數(shù)字技術(shù)支持下的六環(huán)五策四路徑學(xué)科融合實驗教學(xué)體系構(gòu)建研究

摘" 要：構(gòu)建選題與論證、設(shè)計實驗改進方案、設(shè)計加工實驗裝置、應(yīng)用于教學(xué)檢驗、撰寫研究報告和項目實施評價六個基本實驗研究環(huán)節(jié)，提出數(shù)字技術(shù)支持下基于跨學(xué)科視角的融入傳感技術(shù)、融入編程思想、融入人文藝術(shù)、融入仿真技術(shù)、融入科普科創(chuàng)活動等五個實驗融合策略，以學(xué)術(shù)論文發(fā)表、學(xué)術(shù)經(jīng)驗交流、媒體宣傳報道、科普科創(chuàng)作品四個路徑輸出研究成果。為實驗教學(xué)提供新的研究視角、思路方法、理論模型和實踐案例，推動實驗教學(xué)、科技創(chuàng)新、科普教育的研究與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；科學(xué)教育；學(xué)科融合；實驗教學(xué)；STEM教育

文章編號：1671-489X（2025）03-0-07

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.03.

1" 選題依據(jù)

1.1" 研究背景

科學(xué)教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提升全民科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。推進課程改革，堅持素養(yǎng)立意，強化實驗考查，提高學(xué)生動手操作和實驗?zāi)芰κ翘岣邔W(xué)生科學(xué)素質(zhì)的必由之路[1]。2023年5月，習(xí)近平總書記在主持中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時指出，教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口[2]。《教育部2022年工作要點》提出實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，教育部部長懷進鵬提出以教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型[3]。2024年全國兩會期間，做好科學(xué)教育、立足學(xué)科整合、推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為教育工作聚焦的熱點[4]。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確提出，中小學(xué)各門課程用不少于10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)[5]，讓學(xué)生在真實情境中提出問題、分析問題和解決問題，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生多元化發(fā)展。STEM教育是在全球教育創(chuàng)新與變革背景下的學(xué)科融合教育，強調(diào)跨學(xué)科一體化的教育方式。2023年，聯(lián)合國教科文組織在上海設(shè)立國際STEM教育研究所[6]，將推動我國STEM教育向縱深發(fā)展，促進我國基礎(chǔ)教育新一輪的跨學(xué)科融合教育改革。

中小學(xué)科學(xué)教育以實驗探究為基礎(chǔ)，通過引導(dǎo)學(xué)生參與實驗探究和實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式和解決問題的能力。在教育信息化、數(shù)字化、跨學(xué)科一體化教育的背景下，傳統(tǒng)的單一學(xué)科學(xué)習(xí)脫離社會生產(chǎn)生活經(jīng)驗和需要，導(dǎo)致一些原來密切聯(lián)系的知識發(fā)生割裂，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和問題解決能力，已經(jīng)不能滿足學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展需求。基于多學(xué)科或跨學(xué)科融合的實驗探究能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，打破學(xué)科壁壘，融合與跨界將成為未來教育發(fā)展的趨勢。為了提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，開展數(shù)字技術(shù)支持下的學(xué)科融合實驗研究具有重要的價值和意義。

1.2" 文獻綜述

在美國興起的STEM課程明確要求在科學(xué)教育中整合技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育，如今STEM教育已成為國際上頗具影響力的教育思想。隨著STEM教育的全面鋪開，出現(xiàn)了聚焦個體創(chuàng)意開發(fā)和實踐過程的創(chuàng)客教育，鼓勵學(xué)習(xí)者進行實驗、設(shè)計和創(chuàng)造。STEM教育和創(chuàng)客教育的共同點是基于跨學(xué)科知識和技能的融合培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力。近年來，各國在數(shù)字技術(shù)支持下開展深入的研究與實踐，如利用虛擬實驗室為學(xué)生提供更真實、沉浸式的實驗體驗，利用人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等先進技術(shù)開展實驗教學(xué)與研究。

我國很多專家、學(xué)者深入開展STEM教育研究。例如：胡衛(wèi)平等提出構(gòu)建中國特色的STEM教育體系的努力方向，周東岱等提出基于STEM教育理念的小學(xué)課程體系重構(gòu)流程；趙慧勤等設(shè)計了以STEM理念為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、溝通能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的創(chuàng)客課程[7]。在我國推進STEM教育本土化的過程中，一些學(xué)校相繼開設(shè)科技實踐課程，指導(dǎo)學(xué)生參與科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動，培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

