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随着信息技术的飞速发展以及新教学理念的不断普及，学者们对智慧课堂结合具体学科的教学模式的研究不断深入。对智慧课堂的定义，国内学者评述不一。华东师范大学祝智庭教授主张借助信息技术的力量，将课堂由课内延伸到课外，由物理环境延伸到网络虚拟环境，创建具有一定智慧（如感知、推理、辅助决策）、多元评价、个性服务的学习时空环境。[1]东北师范大学钟绍春教授提出，智慧课堂应以主动、轻松愉快、高质高效和提升学生智慧为根本目标。智慧的培养应贯穿于整个智慧课堂中，通过经历过程、积累相应的思维经验来提升智慧，从而达到用创新思维发现问题、用智慧方式解决问题的最终目标。[2]综合各位学者的观点，我们认为智慧课堂是集合了多种教学媒体以及丰富教学资源等智能软硬件设施，能够支撑学生个性化学习、探究式学习、合作式学习等学习活动，尽可能地满足学生学习需求，帮助其解决问题。智慧课堂应以培养学生智慧能力为目标，学生在“发现、构想、抉择、归纳、评价”的过程中，通过有效的情境创设实现批判性思维、创新思维等高级思维能力培养。
生物是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。随着物理、化学、信息技术等各个学科之间不断交叉、渗透和融合，生物学科的地位正日益提升。生物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。如今，它在微观与宏观两方面的发展都非常迅速，并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密，对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。[3]而初中生物旨在让学生获得基础的生物学知识，领悟生物学家在科学研究过程中解决问题的方法与思路，养成理性思考的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力。但在实际教学中还存在不少问题。因此，我们探索与实践初中生物智慧课堂教学模式，力求解决教学中出现的问题。
下面我们以人教版七年级下册中的《输送血液的泵——心脏》一课为例，进行智慧课堂和初中生物教学结合的探讨。
● 课例教学中存在的普遍问题
1.心脏结构复杂，图片难以清晰讲解
本节教学的重难点，一是清楚心脏结构，观察心脏各腔室的厚薄；二是了解心脏的工作过程，即瓣膜的开闭、血液循环途径，以及在血液循环过程中血液成分的变化。平面心脏解剖图无法立体再现心脏结构，而且有很多内部重要结构需要学生运用空间想象能力构建心脏结构图像，但这对大多数学生来说是比较困难的。
2.学生“主体地位”不明显，不能个性化发展
在学习科学的过程中，学生需要描述物体和作用过程，提出问题，获取知识，对自然现象作出解释，以多种不同方式对所作解释进行检验。这才是主动经历发现、构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程。但在现实教学中，往往是教师准备好相关实验方案，讨论问题或合作项目，并非学生这一“主体”自己经历。在整齐划一的教学中，教师既忽略了学生间因为年龄及生活经验的不同而存在的差异，也忽略了作为不同个体的学生之间所存在的差异。
3.缺乏相应资源与技术支撑
教师在课本的基础上搜集了大量与生活实际相關的图片给学生讲解生物知识，在实验中仍然以教材为主，按着教材中的实验步骤进行探究，但这只是对探究资源进行了简单的开发。教师重复着一些可以由软件代替完成的机械低效工作，没有相关技术支撑。
● 智慧课堂解决思路
1.智慧课堂提供立体虚拟生物实验室
在智慧课堂中，每位学生都配备智能移动终端。在终端上的立体心脏结构解剖图中，学生通过点击每个部分的示意图，看到具体的位置。例如，学生点击左心室时，左心室透明化，体现位置（如图1）。隐蔽在内部的结构也可以一目了然，如房室瓣的结构（如图2），这样学生就能够充分了解心脏结构。
2.“动态”学习路径，满足学生个性化学习
建构主义学习理论提倡以学习者为中心，强调学习者的认知主体作用，教师应给学生创造一个有利于建构知识的问题情境，激发学生学习的动机，保持学习兴趣，引导学生通过小组合作探究完成对血液循环理论的认识。因此本节课主要采取了直观演示法、合作探究法、自主学习等多种教学方法。
