《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》指出：“必须推动教育数字化转型，以教育信息化带动教育现代化。”
［1］智慧课堂作为数字化转型的核心载体，被寄予厚望。然而，对于占中国高中教育半壁江山的农村高中而言，这条通往智慧教育的道路却布满了荆棘。
一方面，存在基础设施薄弱、数字资源匮乏、师生信息素养有待提升等“数字鸿沟”问题；另一方面，农村高中生基本住校，集中进行晚自习，且学校严禁学生在上课期间携带智能手机进教学区。这为依赖个人终端的智慧课堂模式设置了障碍，直接影响到教学的连续性与个性化，导致一线教师陷入困境，甚至部分地区智慧课堂建设流于形式。
另外，农村高中常常面临公共信息化资源匮乏（例如，仅有一间多媒体教室）的困境。在此条件下，探索并实施一种能有效提升教学效果的“分层—混合”式智慧课堂模式，对于突破教学瓶颈、促进教育公平具有重要的现实意义。下面，笔者以人教版高中生物学选择性必修1《稳态与调节》中“血糖平衡的调节”的教学为载体，说明“分层—混合”智慧课堂模式的教学价值。
1 理论框架
1.1 核心概念界定
（1） 数字鸿沟的校本化解读。
在具体研究语境下，“数字鸿沟”被具体化为3个层面：一是设备鸿沟（学校公共终端数量与学生需求之间的巨大差距）；二是时空鸿沟（学习活动被严格限定在校内课堂时间，缺乏弹性）；三是素养鸿沟（师生在有限接触的情况下，运用技术解决实际问题的能力欠缺）。因此，笔者的改革目标是在承认并尊重这些鸿沟存在的基础上，设计能够实现“局部跨越”的教学方案。
（2） 智慧课堂的操作性定义。
智慧课堂是教育思维和教育情感互动的产物，是师生智慧互动共生的过程与结果
［2］。在此，将其从“技术炫技”的误区中剥离出来，并定义为：在常规教室环境中，由教师作为设计者与主导者，为实现特定的教学重难点突破，策略性地调度各类数字化工具与传统手段，通过重构教学流程与学生活动，以促进学生认知建构与核心素养发展的常态化教学形态。其“智慧”内核，是教师的教学设计智慧与组织智慧。
1.2 模型建构：采取“教室中心式”的“分层—混合”模式
基于以上界定，笔者建构了如
图1所示的教学实践模型，且该模型是整个研究的设计蓝图。该教学模式的核心运行机制主要体现在两个策略上。
（1） 教师主导的技术调度。
在一种以教师为主导的课堂教学模式下，数字化资源（如微课、仿真软件、交互白板）的调度与使用主要由教师控制。例如，微课的遴选与播放、仿真软件的演示时机、交互白板的核心操作，通常由教师掌控或在其设计的结构化活动框架内，由学生按指定步骤操作。
这种模式有利于教师把控教学节奏与核心知识的传递效率，确保既定教学目标的达成，但学生自主探索与创造性应用的空间相对有限。
（2） 分组轮换的资源共享。
师生直面“一师一机一屏”的现实，通过精心设计的“分组轮换”机制，将有限的终端资源转化为小组合作的契机。另外，在让部分学生获得“第一手”操作体验的同时，可引导其他学生担任“观察员”“记录员”“质疑者”，并在角色转换中实现深度参与，化设备劣势为合作学习的优势。
2 案例实施：基于“无个人终端”的“血糖平衡的调节”教学
2.1 教学内容分析与难点诊断
“血糖平衡的调节”是理解生命体稳态维持机制的典型范例，其难点主要体现在以下3个方面。
（1） 理解血糖的动态调节过程，并能够用示意图建构血糖调节模型。
（2） 阐述机体利用胰岛素和胰高血糖素相互抗衡来维持血糖平衡的逻辑关系。
（3） 因血糖浓度对激素的反馈调节缺乏直观表象，学生容易形成认知盲点。
