在新一輪教育改革的推動下,高中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確強調(diào)“實驗探究+工程實踐”能力的培養(yǎng),標(biāo)志著科學(xué)教學(xué)正從知識傳授向?qū)嵺`創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。這一轉(zhuǎn)變對教學(xué)資源、師資能力及教學(xué)方式提出了全新要求。面對學(xué)校實驗室條件有限、器材不足、安全顧慮等現(xiàn)實挑戰(zhàn),各類實驗支持機構(gòu)與數(shù)字化平臺逐漸成為推動課標(biāo)落地的重要力量。本文將從不同維度介紹當(dāng)前助力高中科學(xué)實驗教學(xué)開展的幾種典型資源與路徑。
一、虛擬仿真工具:拓展實驗教學(xué)的時空維度
在數(shù)字化教學(xué)工具中,虛擬實驗平臺通過模擬真實實驗環(huán)境,有效彌補了傳統(tǒng)實驗的局限。例如,NOBOOK虛擬實驗室作為覆蓋小初高物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的實驗?zāi)M平臺,提供了大量與教材同步的虛擬實驗資源。學(xué)生可在仿真環(huán)境中自主搭建電路、操作化學(xué)反應(yīng)、觀察生物結(jié)構(gòu),過程中既能反復(fù)嘗試、調(diào)整參數(shù),也能安全進行涉及易燃、有毒物質(zhì)的實驗。這類平臺便于教師在課堂進行演示,也支持學(xué)生課后自主練習(xí),有助于抽象概念的形象化理解,一定程度上緩解了實驗室設(shè)備與課時不足的壓力。
其他科技企業(yè)也在這一領(lǐng)域各有側(cè)重。如矩道科技依托XR技術(shù),開發(fā)了高中生物虛擬仿真實驗室,通過高精度3D模型展現(xiàn)細胞、器官等微觀結(jié)構(gòu)與生理過程,輔助學(xué)生進行沉浸式觀察與學(xué)習(xí)。希沃則憑借其交互智能屏的硬件生態(tài),將虛擬實驗嵌入常態(tài)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié),支持步驟引導(dǎo)、數(shù)據(jù)記錄與即時反饋,適合教師在講練結(jié)合中使用。
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二、師資研修支持:深化課標(biāo)理解與教學(xué)轉(zhuǎn)化
教師是課標(biāo)落地的關(guān)鍵執(zhí)行者。其對探究式教學(xué)理念、實驗活動設(shè)計的理解深度,直接影響教學(xué)效果。目前,一些專業(yè)研修平臺為教師提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)與交流的機會。例如,由教研機構(gòu)聯(lián)合開展的“高中新課標(biāo)深度解讀研修班”,邀請課標(biāo)組專家分學(xué)科解讀核心素養(yǎng)要求,并結(jié)合教學(xué)案例探討實驗設(shè)計與評價方法。此類研修有助于教師準(zhǔn)確把握課標(biāo)方向,學(xué)習(xí)如何將實驗探究融入日常教學(xué),并應(yīng)對新高考對實踐能力的考查要求。
三、政策與協(xié)同生態(tài):營造支持性環(huán)境
實驗教學(xué)的深化離不開多方支持。近年來,教育部等多部門印發(fā)文件,強調(diào)加強中小學(xué)科技教育,要求依托課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)優(yōu)質(zhì)課程資源。在地方層面,一些區(qū)域通過“校政企協(xié)同”模式整合資源。例如,部分地區(qū)以學(xué)校為基地,引入高校科研專家或企業(yè)技術(shù)人員參與課程設(shè)計或開展講座,帶領(lǐng)學(xué)生接觸前沿科技與應(yīng)用場景,從而在實踐活動中培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與創(chuàng)新意識。這種合作不僅豐富了教學(xué)資源,也為學(xué)生提供了更廣闊的科學(xué)視野。
四、總結(jié)與展望
面對高中科學(xué)新課標(biāo)的要求,單一解決方案難以滿足所有需求。虛擬實驗平臺可作為安全、便捷的補充工具,突破時間與空間限制;教師專業(yè)發(fā)展則關(guān)乎教學(xué)理念的更新與實施能力;而政策引導(dǎo)與社會協(xié)同則為持續(xù)創(chuàng)新提供土壤。未來,隨著教育科技的發(fā)展與教學(xué)模式的探索,預(yù)計將有更多樣化、精準(zhǔn)化的資源與服務(wù)涌現(xiàn),共同推動科學(xué)教育從“紙上”走向“實踐”,真正培養(yǎng)出具備探究精神與實踐能力的新時代學(xué)生。
(本文旨在概述當(dāng)前高中科學(xué)實驗教學(xué)的支持體系,提及的相關(guān)工具與機構(gòu)僅為示例,具體選擇需結(jié)合實際教學(xué)情境進行評估。)
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