李春密、李子恒、秦晓文:用好物理教学装备配置标准,有效提升物理实验教学质量

2018年习近平总书记在致世界公众科学素质促进大会贺信说道:“中国高度重视科学普及,不断提高广大人民科学文化素质。”面对经济、科技的迅猛发展和社会生活的深刻变化,面对新时代社会主要矛盾的转化,面对新时代对全体国民素养和人才培养的新要求,提高学生科学文化素养势在必行。而提升科学文化素养,离不开实验教学。为更好地服务中小学实验教学,规范和引领义务教育阶段教学装备的科学配备,保障和支持学校的基本教学活动,构建基于学生发展需求、以学生为中心的学习内容、学习方式和教学设施设备深度融合的学习环境,促进学生核心素养的发展,教育部组织专家对现行的《初中理科教学仪器配备标准(JY/T0386-2006)》进行全面的制修订,并将各学科标准分别独立成册发布,物理学科单独形成《初中物理教学装备配置标准(JY/T
0619-2019)》(以下简称新《标准》)。

近日,教育部印发了《初中化学教学装备配置标准(JY/T
0620-2019)》(以下简称《标准》)。《标准》的研制与发布,不仅充分吸纳了近十几年来我国化学教学装备研究与实践的新成果,有力呼应了当前素养导向教育教学改革对教学装备的新要求,同时还积极探索了中学化学教学装备的新思路,开启了我国化学教学装备的新时代,为中学化学教育高质量发展提供了有效保障。

一、新《标准》的特点

一、积极探索化学教学装备的新思路,从传统实验仪器配置向基于多元装备的综合性标准转变。

1.彰显实验教学装备的育人功能。义务教育阶段是落实立德树人根本任务的重要学段,注重品行培养,激发学习兴趣,养成良好习惯。义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程,强调让学生经历实验探究过程,学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题和解决问题的能力。新《标准》不仅关注实验仪器设备本身,还给出了基于该实验仪器设备的基本、拓展实验等教学活动建议,以及活动对应的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任、技术应用等素养目标,为情境创设、概念引入、规律验证、实验探究、应用创新等多样化的教学活动提供了教学器材及教学取向,突出强调了装备的育人价值,丰富了实验教学的新内涵。

《标准》超越了常规装备思路局限于经典化学实验仪器、用品的制约,积极引入支持化学实验教学的多媒体设备和软件平台,营造有利于教师有效教学和学生深度学习的信息化学习环境;系统规划安全防护用品和环保器材的配置方案,搭建实验安全的保障措施和营造重视安全的教学氛围;精心筛选适合初中化学教学使用的能进行数据采集和处理的数字化实验仪器,更新初中化学实验探究的技术手段;充分论证初中化学实验所需的试剂及消耗性材料,为实验开展提供全面保障;分层次设计必配和选配器材,既保证我国不同地区化学教学装备的基础性,又突出配备内容的时代性,满足不同学校的个性化发展需求。《标准》突破了单纯规定配置要求的原有模式,在完善配置要求的基础上,既强调了立德树人、提升教育质量的价值要求,又强调了教学装备配备、验收等管理要求;既包含了装备的技术指标参数规定,又包含了实验等实践教学的应用建议,可以说是一部包含教育装备、价值要求、配备要求、管理要求、技术要求和应用要求的综合性标准。通过这些措施,使《标准》所要解决的问题更加多样化、所要实现的功能更加多元化。这不仅对教学装备标准而言是一次全新的探索,对如何用标准、如何让标准更好的服务于教学也富有启示。

新《标准》还特别重视贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想,有机融入了社会主义核心价值观,结合实验活动配置了传统文化科技成果和我国科技新成果、新技术、新产品,引导学生尊重中华民族的优秀文明成果,弘扬传统文化,关注我国科技发展的新成就,增强学生的文化自信、民族自信与国家认同,充实了学生的社会责任感、创新精神及实践能力等相关内容,深入挖掘了以物理教学装备为载体的物理实验的育人功能,帮着学生形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。

二、充分吸纳化学教学装备研究与实践的新成果,满足课程改革的需要、体现现代教学装备的时代性。

2.更加突出服务教学的理念。新《标准》首要目的是为学科教学服务,满足物理课程和实验教学改革的需求。新《标准》以实验仪器及器材的易选择、易操作、易整理、易存储、易管理为基本理念,既注重了现有配备仪器的有效使用,又注意了以数字化实验为代表的现代装备的发展;以提高物理实验仪器的使用效率为目标,改变了原有仪器配置标准以实验仪器分类为线索的组织方式,突出了以课程标准规定的、符合国际科学教育发展趋势的学习主题(或大概念、核心概念)为线索组织分类,方便教师根据课标内容选择、使用、管理实验器材,适应学校教学及管理的实际需求,将服务对象从以前装备管理人员、实验员扩展到了学科教师,大大提高了《标准》的使用价值和应用范围。

近十几年来,我国科技与经济取得了快速增长,教育也发生了重大变革,由此推动了初中化学实验的主题、内容、仪器、材料等都发生了很大变化。《标准》充分吸纳了十几年来我国中学化学教学装备研究与实践的新成果,删除了与教学内容关联度不高、使用率较低、可被同类高规格仪器替代的器材;按照初中实验教学以及化学教师进行实验研究的需求调整了所需的仪器、材料以及化学试剂的种类和数量要求;根据仪器更新换代、质量升级的需求优化了技术指标参数,明确了教学性能要求;增加了数字化、微型化等体现中学化学实验发展趋势的器材。由此,《标准》的内容更具时代特色,有力体现了通过研制《标准》引领加快教育现代化的目标追求。