传统教学的主要模式是“教师讲解，学生背记”，在这种单一化的教学模式中，学生往往被动接受知识，难以真正理解这种动态过程的调控价值。如何为这些内隐、抽象的生理过程搭建“认知脚手架”，帮助学生突破理解障碍，是智慧教学的关键所在。
2.2 “教室内跨越鸿沟”的智慧教学实践流程
该智慧教学实践流程分课前、课中、课后共3个阶段，每个阶段都紧密衔接。
（1） 课前阶段。
晚自习集体观影，统一感知与诊断。
【教师行动】周一晚自习，教师使用教室多媒体电脑播放从国家中小学智慧教育平台上提前下载的约5 min“血糖平衡调节”动画微课，为照顾不同学生，共播放两遍。
【学生任务】学生观看后完成纸质“预学单”。“预学单”包含3道关键选择题（如“降低血糖的激素是什么？”等）用于量化诊断，以及1道简答题（“请尝试描述饭后血糖升高后，机体可能如何使其恢复正常？”）用于探查前概念和推理能力。
【设计意图】利用晚自习进行规范管理，确保全员参与预习并高质量完成，教师回收“预学单”后可高效分析学情数据，从而为课中教学的精准施策提供依据。
（2） 课中阶段。
教室内协作探究与模型建构（45 min）。
环节一：真实情境导入，聚焦核心问题（5 min）。
教师播放自拍短视频，记录学生早餐前后测指尖血糖过程，结尾定格于血糖数值并提问：“从A到B，再从B回归A，我们的身体内部究竟上演了怎样一场精密无比的‘调控大戏’？”
【设计意图】在日常教学中，利用学生身边真实情境激发其探究欲望，逐步引导学生建立宏观生理现象与微观分子调节机制的联系，从而在直观感知与分子机制之间搭建认知桥梁。
环节二：模型建构Ⅰ——低技术起点，全员参与（15 min）。
学生以6人为一组，每组发放一套自制“血糖平衡模型盒”教具，内含：不同颜色与形状的磁贴卡片，包括红色圆形（代表“血糖”）、蓝色方形（代表“胰岛素”）、黄色方形（代表“胰高血糖素”）；器官背景板，包括标注的胰腺、肝脏、骨骼肌、全身组织细胞等关键器官；功能符号卡片，包括“↑”（代表促进）、“↓”（代表抑制）。
【小组需要完成两项核心任务】分别模拟饭后和饥饿时的状态。
【模拟“饭后”状态】将大量“血糖”磁贴置于“食物”来源处，随后移动“胰岛素”磁贴至“胰腺”区域（模拟分泌过程），再将其作用于肝脏、肌肉等靶器官，贴上“↑”号卡片，直观呈现“促进糖原合成、加速血糖氧化分解”等血糖去路。
【模拟“饥饿”状态】移动“胰高血糖素”磁贴至“胰腺”区域（模拟分泌过程），将其作用于肝脏等靶器官，贴上“↑”号卡片，展示“促进肝糖原分解、推动非糖物质转化为葡萄糖”等血糖来源。
【设计意图】在不依赖电子设备的情况下，利用传统教学道具，通过动手、动口、动脑等多感官参与，帮助学生初步建构血糖调节的逻辑框架，从而为后续的数字化探究作好铺垫。
环节三：模型建构Ⅱ——高技术赋能，深度验证（15 min）。
教师利用教室内的智慧黑板屏，登录国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台，搜索并打开“人体血糖调节虚拟仿真实验”，点击进入操作界面。
邀请环节二中模型建构完成最快、表述最清晰的小组作为首轮“探索先锋”，派1～2名代表上台操作电脑；其余小组在座位上观看大屏幕，同时承担“数据记录员”（记录实验关键数据）与“质疑官”（针对操作过程或实验现象提出疑问）角色。