STEM教育已在全球范圍內(nèi)獲得廣泛認可，在國內(nèi)外教育研究中占據(jù)重要地位。在我國，針對STEM教育的本土化教學(xué)和實踐研究正逐漸成為教育領(lǐng)域的焦點，應(yīng)將STEM教育與學(xué)校課程、創(chuàng)客教育相結(jié)合，以適應(yīng)我國的教育環(huán)境和學(xué)生需求。隨著2022年教育部啟動教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，一些學(xué)校開始基于STEM教育、創(chuàng)客教育范式開展跨學(xué)科設(shè)計與實踐研究。然而，指向?qū)W科融合實驗教學(xué)的研究卻很少，針對實驗教學(xué)方向的融合創(chuàng)新、設(shè)計與實踐暫未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的體系構(gòu)建研究，一些期刊發(fā)表的學(xué)科融合實驗方面的論文也僅僅是針對具體實驗開展研究。

研究團隊在數(shù)字技術(shù)支持下，從多學(xué)科、跨學(xué)科融合的角度，在“用信息技術(shù)對小學(xué)科學(xué)實驗趣味化設(shè)計的策略研究”“基于STEAM教育理念的初中物理實驗趣味化設(shè)計與實踐研究”“學(xué)科融合背景下的實驗教學(xué)‘成果化’實踐研究”“STEM理念下的高中生物實驗教學(xué)策略的研究”“高中生物數(shù)字化實驗的開發(fā)與實踐研究”“人工智能技術(shù)融入高中生物實驗的案例開發(fā)與教學(xué)實踐研究”等多個省市級課題實驗教學(xué)研究的基礎(chǔ)上，提煉研究的思路方法和技術(shù)路線，選取具有代表性的樣本開展實踐研究，探索有效的實驗教學(xué)活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑，構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系。

2" 研究內(nèi)容和方法

2.1" 核心概念

數(shù)字技術(shù)是指運用計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實現(xiàn)信息數(shù)字化采集、存儲、處理、傳輸和展示的技術(shù)體系[8]。在教育領(lǐng)域，依托數(shù)字技術(shù)通過重構(gòu)數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、共享學(xué)習(xí)資源、搭建仿真教學(xué)平臺等方式，提升教學(xué)質(zhì)量和效率，支持個性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新教學(xué)。

學(xué)科融合是指以課程標準為指導(dǎo)，以學(xué)科知識為基礎(chǔ)，打破學(xué)科界限，將不同學(xué)科相關(guān)聯(lián)的知識進行融合，通過跨學(xué)科的學(xué)習(xí)和探索，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力。

2.2" 研究內(nèi)容

在數(shù)字技術(shù)支持下，從選題與論證→設(shè)計實驗改進方案→設(shè)計加工實驗裝置→應(yīng)用于教學(xué)檢

驗→撰寫研究報告→項目實施評價六個環(huán)節(jié)開展實驗教學(xué)研究；基于跨學(xué)科視角提出融入傳感技術(shù)對實驗進行趣味化和智能化設(shè)計、將編程思想融入實驗設(shè)計與教學(xué)實踐、在實驗教學(xué)中融入人文藝術(shù)元素、用VR和AR等技術(shù)手段進行仿真實驗、將實驗研究融入科普科創(chuàng)活動五個實驗融合策略；最終將實驗研究成果以學(xué)術(shù)論文發(fā)表、學(xué)術(shù)經(jīng)驗交流、媒體報道或自媒體宣傳、科普科創(chuàng)作品等方式呈現(xiàn)出來。研究如何提高教師的實驗教學(xué)與研究能力，以及如何提升學(xué)生的實驗設(shè)計操作與科學(xué)實踐能力，提煉研究的思路方法和技術(shù)路線，探索有效的學(xué)科融合實驗教學(xué)活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑，為實驗教學(xué)和科學(xué)教育提供參考與借鑒。

2.3" 研究思路和技術(shù)路線

以現(xiàn)狀研究→案例研究→分析診斷→實踐驗

證→成果推廣為研究主線，開展數(shù)字技術(shù)支持下的“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系構(gòu)建研究。研究框架如圖1所示。

2.3.1" 現(xiàn)狀研究

通過文獻研究、問卷調(diào)查、訪談討論等方式探究國內(nèi)外學(xué)科融合實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，進行文獻梳理和理論分析，探討學(xué)科融合實驗教學(xué)的活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑，為后續(xù)的研究提供理論支持。

2.3.2" 案例研究

結(jié)合研究需求，選取具有代表性的研究案例，按照“六環(huán)五策四路徑”實驗教學(xué)體系開展案例研究。

2.3.3" 分析診斷

從實驗項目的選題與論證、實驗方案的改進、實驗設(shè)計與裝置加工、應(yīng)用于教學(xué)檢驗、實驗研究報告的撰寫、實驗項目評價多個環(huán)節(jié)入手，分析診斷項目實施的效果。