3.注重创新驱动。新《标准》坚持把创新摆在装备框架研究及器材配置的核心位置,以物理学习主题(或大概念、核心概念)为核心,把实验教学内容结构化,以主题为引领,促进装备活动化、模块化、课程化,形成了装备、教学、课程融合发展的新局面,引导教师探索新型学习环境下的“教”与“学”的模式,注重从传授式、讲授式教学向实践性学习、情境化学习、基于问题的学习、项目式学习等的转变,充分发挥教学仪器设备的生命力,助推物理教师深化教学改革,进一步培养学生的实践能力、问题解决能力和创新能力。

《标准》能够更好地满足初中课程标准和教材对教学的要求:能够支持课标规定的实验等实践性教学活动的需要,能够满足跟教材内容配套的体现新科技进展的实验等实践性教学活动,能够支持开展联系生活、联系实际的实验以及激发学生兴趣的实验。在组织方式上,《标准》借鉴初中化学课程标准的内容主题,创造性地规划了“主题学习器材”,通过科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化和化学与社会发展等五大主题来组织装备内容,这使得教学装备与课程标准的关联有效外显,便于管理者和教师从教学应用的角度重新认识器材的功能,充分发挥装备标准更好地服务教学的中心理念。

新《标准》还根据经济社会发展新变化、科学技术进步新成果,及时更新了信息化设备,引入虚拟仿真等技术手段代替有毒、有害和无法观察的实验活动,通过AR技术等虚拟过程、虚拟时空缩放、虚拟实物,增加了教学的交互性、沉浸性,提升学生的信息意识及信息应用能力;减少了演示设备,大幅增加了探究设备和应用、制作类器材,促进讲授式教学向探究性学习转变;适当引入数字化仪器、传感器、激光切割机、新能源等先进的测量、加工、设计、制作设备,支撑研究性学习、创客活动、STEAM等新型教学方式,为实验教学转型升级和创新提供了条件保障。

面向可持续发展的未来,化学对于创造人类美好生活、破解人类发展中的挑战与难题、推动全球生态文明建设发挥着越来越重要的作用,而帮助学生认识化学在世界可持续发展进程中所做出的贡献是中学化学教育的一个重要目标。特别值得一提的是,《标准》关注化学与社会发展的关联,强调化学促进可持续发展的功能,将“化学与社会发展”主题学习器材具体细化为化学与生产、新型材料、水质分析与水处理、大气分析与空气净化、土壤成分分析等主题,遴选有助于主题学习与实验研究的器材,对于在中学教学中探究可持续发展议题、认识化学对社会发展的贡献具有积极促进作用。

4.坚持质量为先。新《标准》以《中国制造2025规划纲要》提出的人才要求为目标,把质量作为实验仪器及配置标准的生命线,引用了约150项国家及行业标准,细化了各项设备器材的规格、型号及教学性能要求,为教育行政部门、教研部门配置器材,以及教师检查和验收提供了明确的、可操作的依据,为生产企业提出了质量要求,从而强化了实验仪器的质量控制。新《标准》坚持以人为本,采用了更环保、更科学、更安全的实验方案,强化了激光产品、含蓝光显示屏以及药品的管理与使用,为师生提供了安全环保的实验条件。

澳门新葡亰手机娱乐网址,三、有力呼应素养导向的教学改革对教学装备的新要求,突显装备的育人功能、倡导“教”与“学”的方式变革。

5.结构更加合理优化。现行义务教育物理课程标准有一个显著特点是开放性,对教学内容只做了原则性的规定,为教材编写者提供了较大的发挥余地。全国现行主流的几套物理教材各具特色,教学内容、实验方法都有很大差异,给教学实验仪器的配置带来诸多新问题。新《标准》在科学论证的基础上,进一步优化结构,合理设置“基本”和“选配”项目,既能较为全面地体现课程标准基本要求,又提供一定的选择性和开放性,满足不同地区、不同学校、不同教材、不同教学方式的个性化需求。

面对日新月异的社会与经济变革,全球许多国际组织、国家和地区都在思考如何培养未来的公民,以使其能够更好地适应21世纪的工作与生活。学生核心素养的培养日益引起全球的关注,并逐步探索从理念向实践的转化。在新一轮普通高中课程标准修订工作中,将“进一步提升学生综合素质,着力发展核心素养”作为普通高中的培养目标,各学科均凝练出相应的“学科核心素养”,化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”五个方面。

二、落实新《标准》,推动装备、教学与管理一体化发展

引入化学学科核心素养,是新《标准》的一个重要特色,也是一次积极的探索与尝试。《标准》创新性地编写了学科教学装备使用活动的建议,强调了运用学科教学装备开展实验等实践性教学活动对培育学科核心素养的功能。由于教育部初中课程标准修订工作刚刚启动,在初中阶段是否强调化学学科核心素养、如何凝练初中化学学科核心素养还未形成明确建议。《标准》借鉴高中化学课程标准对化学学科核心素养的阐述,结合初中教学的特点和要求,从“宏微结合”“变化观念”“证据推理”“科学探究”和“科学态度”等五个方面来描述初中学生所应发展的化学学科核心素养(其中,“宏微结合”在不同的活动中会侧重于宏观辨识或微观探析),并从素养培养的角度阐述了实践活动建议的育人目标。

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