操作小组根据教师指令，在仿真界面中拖动“进食”滑块，全班学生共同观看屏幕上“血糖浓度骤升→胰岛素浓度随之升高→血糖浓度逐步回落”的动态过程；随后，教师引导学生重点关注“血糖曲线与胰岛素曲线”的相位变化关系（如胰岛素浓度变化滞后于血糖浓度变化）。待首轮操作4～5 min后，轮换第二个小组上台，拖动“运动”滑块，模拟饥饿状态下的血糖调节，全班学生共同观看“胰高血糖素浓度变化→血糖浓度维持稳定”的机制。
【设计意图】该设计是化解无个人终端设备瓶颈的关键。通过分组轮换操作，既保障了学生的实验参与度，又营造了“发布科学探究成果”的仪式感；动态数据曲线将环节二中静态的磁贴推理转化为可视化的科学事实，帮助学生直观理解“动态平衡”与“反馈调节”的核心逻辑，实现了从“定性认知”到“定量感知”的进阶。
环节四：难点突破与知识系统梳理（10 min）。
教师切换至希沃白板，利用其“蒙层”与“拖拽”功能，呈现一幅预设的“血糖调节核心要素示意图”（包含器官、激素、功能箭头等要素，部分关键路径被蒙层覆盖）。
随后，邀请一名学生代表结合前3个环节的学习成果，上台通过“拖拽”功能搭建“饭后血糖调节”的完整路径；待路径搭建完成后，教师使用“橡皮擦”功能擦除蒙层，展示标准调节路径，结合学生的搭建结果进行对比讲解，纠正其认知偏差。
接着，教师利用希沃白板的“克隆”功能，快速复制两套“胰岛素”“胰高血糖素”卡片，同时呈现两种激素在“餐后”与“饥饿”状态下的作用过程，引导学生自主归纳两种激素“相抗衡”的特点。
【设计意图】将教师的系统讲解建立在学生充分的感性体验与理性探究基础上，避免单向知识灌输；希沃白板的功能应用，让知识梳理过程成为“师生共同参与的思维结构化过程”，可显著提升课堂效率与知识内化效果。
（3） 课后阶段。
晚自习分层巩固与合规拓展。
【教师行动】次日晚自习期间，教师开展集中答疑，针对课中遗留的疑问进行针对性讲解；同时，将评选出的“优秀血糖调节思维导图”进行实物或投影展示，为学生树立学习的典范。
【学生任务】
一是全员核心任务（基础性）。在晚自习期间整理课堂笔记，绘制一幅具有个人特色的“血糖平衡调节”思维导图或流程图（要求包含“来源与去路”“激素作用”“反馈调节”三大核心模块）。这是一项必须完成、可供检查的书面作业，旨在帮助学生促进知识的内化与体系化。
二是自主挑战任务（拓展性）。鼓励学有余力且对生物学有浓厚兴趣的学生，在教师指导下可选择完成以下拓展任务：①利用信息技术课或生物学社团活动时间，用Scratch编程软件模拟人体血糖调节过程（跨学科融合）；②撰写一篇关于“1型与2型糖尿病发病机制异同”的微型调研报告（深化学科认知）。
【设计意图】将课后巩固锚定在晚自习的书面训练环节，既符合教学管理规范，又能确保所有学生的知识巩固效果，体现公平性；为学优生提供“合规、可控”的深度探究渠道，实现“基础巩固与能力拓展”的分层教学，避免“一刀切”的教学弊端。
3 实践成效与反思
在经过一个学期的行动研究后，笔者通过课堂观察、学生访谈、作业分析及成绩对比等多元评估方式进行综合分析，发现以下成效，同时也识别出仍需优化的问题。
3.1 实践成效
（1） 管理合规性与教学有效性的统一。
该教学模式从课前晚自习观影到课后分层巩固，各环节均严格遵循学校管理制度，全程合规推进。这有效打消了教师在推行信息化教学时的政策顾虑，助力智慧课堂常态化，既实现了教育数字化与学校管理要求的深度融合，也推动了深度教学实践的规范化与普及。
（2） 公共资源效益最大化。
将“一师一机一屏”有限价值发挥到极致，体现了“最小投入获取最大教学效益”的农村教育智慧，让教师从资源抱怨者变为高效调度者。
（3） 深度学习与团体协作。
