2025年1月18日上午,由上海市中(zhōng)小(xiǎo)學(xué)數字化實驗系統研發中(zhōng)心舉辦(bàn)的“2025上海中(zhōng)學(xué)物(wù)理(lǐ)數字化實驗研讨會”在風華初級中(zhōng)學(xué)西校召開。
中(zhōng)國(guó)教育學(xué)會/上海教育學(xué)會徐澱芳副會長(cháng)、複旦大學(xué)蔣最敏教授、上海交通大學(xué)高景教授、上海市中(zhōng)小(xiǎo)學(xué)數字化實驗系統研發中(zhōng)心馮容士主任、複旦大學(xué)附屬中(zhōng)學(xué)王鐵桦副校長(cháng)、上海市教師教育學(xué)院(上海市教委教研室)物(wù)理(lǐ)教研員湯清修老師和李希凡老師、徐彙區(qū)教育學(xué)院桑嫣副院長(cháng)、黃浦區(qū)理(lǐ)科(kē)學(xué)會嚴明理(lǐ)事長(cháng)、虹口區(qū)教育學(xué)院物(wù)理(lǐ)教研員賈慧青老師、上海市三女中(zhōng)於豐老師、川沙中(zhōng)學(xué)張豔老師等物(wù)理(lǐ)教學(xué)名(míng)宿,上海中(zhōng)學(xué)物(wù)理(lǐ)教材組主編和分(fēn)冊主編等出席了本次研讨會。研讨會由上海市中(zhōng)小(xiǎo)學(xué)數字化實驗系統研發中(zhōng)心副主任李鼎博士主持。
研讨會伊始,85歲高齡的研發中(zhōng)心馮容士主任精(jīng)神矍铄、妙語連珠,手持中(zhōng)國(guó)人民(mín)銀行新(xīn)發行的100元航天紀念币圖案給大家拜早年。他(tā)說:新(xīn)春将至,國(guó)家新(xīn)發行的紀念币充滿了科(kē)技(jì )内涵,昭示着國(guó)家對于科(kē)學(xué)教育的高度重視。此時此刻,我們召開上海中(zhōng)學(xué)物(wù)理(lǐ)數字化實驗研讨會,就是要集思廣益,想方設法讓實驗教學(xué)——科(kē)學(xué)教育的核心環節的教學(xué)質(zhì)量再提升一個檔次。DIS數字化實驗是上海教育的驕傲,早在十幾年前就兩獲國(guó)家級教學(xué)成果一等獎,衍生成果四獲世界教具(jù)聯合會創新(xīn)大獎。在舉國(guó)科(kē)教的新(xīn)時代,我們應該努力将DIS用(yòng)足、用(yòng)好!
研發中(zhōng)心副主任李鼎博士做了《2025 DIS研發成果》主題彙報。報告系統闡釋了研發中(zhōng)心“以科(kē)學(xué)指導研究、以教學(xué)引領研發”的基本工(gōng)作(zuò)理(lǐ)念,介紹了多(duō)年以來研發中(zhōng)心基于信息論、教育心理(lǐ)學(xué)、行為(wèi)科(kē)學(xué),結合中(zhōng)學(xué)物(wù)理(lǐ)課程标準和教材的要求,圍繞實驗教學(xué)和數字化實驗本質(zhì)特征和關鍵屬性所開展的一系列基礎研究的過程,并指出:從根本上來說,數字化實驗DIS就是借助信息技(jì )術手段對實驗現象進行了增強現實(AR)改造後的真實實驗,是傳統實驗教學(xué)與時俱進、時空重構的産(chǎn)物(wù),不僅是中(zhōng)學(xué)物(wù)理(lǐ)教學(xué),而且是包括小(xiǎo)學(xué)科(kē)學(xué)和中(zhōng)學(xué)理(lǐ)化生地各個科(kē)學(xué)教育學(xué)科(kē)中(zhōng)不可(kě)替代、不可(kě)或缺的教育内容和教學(xué)方式。數字化實驗DIS的當下任務(wù),應當是緊密圍繞增強現實技(jì )術的多(duō)元化應用(yòng)和人工(gōng)智能(néng)(AI)的引入,構造更加富有(yǒu)參與感的探究環境,拓展更新(xīn)、更廣的探究氛圍,全面提升探究質(zhì)量,促進學(xué)生更加積極主動地去動手、動腦,驗證和探究他(tā)們在課上、課外所獲得的科(kē)學(xué)知識和科(kē)學(xué)猜想,同時輔之以科(kē)學(xué)精(jīng)神和邏輯思維教育。
在演示環節,李鼎博士首先介紹了研發中(zhōng)心基于“複現曆史上的科(kē)學(xué)發現、開展科(kē)學(xué)史教育”的要求開發的“赫茲實驗器”、“法拉第發電(diàn)機”等實驗教學(xué)裝(zhuāng)置,接下來展示了研發中(zhōng)心以光學(xué)技(jì )術路徑為(wèi)基礎開發的DIS紋影實驗器和DIS光彈性材料實驗組件,令與會專家頓有(yǒu)耳目一新(xīn)之感。随後,又(yòu)重點展示了借助新(xīn)型顯示方式和AI手段對已有(yǒu)DIS實驗改造後所形成的“強增強現實”DIS新(xīn)品:平抛運動、單擺振動、AI方塊電(diàn)路、智能(néng)光具(jù)座、機械能(néng)守恒、機械臂、智能(néng)力盤等實驗器,讓與會專家深切感受到了DIS與時俱進的革新(xīn)給實驗教學(xué)帶來的顯著提升。