智慧课堂能够为学生学习提供“动态”学习路径。“动态”学习路径是指对问题或现象分析、方案构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程所包含的学习活动的设计和对活动序列的组织。[4]学生们根据自身的差异性以及学习目标、学习环境、学习资源等方面的特点，选择适合自己的学习活动，从而形成不同的学习活动序列，也就产生了动态学习路径。在问题分析阶段为学生提供解决某一问题或解释某一现象的多种可能方法或原因，辅助学生对方案进行比较、选择和整合，最后引导学生归纳知识体系和方法体系。在解决问题的过程中，学生利用不同方法，如观察分析法、实验法、类比法等进行问题分析、设计方案及操作实施。智慧课堂根据学生选择的不同学习路径，提供针对性的知识与技术支持。
在智慧课堂中，教师可以自行组织相关多媒体素材，这样可以丰富学生学习资料，激发学生兴趣。智慧导学根据对学生的过程性评价反馈，推送讲解学习资料，帮助学生巩固新知或纠正错误理解；同时引导学生进入下一步学习活动，提供情境创设，进行协作式探究学习。在解决问题的过程中，不仅能提高学生沟通与交际的能力和思维能力，而且还可提高学生的合作意识。学生在本节课中，可以自行探究心脏结构，查询各部分的功能，在教师问题的引导下，自主开展学习活动。
3.学生合作学习或自主探究，培养创新能力
智慧课堂在引导学生学习的过程中，还为学生提供丰富的数字化学习资源。根据建构主义观点，帮助学生把外部环境中的知识整合到自己原有认知结构内；适时准确地向学生推送学习资源，帮助学生修改或创造新的认知结构。在这两个过程中，促进学生自身的不断丰富、提高和发展。智慧课堂除了立体虚拟生物实验室，还推送其他学习材料、课外拓展材料等。 案例设计
《输送血液的泵——心脏》教学设计
◇教学内容分析
心脏是人体的重要器官之一，是输送血液的“泵”。其特殊性在于它能够自动、有节律地收缩和舒张，推动血液按照一定的方向流动。
人体需要的氧气和养料必须及时运来，产生的二氧化碳等废物必须运走，只有这样人体才能进行正常的生命活动，这些物质的运输靠血液循环来实现。
这一课的知识点和难点较多，如何在短时间内使学生对心脏的结构和功能有充分的认识并理解血液循环的途径和意义，需要教师课前精心准备。
◇教学对象分析
初一学生的生理和智力等都处于发展的黄金时期，他们对外界事物有着非常浓厚的兴趣，但尚处于一种懵懂阶段，对人体结构和生理功能都不甚了解，所以对现实生活中的一些现象无法解释。我们应该充分利用每一个时机，在引导学生分析具体问题的同时，帮助其树立正确的人生观以及远大的理想抱负。
◇教学目标及分析
知识与技能目标：掌握心脏的结构和功能；概述血液循环的途径，区别动脉血与静脉血。
过程与方法目标：通过对血液循环的学习，培养观察、分析、归纳、总结和语言表达能力。
情感态度与价值观目标：通过小组学习活动，培养合作精神和集体主义观念。
◇教学重点、难点
重点：能够通过观察心脏各腔室的厚薄以及有关瓣膜的结构特点，来推测它们各自的功能。了解血液循环的途径和意义。
突破：利用立体虚拟生物实验室，将教材中静态的图片变成动态的、连续的画面，给学生深刻的印象，然后利用立体虚拟生物实验室和电子白板展示血液循环的路径简图，帮助其发现体循环和肺循环的规律，自主地构建知识网络。
难点：能够通过观察各腔室的厚薄以及瓣膜的结构特点，来推测它们各自的功能。了解血液循环途径，以及在血液循环过程中血液成分的变化。
突破：本课通过播放视频和Flash动画，将人体中发生在微观世界的过程详细、直观地呈现在学生面前。在立体虚拟生物实验室让学生清晰地“看”到在人体血液循环过程中发生的物质交换，进而理解血液成分的变化，达到理想的教学效果。
◇教学流程图
具体教学流程如下页图3所示。
1.复习提问
复习血管的有关知识，采用竞答的方式。
2.血液循环史的发现
指导学生阅读教材第74页“血液循环的发现”，通过科学发展史的教学理解科学。
3.体循环和肺循环
观看心脏结构体循环和肺循环的视频，同时思考：心脏的具体结构是什么？假设有个红细胞，随着血流在人体内周游，如果以左心室为出发点，那么它旅行的路线是怎样的？学生讨论，然后通过立体虚拟生物实验室自主探究，加深印象。
為了帮助学生理解血液循环过程中血液成分的变化，可借助组织处的气体交换和肺泡处的气体交换动画，让学生直观地观察到气体交换的过程，很好地突破难点。
4.血液循环的意义
学生讨论，概括总结。
5.小结
学生绘制血液循环途径的概念图，然后观察全身血液循环动画进行再认识。为检验学生的学习效果，加深其对知识的理解，可将抽象的知识，以游戏的形式呈现出来，这样也有利于学生参与学习活动。
6.巩固提高
通过练习题，对本节所学知识进行反馈。借助血液循环途径联系动画巩固本节课的难点。
◇板书设计
如图4所示。
参考文献：
[1]赵琳，解月光，杨鑫，等.智慧课堂的“动态”学习路径设计研究[J].中国电化教育，2017（11）：1-6.
