2025年6月3-4号,由中国教育学会科学教育分会主办,上海市中小学数字化实验系统研发中心、电子科大附属实验小学和电子科大附属中学·成都华西中学协办的2025数字化实验教学研讨会成功举办。这是本年度中国科学教育界的一场盛会,会议聚焦科学教育的痛点——科学实践与实验教学,以数字化实验教学为核心,通过三场专家报告、四个一线教育者微报告和四堂观摩课,以及高水平专家的评课,集中展示了数字化实验的基础理论、基本构成、实施路径和教学效果,堪称数字化实验自进入我国理科教育课程标准和教材序列二十余年以来的最为重磅的展示、研讨活动。
第一天●上午
2025年6月3日上午八点半,电子科大附属实验小学府青校区学森报告厅内,“八分音符”合唱团的童声合唱的余音尚在绕梁回响,2025中国教育学会科学教育分会数字化实验教学研讨会的序幕徐徐拉开。
“八分音符”合唱团献唱
承载着中国科学教育界的重托和期望,来自全国的二百余位科学教育专家和科学教育工作者济济一堂。他们和上千名线上参会的同仁们一样,因科学教育而来,因数字化实验教学而聚,他们将直接参与报告的聆听、公开课的观摩和各种形式的交流互动。这一刻,学森报告厅就是中国科学教育的中心!
参会人员大合影
上午八点半,正高级教师、全国中小学科学教育专家委员会、教育部科学教指委委员、中国教育学会科学教育分会副理事长曹雷先生作为研讨会开幕式的主持人,一一介绍了与会嘉宾,并请出了三位致辞领导:电子科大附小书记康永邦先生、成都市成华区教育局副局长梁经和先生与中国教育学会科学教育分会秘书长黄海旺先生。
曹雷副理事长介绍与会嘉宾
康永邦书记致辞
梁经和副局长致辞
黄海旺秘书长致辞
在三位领导简短的致辞之后,会议主题报告开始。中国教育学会常务理事、科学教育分会理事长、陕西师范大学二级教授、陕西师大及中科院心理所博士生导师、国家义务教育科学课程标准修订专家组组长胡卫平先生以腾讯会议的方式,为本次数字化实验教学研讨会奉上了重磅主题报告——《思维型教学理论引领“技术赋能教学”》。胡理事长从教育强国规划纲要出发,提出了科学教育的“三大属性”、“六大标志”、“五对关系”、“八大体系”和“九大举措”,又从中小学科学教育工作指南(2025.1)中,提炼出了针对科学教育的总体要求、主要工作。随后,胡理事长从“情境”、“交互”、“资源”、“支架”和“评价”等多个维度,给出了对目前“技术赋能教育效果不佳”的看法,并基于大量研究,敏锐地指出:“效果不佳”的原因首先在于技术赋能课堂教学缺乏思维引领,其次在于技术赋能课程的综合性实践性不够、学生思维能力的培养缺乏系统设计和进阶,第三在于针对此领域的评价缺乏综合体系,对学习、思维与创新素养的关注度不够,评价结果的应用困难,第四在于技术赋能教师发展缺乏系统设计培训模式缺少能力实训,导致教师引导“深度思维”的能力不强。胡理事长进而指出:思维活动是课堂教学中师生的核心活动,教学的核心是思维,学习的关键是思考。他从“动机激发”出发,结合“认知冲突”和“自主建构”,提出了在学生“自我监控”的基础上开展知识、方法和态度的综合教育,最终实现“应用迁移”的技术赋能教学的基本原理。在报告中,胡理事长多次强调真实实验对于科学教育的重要意义,并在“学习方式改革”章节指出了学校构建“创新实验空间”、打造“创新型数字化科学实验室”的必要性,理清学校应落实实验设备及仪器、配备数字化实验传感器和数字化实验终端,确保科学原理的可视化等实施路径。在报告最后,胡理事长讲到:实验教学涉及到三个方面的能力——观察能力、思维能力和操作能力的培养,因而是中小学科学教育指南当中格外重视的教学内容,并希望本次数字化实验教学研讨会能够充分展现数字化实验与课堂教学融合的优秀案例,推动更多的老师投身实验教学和数字化实验。
