新課標(biāo)落地進(jìn)行時：三類科學(xué)實驗資源如何走進(jìn)高中課堂

新課標(biāo)全面落地已進(jìn)入第二年，**實驗探究**作為物理、化學(xué)、生物學(xué)科的核心要求，正在重塑高中科學(xué)課堂的形態(tài)。從物質(zhì)結(jié)構(gòu)探究到化學(xué)反應(yīng)剖析，從生命現(xiàn)象解讀到跨學(xué)科項目實踐，學(xué)生的動手操作和自主探究能力被提到了前所未有的高度。
面對這一變化，學(xué)校、教師、學(xué)生都在尋找適配的實驗教學(xué)資源。本文將觀察三類不同定位的科學(xué)實驗資源——**數(shù)字化虛擬實驗平臺、高校開放實踐中心、教師研修專業(yè)機(jī)構(gòu)**——它們正以各自的方式，回應(yīng)新課標(biāo)落地的現(xiàn)實需求。
一、NOBOOK實驗室：虛擬仿真走進(jìn)日常課堂
對于一線教師而言，新課標(biāo)落地最直接的挑戰(zhàn)是：**抽象概念怎么講？高危實驗怎么做？學(xué)生課后如何自主復(fù)習(xí)？**
在陜西省西安中學(xué)的一節(jié)化學(xué)公開課上，馮維娟老師正在講授《雜化軌道理論》——這是高中化學(xué)選擇性必修的難點(diǎn)內(nèi)容，甲烷分子中碳原子的軌道如何雜化？軌道夾角又是多少？這些問題學(xué)生很難憑空想象。
馮老師的解決方案是：借助 **NOBOOK虛擬實驗室** 進(jìn)行3D演示。當(dāng)學(xué)生觸發(fā)開始按鈕，四個軌道光束自動聚合，實時生成sp3雜化軌道的正四面體模型。學(xué)生可以通過拖拽模型，從各個角度觀察雜化前后軌道的形狀變化。“虛擬實驗室軌道動態(tài)重組等功能，精準(zhǔn)解決了雜化過程‘看不見、摸不著’的教學(xué)難點(diǎn)。”課后化學(xué)組教師評價道。
類似的場景也在淮陰師范學(xué)院的教學(xué)沙龍中被討論。蔣葉濤老師分享了將NOBOOK虛擬仿真平臺與AI工具協(xié)同應(yīng)用的案例，通過虛擬仿真創(chuàng)造安全、高效的實驗環(huán)境，實現(xiàn)“虛實結(jié)合”的深度互動教學(xué)。這一探索近期入選了教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心“2025年教師人工智能應(yīng)用案例”。
在物理學(xué)科，《物理通報》發(fā)表的論文指出，借助NOBOOK搭建帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動模型，能使復(fù)雜的運(yùn)動過程可視化，輔助解決典型題型。另一篇論文則提到，教師利用NOBOOK制作模擬動畫，引導(dǎo)學(xué)生自主完成“用雙縫干涉實驗測定光的波長”實驗，幫助學(xué)生完成從經(jīng)驗性常識向物理思維的轉(zhuǎn)變。
從課堂演示到課后探究，虛擬實驗平臺正在成為不少學(xué)校實驗室的補(bǔ)充。其價值在于：無耗材限制可反復(fù)試錯，化學(xué)易燃易爆實驗可安全操作，學(xué)生課后可隨時登錄復(fù)習(xí)——這些功能回應(yīng)了新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的“探究與實踐能力培養(yǎng)”。

二、福州大學(xué)機(jī)電工程實踐中心：高校資源下沉中學(xué)
如果說虛擬實驗解決的是“怎么教”的問題，那么高校開放實踐中心回應(yīng)的是“如何深”的需求——讓中學(xué)生接觸真實的高端設(shè)備，體驗完整的工程實踐。
在福州，一項持續(xù)多年的合作正在展開。**福州大學(xué)機(jī)電工程實踐中心**與福州一中深度合作，將高中物理、化學(xué)、通用技術(shù)等科學(xué)課程內(nèi)容與高校館所資源融合，每學(xué)期組織高一、高二全體學(xué)生到該中心開展為期一周的沉浸式工程實踐，年均參與學(xué)生約1500余人次。
這一模式被納入福建省教育廳“百館千所”免費(fèi)開放活動——2024年9月，福建省教育廳會同24個部門聯(lián)合開展中小學(xué)科學(xué)教育“百館千所”免費(fèi)開放活動，協(xié)同為省內(nèi)中小學(xué)生提供免費(fèi)開放的校外科學(xué)教育場所資源。
