01、案例背景

我国已将教育数字化确立为国家战略，旨在以科技赋能教育现代化。首届世界数字教育大会围绕"数字变革与教育未来"主题提出四大重点任务，教育部副部长吴岩在世界慕课大会上明确高等教育数字化是战略制高点。在数字中国与教育强国建设双轮驱动下，加速数字技术与高等教育深度融合、推进课堂数字化改革已成为构建高质量教育体系的关键突破口，是培育新时代创新人才的必由之路。

《无机化学》作为化学化工类专业的基础课，内容抽象、理论性强，存在如下痛点问题：传统课堂的大班教学难以实现知识的具象化呈现，不利于激发学生的主动性，因此课堂参与度低；传统课堂的课前预习与课后拓展之间缺乏有效载体，无法构成闭环；传统课堂收集反馈信息不够及时，难以实现对学生差异化教学和具体化的指导。

数据驱动下的数字化赋能可以创新教学模式，打造智慧课堂，解决痛点问题。

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以“学生为中心”，构建“两线融合·三阶递进·四维赋能” 智慧课堂创新共同体，通过个性化学习、互动体系、分层教学实现教学质效提升。

  图1个性化学习路径设计图

（2）教学互动体系构建：依托线上平台和线下课堂，实现师生实时互动与知识共创，搭建“师-生-机”三位一体教学共同体（图2）。这个过程中可以实现数据双循环，即线上数据→线下优化设计的正向循环和线下数据→线上补充资源的逆向循环。

图2 “师-生-机”三位一体教学共同体

（3）差异性分层教学：教师提供案例（表1），采用BOPPPS+PBL教学法，鼓励学生主动提问、分享观点，通过小组研讨与全班交流激发创新思维，推动知识在互动中动态生成与迭代。在案例探究的过程中对学生处理问题的能力进行考察并对学生进行分类（表2），根据学生能力不同进行差异化教学。

 表1 课程案例 

表2 探究活动中学生处理问题的方式、能力和差异目标

 表3 线上线下的三个维度

构建"评估-反馈-调整"闭环系统，实现任务难度与认知水平的匹配，促使能力发展的螺旋式上升。

（2）三阶递进设计

一阶课前智能预诊

教师通过线上平台推送预习包，例如：导向问题、动画、视频、科学前沿等教学资源，帮助学生建立知识框架。同时，发布课前检测题，根据答题数据初步掌握班级的整体学情，为优化教学设计和教学策略奠定基础。例如：《吉布斯自由能判据》一节线上平台发送内容、设计意图和教学目标。如下：

①典型警示性问题导向案例发送：

设计意图：创设情境、设疑导入。

教学目标：培养学生透过现象看本质。

②科学家吉布斯传记PPT发送（图3）：

图3吉布斯的生平PPT

设计意图：深度剖析、 了解吉布斯不求闻达，唯求真知的一生。

教学目标：培养科学精神。

③铁钉插入硫酸铜溶液的氧化还原反应动画视频和Ellingham图及其应用PPT发送：

设计意图：援疑质理、探索发现、学习新知。

教学目标：掌握科学规律。

④课前诊断题和讨论题发送（图4）：

图4课前预诊题目

设计意图： 收集数据，掌握学情。

教学目标：学以致用，培养学生理论联系实际的能力。

⑤相关前沿文献发送：

设计意图：知识拓展、 活学活用。

教学目标：树立环保意识、勇于承担社会责任。

二阶课中深度交互

通过教材和资源库中反应原理动画、视频和知识图谱等，实现知识关系的数字化呈现与可视化表达，有效破除知识孤岛效应，拓展认知维度。同时采用小组讨论、案例分析等教学方法（图5），引导学生主动探索，深化理解。

 图5 课堂活动

通过“线上答题数据”与“课堂讲授节奏”的双向互动机制，实现教学效率与质量的双重提高。其核心价值在于：

实时诊断：通过线上答题数据快速定位学生知识盲点；

精准干预：根据数据反馈调整课堂讲授策略；

闭环优化：形成“测试-反馈-调整-再测试”的持续改进循环。

三阶课后精准拓展

①数据驱动的分层任务设计，激活自主学习

基于平台数据，按基础、进阶、拓展三层布置必学与选学内容，为学有余力者提供“强基拓展包”（如科研课题导引，开放科研项目参与通道）。平台自动批改作业，采集学习成绩、答题耗时、重做次数、讨论区贡献度等指标，生成“学习画像”，预警并推送错题解析包，精准反馈与动态优化。

②思维逻辑分组任务

针对整体知识缺乏系统逻辑的同学发布思维导图任务。

（3）四维赋能实施

实践体验赋能：利用视频、动画、AR化学实验环境，增强学生的实践体验与兴趣。

数据驱动赋能：线上平台及时反馈，促使学生进行自我学习行为分析。

师生协同赋能：教学数据促进教学相长。

思政融入赋能：整体过程中培养学生的科学精神与社会责任感。

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