胡卫平理事长作线上专家报告
胡理事长的主题报告之后,电子科大附属实验小学武术队献上了精彩的表演。挺拔的身姿、经典的招式、昂扬的气质,小小武林高手们引来了参会代表们的一阵又一阵喝彩,点燃了现场气氛。
上午十点二十分,正高级教师、原江苏省小学科学教研员、江苏省教育学会小学科学教学专业委员会理事长、中国教育学会科学教育分会学术委员会委员卢新祁先生作为研讨会第二阶段的主持人,向参会代表介绍了专题报告《你需要知道的数字化实验》的主讲人——上海市中小学数字化实验系统研发中心副主任,科学教育学博士李鼎先生。李鼎博士从1999年开始数字化实验系统的研发,2002年起担任上海市中小学数字化实验系统研发中心副主任,是DIS数字化实验系统从无到有、从有到优的全程亲历者。李鼎博士首先通过播放两段视频——深圳罗湖外语学校围绕数字化实验新建的高中理科教室介绍和2022年5月2号央视新闻对六盘山高中数字化实验室的介绍,向参会代表们展示了数字化实验在学校中应用的基本场景。接下来又与助手一起,现场演示了六个数字化实验:摩擦生热、蒸发降温、浮力的测量、影子的成因、离子反应的实质和平抛及单摆研究。前两个实验使用DIS温度传感器同时开始,两只温度传感器绘出的温度曲线一升一降,反差明显,给老师们留下了深刻印象。浮力实验使用最新的DIS浮力实验器完成,实现了对浮力大小的直接显示和记录,与很多小学科学教材中的浮力概念导入相匹配,令老师们感受到了DIS数字化实验的创新性和教学适切性。影子的成因则通过基于软硬联动、数字孪生技术发开的DIS影子成因实验器完成,现场老师们看到了随着对实验器上光源、遮挡物和光屏间距的调整,软件不仅给出了三者图像的随动变化,还通过光路辅助线清晰地解释了影子的成因。老师们对影子成因实验的惊叹尚未停止,统合化学实验中宏观观察与微观数据解释的离子反应实质实验就开始了。该实验是数字化实验技术与视频技术的完美结合,解决了传统实验重视宏观现象观察但缺乏微观数据支持,一般性的数字化实验偏重微观数据显示但影响学生观察宏观实验现象的双重缺陷,并实现了对离子反应滴定过程中关键环节的视频和数据回放,为学生由表及里地认识化学反应的原理提供了强力支持。最后,李鼎博士使用DIS“魔板”——电磁定位系统展示了基于增强现实技术(AR)的平抛运动和单摆运动实验。数字化实验演示完毕,李鼎博士基于科学发展史,通过梳理科学与实验、实验教学与科学教育的关系,得出了强有力的结论:没有实验,就没有科学;没有实验教学,就没有科学教育!最后,李鼎博士呼吁各位老师:一定要解决不做实验的问题!先多做实验,再通过比较和鉴别,尽可能地多做数字化实验!他进而指出:只要能够保证在实验中学习科学,随着数字化实验教学的大力推进,胡卫平理事长在报告中指出的技术赋能科学教育课堂教学过程中存在的绝大多数问题都可以迎刃而解!