2.3.4" 實踐驗證

將學(xué)科融合實驗教學(xué)活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑應(yīng)用于研究實踐，驗證“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系的有效性，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以改進。提煉研究的思路方法和技術(shù)路線拓展應(yīng)用到新的項目研究中，在后續(xù)的研究中反復(fù)迭代優(yōu)化。

2.3.5" 成果優(yōu)化和推廣

對研究過程中的階段性成果進行梳理，總結(jié)研究成果和不足，提出進一步改進的措施，對實驗教學(xué)的活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑進行優(yōu)

化；撰寫研究論文，分享和交流研究成果，提供學(xué)科融合實驗教學(xué)活動實施環(huán)節(jié)、策略方法、成果轉(zhuǎn)化等方面的咨詢和建議。

3" “六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)" "體系

3.1" 六個實驗活動環(huán)節(jié)

從選題與論證→設(shè)計實驗改進方案→設(shè)計加工實驗裝置→應(yīng)用于教學(xué)檢驗→撰寫研究報告→項目實施評價六個環(huán)節(jié)開展實驗研究活動。

3.1.1" 選題與論證

1）分析教材內(nèi)容的不足之處。從以下幾個問題對教材相關(guān)章節(jié)內(nèi)容進行分析。

問題1：教材中是否有對應(yīng)的實驗或教具

（模型）？

問題2：教材中的實驗或?qū)?yīng)的教具（模型）是否符合本地學(xué)生實際？

問題3：教材中的實驗或?qū)?yīng)的教具（模型）操作是否簡便、環(huán)保，是否安全？

問題4：教材中的實驗是否容易成功？實驗現(xiàn)象是否明顯？實驗結(jié)果是否精準（實驗誤差是否在允許范圍內(nèi)）？

若以上問題有一項或多項存在否定情況，就可以作為待研究的主題進入項目論證階段。

2）項目論證。思考如何針對教材內(nèi)容存在的問題進行改進，主要從四個方面論證研究的適用性和價值性。

①結(jié)合研究者的年齡特征和認知水平，用什么方法或技術(shù)解決問題；

②改進實驗用到的工具和器材成本要在師生能夠承受的范圍之內(nèi)；

③對比原實驗，改進實驗的安全性、環(huán)保性、趣味性要有所提升；

④對比原實驗，改進實驗現(xiàn)象要更明顯，實驗結(jié)果要更精準。

3）項目查新。借助百度學(xué)術(shù)、萬方數(shù)據(jù)庫、知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、專利之星等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫平臺，開展與選題相關(guān)的文獻研究，查詢近年來實驗技能、自制教具、科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作等競賽活動的研究動態(tài)，了解改進實驗所用到的方法、技術(shù)、工具、器材是否有創(chuàng)新。若已有雷同或大幅度相似的項目，則重復(fù)選題與論證的整個過程，另行遴選其他研究項目。

3.1.2" 設(shè)計實驗改進方案

針對教材內(nèi)容（原實驗）存在的不足，綜合考量四個方面設(shè)計實驗改進方案：

1）選擇更適合當前教學(xué)內(nèi)容的器材，或者對現(xiàn)有器材進行加工改造，從而提高實驗的穩(wěn)定性和可靠性；

2）調(diào)整和優(yōu)化實驗步驟，簡化實驗操作流程；

3）增強實驗的安全性、環(huán)保性、創(chuàng)新性和趣味性；

4）對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果進行合理預(yù)測和分析，通過改進使實驗現(xiàn)象更明顯，實驗結(jié)果更精準，幫助學(xué)生更好地總結(jié)和歸納實驗規(guī)律，理解和掌握實驗原理。

部分實驗改進思路如表１所示。

3.1.3" 設(shè)計加工實驗裝置

設(shè)計加工實驗裝置需要經(jīng)歷功能需求分析、器材和工具選擇、繪制實驗裝置設(shè)計圖、加工實驗裝置、調(diào)試和優(yōu)化實驗裝置等步驟。

1）功能需求分析。根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵螅治鲆獎?chuàng)作的實驗裝置需要實現(xiàn)什么功能，是否能夠滿足預(yù)期的教學(xué)效果和研究需求。

2）器材和工具選擇。結(jié)合實驗?zāi)康暮凸δ苄枨蠓治觯瑥牟牧咸匦浴⒊杀靖叩汀@得的難易程度、是否環(huán)保、是否存在安全隱患等方面，選取符合實際的實驗器材和工具，為實驗裝置的加工和組裝作好準備。