因无法依赖个人终端“快餐式”获取信息，学生更多是依赖小组同伴、实物模型和集体观察等手段进行深度学习，而分组轮换机制有助于培养学生的团队协作精神，同时也能锻炼他们的倾听能力和共享意识。
（4） 学生概念理解发生根本性转变。
对比传统班级学生，实践班级学生在解释血糖调节机制时更多地使用科学术语且能准确描述过程，表明其认知结构从“碎片化事实记忆”转向“系统性模型理解”，掌握了血糖平衡调节的核心逻辑。
3.2 困境与反思
即便如此，这种智慧课堂在农村高中生物学教学中仍然存在一定的困难。这种模式对教师的课堂驾驭能力提出了较高要求。它不仅需要教师熟练运用各类技术设备，还要求他们能灵活整合数字化资源与传统教学内容。同时，农村学校往往面临培训机会不足、技术支援薄弱等现实问题，导致部分教师在课堂互动设计、技术故障应对等方面力不从心，进而影响到智慧课堂应有成效的充分发挥。
例如，在分组轮换、时间控制等方面，需要教师充分备课并具备较强的课堂掌控力。一旦节奏把握不当，容易导致教学环节衔接不畅，甚至引发课堂整体失控。尽管“轮换操作”扩大了虚拟仿真实验的学生参与面，但相比“人手一机”的模式，学生亲自动手操作和个性化调试的时间仍然被压缩，深度探索机会也必然减少，部分学生的个性化学习需求难以得到充分满足。
此外，这类课程目前仍主要依赖于信息技术课或社团活动的固定时段开展，导致其覆盖范围存在明显的局限性。部分学生因常规课程时间冲突、课外安排重叠，或是个人兴趣偏好不同，往往无法参与到这些课程中来。这种时间与形式上的约束，不仅限制了学生群体的参与广度，也可能使那些对前沿科技抱有好奇但时间有限的学生错失接触机会。因此，如何突破时段限制、拓展课程载体，成为推广普及过程中亟待解决的关键问题。
4 结论与建议
笔者构建的“以教师为主导、以教室为信息中心”的“分层—混合”式智慧课堂模式成功地实现了3个转向，即从依赖学生终端转向依靠教师设计，从追求课外延伸转向深耕课内流程，从技术孤立使用转向高低技术融合创新。
该案例证明，在类似于农村高中这种“无手机等个人终端”的教学环境中，师生完全可以拥抱智慧课堂，实现“数字鸿沟”的跨越。但该模式下智慧课堂的实施也依赖于以下几个方面的保障：教师在教学过程中应主动采用“设计思维”，将备课重心从“讲清知识”转移到“设计优质学习活动”，如细化任务单、预设争议点、设计分层指导策略。为有效应对教学挑战，教师可重点提升课堂组织管理能力，尤其应掌握“分组角色分配”等核心策略。
此外，学校与区域教研部门也应因地制宜，构建相应的支持体系来破解实践瓶颈。例如，积极围绕“无手机环境下的智慧课堂”主题组织课例研究、观课议课等活动，鼓励教师分享各自的“土法”创新，以便形成可共享的校本案例库，借此强化校本研修；积极协调，为学科教学与信息技术课、社团活动创建固定的联动机制，从而为学有余力的学生提供稳定、合规的深度探究平台。在可能的情况下，学校应该为每间教室增配1～2台公用平板电脑或增加计算机教室的开放时间，逐步改善“一组一机”的硬件条件。
归根结底，教育强国的基石在于每所学校的课堂质量。对于广大的农村高中而言，至关重要的智慧并不仅仅在于等待装备到位的“未来”，更在于立足现有条件，创造性地设计和组织学生体验当下的学习。笔者构建的模式正是这一理念的鲜活实践，这充分证明了该理念的生命力与时代价值。
2024年度安徽省教育信息技术研究课题“数字化背景下，高中生物学‘稳态与调节’可视化教学策略与应用研究”(AH2024215)
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