卢新祁教授介绍专家报告内容
李鼎博士作专家报告并现场演示
李鼎博士的报告之后,是专家微报告环节。来自成都温江东大街二小的刘晓敏老师、来自江苏清河中学的戴乐老师、来自山东烟台芝罘区官庄小学的宋玉芬校长和来自新疆乌鲁木齐市121小学的李磊校长分别呈上了自己的研究成果:《数字化DIS传感器,撬动小学科学教学数字化转型的杠杆》、《打造“器·技·思”融合的数字化实验教学新样态》、《数字化实验开启小学科学教育的智慧新维》和《数字化传感器优化小学科学实验教学实践》。微报告之后,教育部课程教材研究所副研究员李正福先生和成都市成华区教育科学研究院副院长,科学教研员唐皓老师予以了精彩的现场点评。至此,6月3日上午活动顺利结束。
刘晓敏老师作专家微报告
戴乐老师作专家微报告
宋玉芬校长作专家微报告
李磊校长作专家微报告
第一天●下午
下午两点钟,小学科学观摩课开始。该时段由2019年全国创新教育名师、成华区科学工作室主持人和学科带头人、电子科大附小发展规划处副主任,同时兼任学校科学教育、人工智能教育负责人的汪凌老师主持。两堂观摩课分别是由来自电子科大附小的彭心仪老师执教的《呼吸与健康生活》和来自上海市虹口区曲阳四小的陆璐露老师执教的《长长的引桥》。两堂观摩课均使用了上海市中小学数字化实验系统研发中心的研发成果——DIS硬件:氧气和二氧化碳传感器,以及力传感器和轨道牵引系统;DIS软件:DIS数据采集系统内和“赛灵格”数字化课堂平台。两堂课分别基于对呼入和呼出气体内氧气与二氧化碳浓度变化的测量,以及在相同高度不同坡长所形成的“引桥”上所需要的牵引力的测量,引导学生基于高阶思维开展了对呼吸的定义,让学生认识了“斜面”的神奇效应。其间,DIS传感器的数据采集功能和赛灵格数字化课堂的分组数据搜集功能赢得了现场参会的老师们的一致好评。随后,人民教育出版社科学室主任、编审、《中小学科学教育》副主编,《课程•教材•教法》编委、中国教育学会科学教育分会副秘书长张军霞女士和成都市小学科学教研员、教科版小学《科学》教材培训专家组成员、国培项目培训专家常利梅女士分别对上述两堂观摩课进行了深入点评。
汪凌老师介绍观摩课内容
彭心仪老师执教观摩课《呼吸与健康生活》
陆璐露老师执教观摩课《长长的引桥》
张军霞主任点评观摩课
常利梅教授点评观摩课
观摩课之后,参会代表参观了数字化实验系统产品的综合展示和电子科大附小精心准备的校园数字化实验应用场景展示。
本次研讨会上,上海市中小学数字化实验系统研发中心提供了面向小学、初中和高中的全系列数字化实验仪器设备,在电子科大附小提供了良好的展示场地。展示现场人头攒动,观展老师们纷纷动手操作体验,表示深受启发,非常期待将数字化实验移植到自己的学校和课堂之中。
数字化实验应用场景展示
电子科大附属实验小学是世界网球冠军晏紫的母校、成都市基础教育名校集团。学校是教育部首批“全国义务教育教学改革实验校”、“全国健康学校建设单位”、全国“一校一案”典型案例学校,是教育部“网络学习空间建设优秀学校”、教育部乐高创新人才培养项目校、全国优秀STEM学校、“央馆人工智能规模化试点应用学校”、“央馆人工智能研修学校”。学校党支部书记由二级正高康永邦特级教师担任。他同时兼任教育部国培专家、四川省学术带头人、四川省教育学会学术委员,系成都市劳动模范。学校现有沙河、府青、蓝水湾以及华泰、华翰五个校区,总占地面积90余亩,7000余名学生。学校高度重视学生的身体健康,把体育活动作为头等大事来抓,全校仅乒乓球台就拥有800余张。学校在科学教育方面更是做到了全力投入,学校设置了十余间科学实验室、活动室,专门配备了实验走廊,在操场边开设微型试验田种植水稻、小麦以及四季蔬菜100余种、果树200余棵,还广泛开展了各种科技活动竞赛及小制作、小发明活动。针对本次研讨会,学校五年级的同学们为全国参会教师展示了10个创新实验。其中包括“潜水员在不同深度海水浮潜,受到的水压是否相同?”“鱼缸中加入水草水中氧气含量会发生变化吗?”“光合作用中小草呼吸时氧气与二养化碳含量有变化吗?”“条形磁铁的不同部位磁力大小是否相同?”“监测小鸡生长的温度和湿度”“校园哪种水果发电量最大?”“菜园中的土壤缺水吗?”“测量风扇的不同档位风速”“鱼儿为什么能往上游动?”“超声波如何驱鸟?”等利用数字传感技术展开的创新实验,获得参会专家们的高度赞誉。
附小何亚新副校长带领专家参观校园
老师们完成参观,6月3日的活动顺利结束。
(未完待续,本公号将于6月10日继续发布第二日会议内容,敬请关注。)
上海市中小学数字化实验系统研发中心
2025年6月9日