3）繪制實驗裝置設(shè)計圖。根據(jù)功能需求分析，結(jié)合使用的實驗器材和工具，設(shè)計改進實驗的裝置結(jié)構(gòu)、零部件布局、線路連接、數(shù)據(jù)采集方式等，繪制實驗裝置設(shè)計圖。

4）加工實驗裝置。根據(jù)實驗裝置設(shè)計圖，使用適合的工具進行材料切割、打磨、連接和組裝，確保實驗裝置各部件、各參數(shù)符合預(yù)期要求。在材料加工和組裝的過程中，做好個人防護，避免出現(xiàn)安全事故。

5）調(diào)試和優(yōu)化實驗裝置。實驗裝置加工完成后，結(jié)合功能需求分析，調(diào)試實驗裝置。如果發(fā)現(xiàn)與預(yù)期功能、效果不符，對照設(shè)計依次排查加工實驗裝置的各個環(huán)節(jié)，找出存在問題的原因，調(diào)整實驗裝置的結(jié)構(gòu)或更換材料，提高裝置性能和效果。

3.1.4" 應(yīng)用于教學(xué)檢驗

為檢驗實驗改進裝置的適用性和價值性，可以按照五個步驟將設(shè)計加工的實驗裝置應(yīng)用于教學(xué)

實踐。

1）教學(xué)檢驗之前，檢查實驗裝置是否存在安全隱患，性能和功能是否符合實驗需求。

2）根據(jù)實驗裝置的特點和實驗需求，從實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E、實驗注意事項等方面，編寫實驗教學(xué)指導(dǎo)手冊，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實驗裝置的使用。

3）使用實驗裝置之前，組織學(xué)生學(xué)習(xí)實驗教學(xué)指導(dǎo)手冊，進行必要的示范操作，讓學(xué)生準確掌握實驗過程中的操作要領(lǐng)和注意事項，更好地理解和掌握實驗方法和步驟。實驗過程中教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的實驗操作，有針對性地提供幫助和指導(dǎo)。

4）實驗結(jié)束后，教師要指導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果進行分析和討論，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律，理解和掌握實驗原理，將所學(xué)知識拓展應(yīng)用，解決實際問題。

5）客觀評估實驗裝置的適用性和實驗教學(xué)的效果，并根據(jù)檢驗、反饋結(jié)果對實驗裝置進行優(yōu)化，增強實驗教學(xué)的效果，激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作興趣，培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.1.5" 撰寫研究報告

完成以上步驟后，從研究背景和目的、教材內(nèi)容分析、實驗改進方案設(shè)計、實驗裝置設(shè)計加工、教學(xué)檢驗與應(yīng)用、研究結(jié)論與建議、參考文獻等方面撰寫項目研究報告，總結(jié)歸納實驗改進的過程和應(yīng)用于教學(xué)檢驗的效果，反思研究的價值與不足，為后續(xù)的實驗教學(xué)研究提供借鑒。研究報告的基本要素如表2所示。

3.1.6" 項目實施評價

1）評價方式。通過學(xué)生自評、同伴互評、教師評價、報送材料參加科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作競賽等多種評價方式，客觀評價活動過程和創(chuàng)作的實驗裝置的創(chuàng)新性與價值性。

2）評價維度。具體的項目實施評價維度如表3

所示。

3）評價結(jié)果的應(yīng)用。評價結(jié)果作為改進實驗教學(xué)和科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動的依據(jù)，教師可以據(jù)此調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新能力。

同時，評價結(jié)果作為學(xué)生能力素養(yǎng)提升的衡量指標和推薦其參加各類競賽項目的重要參考，可以激勵學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動，提高學(xué)習(xí)興趣和動力。

3.2" 五個實驗融合策略

3.2.1" 用傳感技術(shù)對實驗進行趣味化和智能化設(shè)計

利用傳感技術(shù)，將實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可處理的數(shù)字信號，實現(xiàn)實驗的趣味化、智能化、數(shù)字化和自動化。利用傳感器設(shè)計獨特的數(shù)據(jù)采集裝置和觸發(fā)裝置，結(jié)合有趣的聲、光、熱、力、電、磁、能等現(xiàn)象，提升實驗的趣味性和交互性，避免實驗過程的單調(diào)乏味，引導(dǎo)學(xué)生深入分析實驗過程中呈現(xiàn)的現(xiàn)象，加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解[9]。