[2]祝智庭.智慧教育新发展：从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究，2016，22（1）：18-26 49.
[3]初中生物新课程标准[EB/OL]https：//wenku.baidu.com/view/aab453bb5901020206409c15.html.
[4]唐烨伟，庞敬文，钟绍春，等.信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J].中国电化教育，2014（11）：23-29 34.
生物是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。随着物理、化学、信息技术等各个学科之间不断交叉、渗透和融合，生物学科的地位正日益提升。生物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。如今，它在微观与宏观两方面的发展都非常迅速，并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密，对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。[3]而初中生物旨在让学生获得基础的生物学知识，领悟生物学家在科学研究过程中解决问题的方法与思路，养成理性思考的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力。但在实际教学中还存在不少问题。因此，我们探索与实践初中生物智慧课堂教学模式，力求解决教学中出现的问题。
下面我们以人教版七年级下册中的《输送血液的泵——心脏》一课为例，进行智慧课堂和初中生物教学结合的探讨。
● 课例教学中存在的普遍问题
1.心脏结构复杂，图片难以清晰讲解
本节教学的重难点，一是清楚心脏结构，观察心脏各腔室的厚薄；二是了解心脏的工作过程，即瓣膜的开闭、血液循环途径，以及在血液循环过程中血液成分的变化。平面心脏解剖图无法立体再现心脏结构，而且有很多内部重要结构需要学生运用空间想象能力构建心脏结构图像，但这对大多数学生来说是比较困难的。
2.学生“主体地位”不明显，不能个性化发展
在学习科学的过程中，学生需要描述物体和作用过程，提出问题，获取知识，对自然现象作出解释，以多种不同方式对所作解释进行检验。这才是主动经历发现、构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程。但在现实教学中，往往是教师准备好相关实验方案，讨论问题或合作项目，并非学生这一“主体”自己经历。在整齐划一的教学中，教师既忽略了学生间因为年龄及生活经验的不同而存在的差异，也忽略了作为不同个体的学生之间所存在的差异。
3.缺乏相应资源与技术支撑
教师在课本的基础上搜集了大量与生活实际相關的图片给学生讲解生物知识，在实验中仍然以教材为主，按着教材中的实验步骤进行探究，但这只是对探究资源进行了简单的开发。教师重复着一些可以由软件代替完成的机械低效工作，没有相关技术支撑。
● 智慧课堂解决思路
1.智慧课堂提供立体虚拟生物实验室
在智慧课堂中，每位学生都配备智能移动终端。在终端上的立体心脏结构解剖图中，学生通过点击每个部分的示意图，看到具体的位置。例如，学生点击左心室时，左心室透明化，体现位置（如图1）。隐蔽在内部的结构也可以一目了然，如房室瓣的结构（如图2），这样学生就能够充分了解心脏结构。
2.“动态”学习路径，满足学生个性化学习
建构主义学习理论提倡以学习者为中心，强调学习者的认知主体作用，教师应给学生创造一个有利于建构知识的问题情境，激发学生学习的动机，保持学习兴趣，引导学生通过小组合作探究完成对血液循环理论的认识。因此本节课主要采取了直观演示法、合作探究法、自主学习等多种教学方法。
智慧课堂能够为学生学习提供“动态”学习路径。“动态”学习路径是指对问题或现象分析、方案构想、抉择、归纳、评价等智慧学习过程所包含的学习活动的设计和对活动序列的组织。[4]学生们根据自身的差异性以及学习目标、学习环境、学习资源等方面的特点，选择适合自己的学习活动，从而形成不同的学习活动序列，也就产生了动态学习路径。在问题分析阶段为学生提供解决某一问题或解释某一现象的多种可能方法或原因，辅助学生对方案进行比较、选择和整合，最后引导学生归纳知识体系和方法体系。在解决问题的过程中，学生利用不同方法，如观察分析法、实验法、类比法等进行问题分析、设计方案及操作实施。智慧课堂根据学生选择的不同学习路径，提供针对性的知识与技术支持。
