发展。
一、智慧课堂与初中化学深度学习的内涵关联
智慧课堂依托物联网、大数据、人工智能等前沿技术，构建集感知、交互、分析与评价于一体的教学空间，其核心特征体现为“精准推送、沉浸式体验、个性化学习、动态化评价”。在初中化学教学中，智慧课堂通过多样化技术工具———如平板电脑、电子白板等互动终端，虚拟仿真实验平台，以及学习管理系统（LMS）等———打造突破传统模式的学习环境，促进学生学习的转型与深化。
与“机械记忆、简单模仿”的浅层学习相比，深度学习强调从理解出发，促使学生将新知识与个人经验体系相勾连，形成结构化知识体系，并能于新环境中灵活运用及创新迁移。智慧课堂与初中化学深度学习的内在契合点主要体现在三个方面：技术助力认知层面的突破，采用微观动画及虚拟实验等工具，冲破化学教学中“概念抽象、实验风险高”的瓶颈，促进学生洞察宏观现象与微观机制之间的关系；数据驱动精准教学，解析学生问题解决与实验操作路径数据集，定位知识薄弱点，为个性化辅导提供支持；互动情境催化思维对撞，采用在线讨论区、小组协作系统等，改变“教师灌输、学生静听”的授课方式，推动学生在观点交锋中实现理解深化。
二、基于智慧课堂的初中化学深度学习实践模型
以智慧课堂的技术属性为依托，结合初中化学深度学习的要求，我们构建了“情境感知—探究建构—迁移应用—反思提升”四阶段实践模型。在各阶段推动技术工具与化学教学的融合，逐步提升学生的认知水平。
（一）情境感知：利用技术创设问题情境，激活深度学习动机
有意义的训练任务是深度学习的起点，采用AR/VR、视频剪辑等技术的教学系统，将化学知识嵌入现实生活与科学研究的背景，促使学生开启基于“实际问题”的探索，自发地参与学习活动。
例如，在“水净化原理”教学中，教师可以借助智慧课堂的高清投影系统呈现有关本地河流污染的新闻报道，引发对“污染水体净化措施”的探讨；采用AR技术，生动呈现自来水厂净化流程的三维动画场景，学生借助平板设备扫描教材插图，直观呈现“沉淀、过滤、吸附、消毒”各环节，点击各环节，可查阅其原理剖析。此情境设计避免了“教材插图静态化、知识讲解抽象化”的弊端，能够直观展示“水净化”与日常生活的紧密联系，激发学生探索净化技术的学习动机。
在“金属的化学性质”教学中，教师可以打造“博物馆金属锈蚀展品”教学实例：借助虚拟仿真技术再现青铜及铁锈蚀现象，提出“抑制展品锈蚀进程”的探究任务。学生需凭借已有知识，对金属与氧气、水的反应特性作出猜测，为后续探究活动奠定情感与认知的根基。
（二）探究建构：利用技术支持个性化探究，深化对知识本质的理解
化学学科以实验为根本依托，探究活动是深化学习的核心基石。在智慧课堂中，教师利用虚拟实验平台与数据采集工具等手段，构建“安全、高效、可重复”的探究生态圈，支持学生实现从“动手操作”到“动脑思考”的深度参与。
针对“燃烧条件探索”实验，在传统课堂中，学生多限于观察教师的演示。在智慧课堂里，学生可先行借助虚拟实验平台自行设计对照实验：围绕“氧气存在/不存在”“是否达到着火点”“有无可燃物”的实验设定，实时呈现实验现象，诸如“白磷在氧气中燃烧”及“红磷未燃烧”，自动采集并记录实验关键数据。实验虚拟阶段结束后，学生可以以小组为单位开展真实实验进行验证和核实：借助温度传感设备实施数据采集，借助蓝牙技术将数据传输至智慧教室的智能分析系统平台，与虚拟实验结果进行对比分析，最后归纳出燃烧的三个必备条件。
实施“虚拟预设—实际操作—数据验证”的探究机制，可有效克服传统实验耗时、现象模糊及存在安全隐患的弊端，通过数据可视化技术（如温度曲线），学生能正确理解“宏观现象—微观变化—数据证据”之间的内在逻辑，深化对知识本质的把握。
