当前,以人工智能、大数据等为代表的信息技术正在深刻影响和改变着我们的教育教学形态。在学科教学与信息技术深入融合的混合式学习背景下,智慧课堂教学模式应运而生。为探索智慧课堂教学模式下中学生物学实验教学的设计与实施路径,本文依据首要教学理论、ADDIE教学设计模型、深度学习量论等智慧课堂相关理论,采用文献研究法、设计研究法的研究方法,在梳理国内外关于智慧课堂以及中学生物学实验教学研究文献的基础上,对智慧课堂的概念进行界定,并对智慧课堂的应用原则、教学结构框架进行了研究与分析。本文认为,智慧课堂是以促进学生核心素养发展为宗旨,以联通主义、建构主义等学习理论为指导,利用人工智能、大数据等智能信息技术打造智能、高效的课堂,是智能化环境中,融数据、资源、活动为一体,支持精准化教学与个性化学习,聚焦学生核心素养提升与全面发展的教与学生态系统。智慧课堂的教学结构可分为课前、课堂和课后三个阶段,智慧课堂的教学设计应以课前自主学习任务单中的自主学习任务为中心,开展三阶段一体化的教学设计,从而有效保证实验教学目标的达成,全面提升学生的生物学核心素养。基于以上研究,在对高中生物学实验教学的特征、内容体系和课标分析的基础上,本文构建了基于智慧课堂教学模式的中学生物学实验教学的教学设计模型,并完成了三个基于智慧课堂教学模式的高中生物学实验教学案例。在中学生物学实验教学中开展智慧课堂的探索与尝试,有助于解决传统授课模式下中学生物学实验教学重知识传授、轻技能训练和素养养成的弊端,教学活动组织由基于教师教学经验转向基于学生真实学情的组织方式,有助于实现教师精准化教学和学生的个性化学习。同时本研究可为智慧课堂背景下中学生物学实验教学的设计与组织提供借鉴,对智慧课堂教学模式与学科教学的深度融合提供参考。