在智慧课堂中，教师可以自行组织相关多媒体素材，这样可以丰富学生学习资料，激发学生兴趣。智慧导学根据对学生的过程性评价反馈，推送讲解学习资料，帮助学生巩固新知或纠正错误理解；同时引导学生进入下一步学习活动，提供情境创设，进行协作式探究学习。在解决问题的过程中，不仅能提高学生沟通与交际的能力和思维能力，而且还可提高学生的合作意识。学生在本节课中，可以自行探究心脏结构，查询各部分的功能，在教师问题的引导下，自主开展学习活动。
3.学生合作学习或自主探究，培养创新能力
智慧课堂在引导学生学习的过程中，还为学生提供丰富的数字化学习资源。根据建构主义观点，帮助学生把外部环境中的知识整合到自己原有认知结构内；适时准确地向学生推送学习资源，帮助学生修改或创造新的认知结构。在这两个过程中，促进学生自身的不断丰富、提高和发展。智慧课堂除了立体虚拟生物实验室，还推送其他学习材料、课外拓展材料等。 案例设计
《输送血液的泵——心脏》教学设计
◇教学内容分析
心脏是人体的重要器官之一，是输送血液的“泵”。其特殊性在于它能够自动、有节律地收缩和舒张，推动血液按照一定的方向流动。
人体需要的氧气和养料必须及时运来，产生的二氧化碳等废物必须运走，只有这样人体才能进行正常的生命活动，这些物质的运输靠血液循环来实现。
这一课的知识点和难点较多，如何在短时间内使学生对心脏的结构和功能有充分的认识并理解血液循环的途径和意义，需要教师课前精心准备。
◇教学对象分析
初一学生的生理和智力等都处于发展的黄金时期，他们对外界事物有着非常浓厚的兴趣，但尚处于一种懵懂阶段，对人体结构和生理功能都不甚了解，所以对现实生活中的一些现象无法解释。我们应该充分利用每一个时机，在引导学生分析具体问题的同时，帮助其树立正确的人生观以及远大的理想抱负。
◇教学目标及分析
知识与技能目标：掌握心脏的结构和功能；概述血液循环的途径，区别动脉血与静脉血。
过程与方法目标：通过对血液循环的学习，培养观察、分析、归纳、总结和语言表达能力。
情感态度与价值观目标：通过小组学习活动，培养合作精神和集体主义观念。
◇教学重点、难点
重点：能够通过观察心脏各腔室的厚薄以及有关瓣膜的结构特点，来推测它们各自的功能。了解血液循环的途径和意义。
突破：利用立体虚拟生物实验室，将教材中静态的图片变成动态的、连续的画面，给学生深刻的印象，然后利用立体虚拟生物实验室和电子白板展示血液循环的路径简图，帮助其发现体循环和肺循环的规律，自主地构建知识网络。
难点：能够通过观察各腔室的厚薄以及瓣膜的结构特点，来推测它们各自的功能。了解血液循环途径，以及在血液循环过程中血液成分的变化。
突破：本课通过播放视频和Flash动画，将人体中发生在微观世界的过程详细、直观地呈现在学生面前。在立体虚拟生物实验室让学生清晰地“看”到在人体血液循环过程中发生的物质交换，进而理解血液成分的变化，达到理想的教学效果。
◇教学流程图
具体教学流程如下页图3所示。
1.复习提问
复习血管的有关知识，采用竞答的方式。
2.血液循环史的发现
指导学生阅读教材第74页“血液循环的发现”，通过科学发展史的教学理解科学。
3.体循环和肺循环
观看心脏结构体循环和肺循环的视频，同时思考：心脏的具体结构是什么？假设有个红细胞，随着血流在人体内周游，如果以左心室为出发点，那么它旅行的路线是怎样的？学生讨论，然后通过立体虚拟生物实验室自主探究，加深印象。
為了帮助学生理解血液循环过程中血液成分的变化，可借助组织处的气体交换和肺泡处的气体交换动画，让学生直观地观察到气体交换的过程，很好地突破难点。
4.血液循环的意义
学生讨论，概括总结。
5.小结
学生绘制血液循环途径的概念图，然后观察全身血液循环动画进行再认识。为检验学生的学习效果，加深其对知识的理解，可将抽象的知识，以游戏的形式呈现出来，这样也有利于学生参与学习活动。
6.巩固提高
通过练习题，对本节所学知识进行反馈。借助血液循环途径联系动画巩固本节课的难点。
◇板书设计
如图4所示。
参考文献：
[1]赵琳，解月光，杨鑫，等.智慧课堂的“动态”学习路径设计研究[J].中国电化教育，2017（11）：1-6.
[2]祝智庭.智慧教育新发展：从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究，2016，22（1）：18-26 49.
[3]初中生物新课程标准[EB/OL]https：//wenku.baidu.com/view/aab453bb5901020206409c15.html.
[4]唐烨伟，庞敬文，钟绍春，等.信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J].中国电化教育，2014（11）：23-29 34.