除了实验探究，学生还可以开展其他深度探究活动。例如，在“化学方程式配平”教学中，教师可以借助人工智能互动平台，鼓励学生进行个性化学习探究。学生于平板端输入氢气与氧气反应生成水的化学方程式样本，系统未直接揭示答案，而是引导学生审视氢氧原子数目的不均衡，附设“原子个数检测工具”；学生连续多次在化学方程式配平上出错，系统自动推荐“最小公倍数法”相关微课视频；若学生配平正确，系统自动生成与原题相似的题目以实施变式训练。这种“按需推送、精准指导”的方式，可以助力各层次学生在最近发展区实现突破性进展。
（三）迁移应用：利用技术搭建多元实践场景，促进知识灵活运用
深度学习的关键标志之一是学生提升了在新情境中应用所学知识解决问题的能力。在该实践模型中，教师可以在线协作工具为基础，促进生活化任务设计，打造多元实践空间，促进知识从课堂走向课外，实现知识拓展。
“溶液的酸碱性”单元教学结束后，教师布置“居家物品pH检测”实操作业：通过智慧教室提供的简易pH试纸及配套APP（采用图像识别技术进行颜色分析以测定pH值），学生对家中的白醋、肥皂水、柠檬汁等液体进行pH值检测分析，将测试结果归入班级数据共享库；采用数据可视化工具编制“家庭物质pH值分布图表”，组织小组成员就如何运用这些物质应对实际生活难题进行深入交流。实践活动中，学生深化了对“pH与酸碱性”的理解，切实感受到化学知识的应用价值。
在“化学能源”学科主题教学中，教师可依托网络协作平台实施“新能源汽车电池设计方案”项目：学生协作检索资料，教师系统精选并推送权威网站链接，运用思维导图技术对氢燃料电池与锂电池的反应机制及其优劣进行系统分析；在虚拟白板中集体构建设计图稿，录制解说视频，随后上传至网络资源库；学习小组借助平台实施匿名反馈，阐述修订提案。在此类知识整合行动中，学生在处理复杂问题时可实现跨学科知识的整合，促进创新意识及团队协作能力的增强。
（四）反思提升：利用技术实现动态评价，引导认知自我完善
深度学习需要持续的自我监控与反思，采用学习分析系统及电子档案袋等辅助设施，能兼顾过程性评价与结果性评价，促进学生深刻洞察自我成长与存在的短板。
在“酸和碱的中和反应”教学中，智慧课堂的学习分析系统能够实时记录学生的学习轨迹：课前预习时，识别对“中和反应的微观机理”理解上存在疑惑的学生；课堂探究中，鉴别实验计划中存在逻辑漏洞的小组；学生提交课后作业后，标注出错频率较高的习题。教师借助系统输出的“班级学习状况剖析报告”，实施定制化学习反思：引导学生参照个人答题记录簿，以“错误原因分析表”为工具对问题进行深入剖析，如揭示“盐”与“酸”定义混淆的根源，然后在班级内交流优化路径；系统还能自动将学生典型错误汇编为“专属个性化错题集”，分发相关复习资源。
此外，智慧课堂还可以电子档案袋为媒介，记录学生成长过程，如收集“实验操作演示视频”等。学生通过持续检视个人档案，能直观感受到自己的进步，进而激发深度学习的内在驱动力。
智慧课堂能够为初中化学深度学习提供技术支撑与环境保障，依托“情境感知—探究建构—迁移应用—反思提升”实践模型，可有效引导学生从“被动接受”转向“主动探究”，从“机械记忆”走向“本质理解”，从“零散认知”进阶至“关联应用”。实践中教师还需坚守“技术服务教学”宗旨，平衡虚拟与真实、工具与思维、共性与个性的关系，让智慧技术真正成为培育学生核心素养的有力抓手。
（作者单位系山东省淄博市周村区第一中学）
（《山东教育》2026年3月第8期）