■李桂旺

为解决传统实验教学中“实验育人目标浅层”“实验课程结构单一”“学生具身实践不足”等三大问题，江苏省前黄高级中学物理教研组系统梳理30年来的物理学科实践，逐步形成“启智行道”的实验育人路径。“启智”即启迪学生的学科智慧，引导学生通过实验领悟基本概念和规律，生成物理观念；“行道”即学以致用，引导学生创造性转化与创新性实践，内化科学精神、涵育责任担当。

提出“素养进阶”实验育人主张

学校基于课程标准，聚焦求真务实、理性思辨、实践创新等素养培养，落实学科育人价值目标，提出“真[→]趣[→]思[→]创”的物理实验育人主张，并明晰其进阶表征。“真”即从演示观察到真学实做，让学生真正动手做实验，积极进行学科实践，主动参与知识建构，养成实事求是、崇真务实的科学态度，实现从求真、识真、崇真到致真的进阶。“趣”即从兴趣激发到志趣养成，设计新颖、生动和富有悬念的实验，激发学生深层的求知欲望，主动投入实验探究，树立投身科学、造福人类的志向，实现从兴趣、乐趣、理趣到志趣的进阶。“思”即从感性体验到理性思辨，创设真实问题情境，启发学生思维，引导学生积极主动思考，让学生亲历科学推理论证的实验过程，鼓励学生大胆质疑、勇于探索，学会像科学家一样思考，实现从感性思维、理性思维、结构化思维到哲科思维的进阶。“创”即从模仿操作到探究创新，在真实的生活场景、生产实践中提取富有挑战性的内容进行实验探究，尝试科技创新，提升创新意识和科研能力，实现从模仿、集成、改进到创造的实践能力进阶。

架构“一体两翼”实验课程体系

课程是学科实践的载体。我们整合国家实验课程、科普实验课程和科创实验课程，建构共同基础、志趣提升以及素质拓展实验进阶式课程体系。其中，科普实验课程以提升学生实验基础素养为目标，培养学生的观察分析能力和动手操作能力，主要包括观察解释类、操作应用类、小型探索类；科创实验课程重在发挥学生的个性特长，挖掘学生的科创潜能，培养符合时代发展需求的拔尖创新人才，主要包括主题探究类、设计制作类、发明创造类。共同基础课程以演示性实验为主，指向全体学生；志趣提升课程以设计性实验为主，发展学生兴趣爱好；素质拓展课程以项目化实验为主，培养拔尖创新人才。

此外，我们还设计了“可选择、系统化”的物理实验活动方案，开展互动体验类、竞赛挑战类、成果展示类等校园活动，培养学生创新精神和实践能力。互动体验类活动包括高校科技前沿、航模表演、OM创意剧场等；竞赛挑战类活动包括纸桥承重、水火箭等；成果展示类活动包括科技小论文、科幻动漫创作、科技发明制作等。

建构“开放多变”实验教学模式

相较于传统课堂，实验教学更为多元开放。我们构建了以学生为中心的“5E+实验教学模式”，以学习周期的参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）和评价（Evaluation）五个阶段为核心，引导学生主动建构知识、发展科学思维与创新能力。

5E+逆向设计。我们遵循“确定预期目标—明确评价证据—设计教学活动”的教学逻辑设计教学流程，包括实验情境创设、问题驱动探究、模型意义建构、迁移实践应用等，重点关注学生参与度、投入度、思考度、独特度的表现与发展。

5E+翻转课堂。为指导学生开展微项目研究，我们遵循“探索—翻转—应用”的基本步骤，构建时空开放的“5E+翻转课堂”课堂模式。明确实验学习任务和确立学习主题后，学生在课外开展文献查阅进行翻转学习，课堂上作成果分享交流、评价总结。

5E+跨学科实践。为帮助学生解决现实生活中的复杂问题，我们构建内容开放的“5E+跨学科实践”教学探究模式。围绕学生感兴趣的生产生活实际问题，确立综合探究项目，进行跨学科知识关联和问题分解。在教师指导下，学生自主选择实验材料进行科学探究，实现多学科知识的综合建构。

创生“知行迭代”实验学习方式

多年来，我们持续观察学生实验的学习过程，以叙事研究的方式明晰“仿操作[→]析原理[→]慧设计[→]破难题”的“知行迭代”物理实验学习方式，学生在实验学习中实现从模仿实践到创新突破的螺旋式上升。

模仿操作是实验学习的开端。学生按教师示范进行仿效，将机械模仿性的操作转变成规范动作，在教师的指导下逐步实现独立操作。

解析原理是模仿操作后的领悟。能够模仿后，教师再引导学生进一步解析实验背后的理论和原理，帮助学生深入理解相关知识。

自主设计是领悟理解的应用。学生根据所学知识和已有经验，进一步利用实验手段来研究相关课题；提出实验思路，制订设计方案；对实验结论进行分析并改进完善，增强创新意识。

破解难题是科研实践的追求。学生对真实情境的问题进行整体拆解，筛选调用所学相关知识解决问题；加强资源融合和方案的研磨优化，进行成果写作或专利申请。

拓展“具身沉浸”实验研学平台

立足“做中学、创中思”，学校打造“具身沉浸”的实验育人场域，构建开放共享、虚实融合的实验生态，让学生在真实问题探究中深化认知、发展素养，实现科学思维与创新能力的协同提升。

建设科创融合省级课程基地。建成以“一廊一网三中心”为架构的“江苏省‘启·创’物理实践课程基地”，包括科学文化长廊、实验课程资源网、演示实验中心、IYPT实验中心和科创实验中心，创设各类学科实践活动所需的环境与条件，提升学生学以致用的能力。

构建多方协同的实验育人机制。开展“家庭实验项目”，涵盖智能家电、家庭电路以及开源硬件设计等实验活动；组织学生志愿者进社区开展科普宣讲，传播科学思想，弘扬科学精神；与科教城、石墨烯小镇等共建“研学活动基地”；聘请高校专家教授，对有创新潜质的学生进行科学研究和科创实践活动的辅导，激发学生创新思维，增强学生科创能力。

完善智能融合的数字支撑系统。建设实验教学资源网、数字化实验室和智慧云评价实验室，为实验学习提供数字化支撑。实验教学资源网充分利用“互联网+”实现课程资源共建共享；基于传感器技术、虚拟仿真技术等建设数字化实验室；借助智慧云评价实验室对学生特征行为进行动态跟踪分析、智能评价并及时反馈，丰富实验育人评价手段。

（作者系江苏省前黄高级中学物理学科中心主任，正高级教师，江苏省特级教师，江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象；本文系江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目“启智行道：物理实验育人探索30年”的阶段性研究成果）