在機(jī)電工程實踐中心，學(xué)生們走進(jìn)數(shù)字控制加工實踐區(qū)和工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真綜合實訓(xùn)室，了解“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能領(lǐng)域的前沿動態(tài)，觀看六軸工業(yè)機(jī)器人的工作原理演示。中心教師負(fù)責(zé)設(shè)備操作的專業(yè)指導(dǎo)，確保學(xué)生正確、安全地使用設(shè)備；福州一中教師則側(cè)重將理論知識與實踐場景有機(jī)鏈接，引導(dǎo)學(xué)生理解實驗背后的科學(xué)原理。
這一被稱為“雙師雙導(dǎo)”的育人模式，充分發(fā)揮了高校與中學(xué)的各自優(yōu)勢，形成大中貫通的科學(xué)教育協(xié)同格局。對于中學(xué)生而言，這種體驗的意義不僅在于學(xué)會操作設(shè)備，更在于理解“理論知識如何應(yīng)用于真實工程問題”——這正是新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的“工程思維”與“實踐能力”的具象體現(xiàn)。
2023年，該中心還曾面向福州大學(xué)附屬實驗學(xué)校舉辦校園科普研學(xué)活動，約160名學(xué)生參與觀摩體驗。作為全省唯一的工程訓(xùn)練類國家級實驗教學(xué)示范中心，機(jī)電工程實踐中心長期致力于做好科學(xué)精神的“播種者”。
三、中國教師研修網(wǎng)：教師能力提升的專業(yè)支撐
無論虛擬平臺還是開放中心，最終落地課堂的關(guān)鍵都在于**教師**。新課標(biāo)背景下，如何幫助教師精準(zhǔn)把握課標(biāo)方向、提升實驗教學(xué)能力？這指向第三類資源：教師研修平臺。
中國教師研修網(wǎng)是這一領(lǐng)域的代表性機(jī)構(gòu)。作為由官方認(rèn)可的教育研修平臺，它聚焦高中科學(xué)課標(biāo)解讀和實驗教學(xué)方法培訓(xùn)，開設(shè)了高中科學(xué)新課標(biāo)高級研修課程，覆蓋物理、化學(xué)、生物等核心學(xué)科。
其研修課程的師資陣容包括北京師范大學(xué)劉恩山教授、人民教育出版社趙占良研究員等國家級課標(biāo)專家，既深入解讀課標(biāo)核心素養(yǎng)要求、實驗教學(xué)重難點(diǎn)，也邀請一線優(yōu)秀教師分享實操經(jīng)驗、展示示范課。研修形式采用線上線下相結(jié)合的方式，教師可利用課余時間靈活學(xué)習(xí)，同時參與教研交流、案例研討。
對于學(xué)校而言，組織教師參與專業(yè)研修，是推動新課標(biāo)落地的路徑之一。教師吃透課標(biāo)內(nèi)涵，才能將課標(biāo)理念轉(zhuǎn)化為具體的實驗教學(xué)行為——這是任何技術(shù)和設(shè)備都無法替代的“軟件”建設(shè)。
四、三種模式，一個方向
觀察上述三類資源，可以發(fā)現(xiàn)一個共同趨勢：**新課標(biāo)背景下的科學(xué)實驗教學(xué)，正在突破傳統(tǒng)的“黑板實驗”和“照方抓藥”模式，走向更開放、更多元、更貼近真實探究的形態(tài)。
數(shù)字化平臺解決了“可見可試”的問題，讓抽象概念直觀呈現(xiàn)，讓高危實驗安全進(jìn)行；高校開放中心解決了“深度體驗”的問題，讓中學(xué)生提前接觸真實工程場景，理解理論與實踐的關(guān)聯(lián)；教師研修平臺解決了“師資能力”的問題，幫助一線教師跟上課標(biāo)更新的節(jié)奏。
當(dāng)然，這三種模式并非替代關(guān)系，而是可以互為補(bǔ)充。一所學(xué)校可以同時引入虛擬實驗平臺用于日常教學(xué)，組織學(xué)生赴高校中心開展研學(xué)實踐，選派教師參加專業(yè)研修提升教學(xué)能力——不同路徑指向同一個目標(biāo)：讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在真實的探究過程中生長。
福建省“百館千所”免費(fèi)開放活動的思路值得借鑒：匯聚全省之力，協(xié)同為中小學(xué)生提供更廣闊的科學(xué)教育社會大課堂。這或許正是新課標(biāo)落地的方向——不是學(xué)校獨(dú)自承擔(dān)所有教學(xué)任務(wù)，而是**整合社會各方資源，共同為孩子們建設(shè)更加生動、精彩的科學(xué)教育生態(tài)。**
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