李鼎博士彙報完畢,與會專家相繼發言。
中(zhōng)國(guó)教育學(xué)會/上海市教育學(xué)會徐澱芳副會長(cháng)
經過多(duō)年的努力,DIS研發中(zhōng)心針對數字化實驗在教學(xué)方面和認知促進方面的功能(néng)研究和認識已經比較充分(fēn),DIS面向學(xué)生實驗探究的作(zuò)用(yòng)也已經得到了較好的發揮。鑒于當下學(xué)生學(xué)習狀态,是否能(néng)夠思考開發DIS實驗教學(xué)在促進學(xué)生社會性(如認識自我、認識他(tā)人、認識團隊等方面)發展方面的功能(néng)?如果能(néng)夠有(yǒu)所突破,将成為(wèi)實驗教學(xué)為(wèi)整體(tǐ)教育教學(xué)事業的一大貢獻。
複旦大學(xué)蔣最敏教授
今天的實驗印象是很(hěn)深刻的,讓學(xué)生對物(wù)理(lǐ)概念的理(lǐ)解是非常好的。下一步一定要抓住以下幾點去引領DIS系統的發展:第一是要幫助和加深學(xué)生對物(wù)理(lǐ)概念知識内容的理(lǐ)解;第二是要促進學(xué)生物(wù)理(lǐ)思維能(néng)力的提升,要讓實驗更多(duō)地與假設、推理(lǐ)和邏輯思維相結合;第三,要借助數字化手段,讓學(xué)生多(duō)動手。目前實驗教學(xué)中(zhōng)動手能(néng)力的訓練很(hěn)不夠,希望DIS的應用(yòng)能(néng)夠幫助教師解決這個問題。
上海市教師教育學(xué)院(上海市教育委員會教學(xué)研究室)湯清修老師
DIS一直是跟我們上海的物(wù)理(lǐ)教學(xué)發展緊密聯系在一起的,因此也是上海二期課改的重要成果之一,最後獲得了上海市特等獎,全國(guó)一等獎。而這之後,DIS與上海物(wù)理(lǐ)教學(xué)的深度融合并沒有(yǒu)停止,一直在不斷的發展。今天看到的彙報說明,研發中(zhōng)心最近又(yòu)在數字化和硬件的匹配上面又(yòu)做很(hěn)多(duō)的新(xīn)的研發,取得了很(hěn)多(duō)新(xīn)的成果。但是,面對廣大教師對DIS數字化實驗的高期待,我覺得接下來研發中(zhōng)心還是要繼續努力,以不斷湧現的新(xīn)産(chǎn)品刺激、保持和提升一線(xiàn)教師對實驗教學(xué)的熱忱。
上海市徐彙區(qū)教育學(xué)院桑嫣副院長(cháng)(高中(zhōng)物(wù)理(lǐ)教研員)
DIS研發中(zhōng)心跟我們徐彙區(qū)的關系是特别密切的。徐彙區(qū)的DIS應用(yòng),已經從物(wù)理(lǐ)學(xué)科(kē)擴展到小(xiǎo)學(xué)科(kē)學(xué),未來我們還有(yǒu)初中(zhōng)科(kē)學(xué)以及其他(tā)學(xué)科(kē),都會是DIS的應用(yòng)天地。受限于目前的教育形勢,我們發現實驗進課堂很(hěn)難,但DIS在一定程度上幫我們改變了這種狀況。我這兩年一直在思考我們的雙新(xīn)課程實施問題,我希望實驗不僅要體(tǐ)現科(kē)學(xué)思維,更要促進學(xué)生思維水平的提升。期待研發中(zhōng)心跟我們一起把DIS進一步打造成一種教學(xué)方法——除了讓學(xué)生獲得實驗結果,更要讓老師認識到他(tā)們已經擁有(yǒu)了可(kě)靠的實驗手段,從而可(kě)以讓實驗更多(duō)、更好地融入課堂教學(xué)。
黃浦區(qū)理(lǐ)科(kē)學(xué)會嚴明理(lǐ)事長(cháng)
研發中(zhōng)心帶動了上海實驗教學(xué)的數字化轉型,美國(guó)在2000年的時候提出要做數字地球,中(zhōng)國(guó)最近五年計劃要做數字中(zhōng)國(guó),上海要做數字化城市的示範,我們各行各業都在做數字化轉型,但相比之下,我們實驗教學(xué)的數字化轉型開始得早,取得的成績也格外顯著。我們教育的數字化轉型任重而道遠(yuǎn)。DIS為(wèi)我們展示了實驗的進步,我們需要加強DIS實驗在思維方面、能(néng)力方面的培養價值。
