新課標(biāo)全面落地已進(jìn)入第二年，**實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生的動(dòng)手操作和自主探究能力被提到了前所未有的高度。
面對(duì)這一變化，學(xué)校、教師、學(xué)生都在尋找適配的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。本文將觀察三類不同定位的科學(xué)實(shí)驗(yàn)資源——**數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、高校開(kāi)放實(shí)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(shí)需求。
一、NOBOOK實(shí)驗(yàn)室：虛擬仿真走進(jìn)日常課堂
對(duì)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(shí)驗(yàn)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(kāi)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(wèn)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(shí)驗(yàn)室** 進(jìn)行3D演示。當(dāng)學(xué)生觸發(fā)開(kāi)始按鈕，四個(gè)軌道光束自動(dòng)聚合，實(shí)時(shí)生成sp3雜化軌道的正四面體模型。學(xué)生可以通過(guò)拖拽模型，從各個(gè)角度觀察雜化前后軌道的形狀變化�！疤摂M實(shí)驗(yàn)室軌道動(dòng)態(tài)重組等功能，精準(zhǔn)解決了雜化過(guò)程‘看不見(jiàn)、摸不著’的教學(xué)難點(diǎn)�！闭n后化學(xué)組教師評(píng)價(jià)道。
類似的場(chǎng)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(tái)與AI工具協(xié)同應(yīng)用的案例，通過(guò)虛擬仿真創(chuàng)造安全、高效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合”的深度互動(dòng)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(bào)》發(fā)表的論文指出，借助NOBOOK搭建帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型，能使復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生自主完成“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)定光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生完成從經(jīng)驗(yàn)性常識(shí)向物理思維的轉(zhuǎn)變。
從課堂演示到課后探究，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正在成為不少學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)充。其價(jià)值在于：無(wú)耗材限制可反復(fù)試錯(cuò)，化學(xué)易燃易爆實(shí)驗(yàn)可安全操作，學(xué)生課后可隨時(shí)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(shí)踐能力培養(yǎng)”。

二、福州大學(xué)機(jī)電工程實(shí)踐中心：高校資源下沉中學(xué)
如果說(shuō)虛擬實(shí)驗(yàn)解決的是“怎么教”的問(wèn)題，那么高校開(kāi)放實(shí)踐中心回應(yīng)的是“如何深”的需求——讓中學(xué)生接觸真實(shí)的高端設(shè)備，體驗(yàn)完整的工程實(shí)踐。
在福州，一項(xiàng)持續(xù)多年的合作正在展開(kāi)。**福州大學(xué)機(jī)電工程實(shí)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(kāi)展為期一周的沉浸式工程實(shí)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(kāi)放活動(dòng)——2024年9月，福建省教育廳會(huì)同24個(gè)部門(mén)聯(lián)合開(kāi)展中小學(xué)科學(xué)教育“百館千所”免費(fèi)開(kāi)放活動(dòng)，協(xié)同為省內(nèi)中小學(xué)生提供免費(fèi)開(kāi)放的校外科學(xué)教育場(chǎng)所資源。
在機(jī)電工程實(shí)踐中心，學(xué)生們走進(jìn)數(shù)字控制加工實(shí)踐區(qū)和工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真綜合實(shí)訓(xùn)室，了解“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能領(lǐng)域的前沿動(dòng)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(shí)與實(shí)踐場(chǎng)景有機(jī)鏈接，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)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(shì)，形成大中貫通的科學(xué)教育協(xié)同格局。對(duì)于中學(xué)生而言，這種體驗(yàn)的意義不僅在于學(xué)會(huì)操作設(shè)備，更在于理解“理論知識(shí)如何應(yīng)用于真實(shí)工程問(wèn)題”——這正是新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的“工程思維”與“實(shí)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(shí)驗(yàn)學(xué)校舉辦校園科普研學(xué)活動(dòng)，約160名學(xué)生參與觀摩體驗(yàn)。作為全省唯一的工程訓(xùn)練類國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，機(jī)電工程實(shí)踐中心長(zhǎng)期致力于做好科學(xué)精神的“播種者”。
三、中國(guó)教師研修網(wǎng)：教師能力提升的專業(yè)支撐
無(wú)論虛擬平臺(tái)還是開(kāi)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(shí)驗(yàn)教學(xué)能力？這指向第三類資源：教師研修平臺(tái)。
中國(guó)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(tái)，它聚焦高中科學(xué)課標(biāo)解讀和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法培訓(xùn)，開(kāi)設(shè)了高中科學(xué)新課標(biāo)高級(jí)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(guó)家級(jí)課標(biāo)專家，既深入解讀課標(biāo)核心素養(yǎng)要求、實(shí)驗(yàn)教學(xué)重難點(diǎn)，也邀請(qǐng)一線優(yōu)秀教師分享實(shí)操經(jīng)驗(yàn)、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(shí)間靈活學(xué)習(xí)，同時(shí)參與教研交流、案例研討。
對(duì)于學(xué)校而言，組織教師參與專業(yè)研修，是推動(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)行為——這是任何技術(shù)和設(shè)備都無(wú)法替代的“軟件”建設(shè)。
四、三種模式，一個(gè)方向
觀察上述三類資源，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同趨勢(shì)：**新課標(biāo)背景下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，正在突破傳統(tǒng)的“黑板實(shí)驗(yàn)”和“照方抓藥”模式，走向更開(kāi)放、更多元、更貼近真實(shí)探究的形態(tài)。
數(shù)字化平臺(tái)解決了“可見(jiàn)可試”的問(wèn)題，讓抽象概念直觀呈現(xiàn)，讓高危實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行；高校開(kāi)放中心解決了“深度體驗(yàn)”的問(wèn)題，讓中學(xué)生提前接觸真實(shí)工程場(chǎng)景，理解理論與實(shí)踐的關(guān)聯(lián)；教師研修平臺(tái)解決了“師資能力”的問(wèn)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(shí)引入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于日常教學(xué)，組織學(xué)生赴高校中心開(kāi)展研學(xué)實(shí)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(gè)目標(biāo)：讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在真實(shí)的探究過(guò)程中生長(zhǎng)。
福建省“百館千所”免費(fèi)開(kāi)放活動(dòng)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(huì)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(huì)各方資源，共同為孩子們建設(shè)更加生動(dòng)、精彩的科學(xué)教育生態(tài)。**
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