虹口區(qū)教育學(xué)院賈慧青老師
DIS實驗在教學(xué)中(zhōng)真正起到了很(hěn)大的作(zuò)用(yòng),我們老師是特别喜歡的。比如“浮力與哪些因素有(yǒu)關”的一個學(xué)生實驗。有(yǒu)的學(xué)生說可(kě)能(néng)與排開液體(tǐ)的重力,也有(yǒu)的說可(kě)能(néng)與液體(tǐ)種類有(yǒu)關。學(xué)生提出的猜想不一樣,要在一節課上解決那麽多(duō)的問題,不用(yòng)DIS實驗是完全做不到的。在沒有(yǒu)DIS實驗的時候我隻能(néng)把學(xué)生的想法規定到一條途徑上,有(yǒu)了DIS實驗我們就很(hěn)好的解決了這個問題。看到DIS二力平衡,經過這麽多(duō)年,雖然不是每個學(xué)校都有(yǒu),但是我們老師用(yòng)的非常多(duō),特别是開課的時候,老師們已經很(hěn)熟悉了。比如說九年級的電(diàn)路。電(diàn)流表、電(diàn)壓表是不是需要用(yòng)傳感器?我覺得是非常必要。同時,我們需要從教育教學(xué)的層面去思考實驗到底要達到什麽目的,從而為(wèi)DIS數字化實驗提供更多(duō)的發展動力。
上海交通大學(xué)高景教授
剛才看了介紹,我發現有(yǒu)一句話說得很(hěn)好,要把物(wù)理(lǐ)實驗的時空重構。研發中(zhōng)心在這個方面已經做了很(hěn)多(duō)工(gōng)作(zuò),我認為(wèi)其中(zhōng)有(yǒu)些實驗的效果非常好。當然發展的空間依然很(hěn)大,還應該進一步做下去,讓這些儀器在實驗教學(xué)中(zhōng)發揮更大的作(zuò)用(yòng)。剛才蔣老師提的:要促進學(xué)生對物(wù)理(lǐ)現象的深入思考,這一點很(hěn)重要。以光彈性實驗為(wèi)例,我們現在教學(xué)裏面不可(kě)能(néng)講那麽深,但DIS的這一應用(yòng)可(kě)以提高學(xué)生的興趣,促進學(xué)生的自主思考和自主學(xué)習。再比如幹涉衍射實驗,除了雙縫,應該至少還給學(xué)生看3縫、4縫的衍射,因為(wèi)多(duō)縫的衍射除了有(yǒu)主基帶,還有(yǒu)次基帶,這是可(kě)以做出來的,但是對縫的要求比較高。我覺得經過23年的紮實工(gōng)作(zuò),DIS現在的基礎已經打得非常好,關鍵是怎麽考慮設備要和教學(xué)能(néng)夠更緊密地結合。希望老師們更多(duō)地用(yòng),這是今後的一個方向。
複旦大學(xué)附屬中(zhōng)學(xué)王鐵桦副校長(cháng)
我們DIS轉眼已經發展了23年,我覺得我們應該也進入到一個轉戰的、升級的關鍵時刻了。所以我下面我想說幾個點:一個就是DIS,它這個名(míng)字确立的時候,那是第一代,所以名(míng)稱叫做Digital Information System,後來才在名(míng)稱中(zhōng)加了“實驗”。針對這個“I”的話,我建議做一個拓展,也就是說能(néng)否從Information拓展到Intelligence?從“信息”轉向“智能(néng)”。因此我覺得可(kě)以在“I”上面加一個小(xiǎo)小(xiǎo)的2次方叫DI²S,以顯示概念和定義的升級和擴充。大家能(néng)看到,Information和Intelligence還是有(yǒu)差異有(yǒu)區(qū)别的,增加2次方符号可(kě)以體(tǐ)現DIS本身的與時俱進。而且根據剛才的演示,我們也能(néng)清晰地看到DIS正在向Intelligence方面發展。所以在發展了23年之後啓動這個轉戰升級,我覺得是非常重要、非常必要的。因為(wèi)DIS這個面向智能(néng)化的升級跟國(guó)家範圍内信息化、數字化向智能(néng)化的整體(tǐ)升級趨勢是一緻的,所以DIS的升級就體(tǐ)現了研發中(zhōng)心身處這樣一個大時代之中(zhōng)的責任擔當。我希望DIS在人工(gōng)智能(néng)大潮中(zhōng)開啓新(xīn)的征程,在技(jì )術前沿和物(wù)理(lǐ)内核的雙核驅動下,從信息化(Information)走向智能(néng)化(Intelligence),重新(xīn)定義DISLab,譜寫“數實融合,數智融通”的數字化實驗新(xīn)篇章。
為(wèi)期半天的研讨會在熱烈的讨論中(zhōng)落下帷幕。與會代表合影留念,相約共同推進上海物(wù)理(lǐ)數字化教學(xué)的深化與發展,為(wèi)教育事業做出更大貢獻!