3.2.2" 將編程思想融入實驗設(shè)計與教學(xué)實踐

將編程思想融入實驗設(shè)計和教學(xué)實踐，可以增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象的理解，促進他們對科學(xué)知識的掌握，有效培養(yǎng)計算能力和創(chuàng)新思維。通過編程軟件模擬或輔助不便觀察和操作的科學(xué)實驗，設(shè)計可編程性實驗（根據(jù)需求選擇不同的觸發(fā)條件和控制變量），編程處理和分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理分析能力、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

3.2.3" 在教學(xué)中融入人文藝術(shù)元素

將地方特色文化融入實驗教學(xué)實踐可以增強學(xué)生對本土文化的認同感，培養(yǎng)文化自信。研究團隊指導(dǎo)學(xué)生開展具有地域特色的歷史、民俗、風(fēng)情、建筑、藝術(shù)等實踐活動項目，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

3.2.4" 用VR和AR等技術(shù)進行仿真實驗

利用仿真技術(shù)進行實驗，可以讓學(xué)生更直觀地認識和理解實驗現(xiàn)象與規(guī)律，提高學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣和效果，降低實驗的設(shè)備成本和安全風(fēng)險。借助VR和AR等技術(shù)，學(xué)生能夠親身體驗一些難以直接觀察的科學(xué)現(xiàn)象，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維。

3.2.5" 融入科普科創(chuàng)活動

在研究前期設(shè)計了以競賽驅(qū)動實驗研究，通過教學(xué)實踐檢驗、修正研究的方法和思路。設(shè)計開發(fā)的實驗裝置不僅可以用于日常教學(xué)實踐和應(yīng)用推廣，還可以參加科技創(chuàng)新和科普創(chuàng)作競賽活動，通過專業(yè)的競賽評估研究項目的價值。研究中，不斷收集和分析實踐過程中獲取的反饋信息，全面評估實驗裝置的適用性、優(yōu)點與不足，根據(jù)實際需求進行優(yōu)化和改進，迭代研究項目。結(jié)合項目迭代的情況整理和編寫技術(shù)資料，用于實驗裝置的量產(chǎn)，并投入日常教學(xué)，更深入地挖掘項目研究的價值。在科普創(chuàng)作活動中，引導(dǎo)學(xué)生將實驗教學(xué)向社會生產(chǎn)生活延伸，充分運用實驗方法和原理，結(jié)合實驗教學(xué)主題，創(chuàng)作小品、小說、劇本、模型、視頻等科普作品，開展科普教育實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.3" 四個成果輸出路徑

3.3.1" 學(xué)術(shù)論文發(fā)表

結(jié)合前期研究過程，總結(jié)研究經(jīng)驗，討論和深化實驗研究成果，提煉研究的思路方法和技術(shù)路線，形成研究論文并發(fā)表，分享交流研究成果。

3.3.2" 學(xué)術(shù)經(jīng)驗交流

開展學(xué)術(shù)講座、示范課、研討會活動，分享研究成果。借助項目實施學(xué)校教育人才組團式幫扶的契機，開展跨區(qū)域?qū)W習(xí)交流活動，為教師提供拓寬視野、獲取新知識和技能的機會。通過學(xué)術(shù)交流活動提高教師的教學(xué)和研究能力，同時激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣和創(chuàng)新意識，為構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系提供學(xué)術(shù)基礎(chǔ)和實踐支持。

3.3.3" 媒體宣傳報道

為了進一步拓展研究成果，借助媒體報道提升科研成果的社會影響力。建設(shè)學(xué)科融合實驗自媒體平臺，定期發(fā)布相關(guān)研究成果，收集網(wǎng)絡(luò)評價信息，為優(yōu)化研究成果提供參考，為其他學(xué)段和地區(qū)的科學(xué)教育和實驗教學(xué)研究提供借鑒。

3.3.4" 輸出科普、科創(chuàng)作品

結(jié)合每年開展的青少年科技創(chuàng)新、實驗技能、科普創(chuàng)作、科普實驗等競賽活動，將實驗研究成果轉(zhuǎn)化為小品、小說、劇本、模型、視頻等形式多樣的科普作品，將復(fù)雜的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為公眾易于理解的形式，展示師生的創(chuàng)造力，增強公眾對科學(xué)的興趣。

4" 結(jié)束語

4.1" 研究總結(jié)

實驗教學(xué)作為學(xué)科融合的重要載體，能夠有效促進不同學(xué)科知識和技能的整合。學(xué)科融合理念下的實驗教學(xué)不再局限于單一學(xué)科，而成為跨學(xué)科知識交流與碰撞的平臺。研究以新的視角、思路方法、理論模型和實踐案例，在數(shù)字技術(shù)支持下構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系，為教師提供學(xué)習(xí)資源和實踐案例，提升教師的教學(xué)水平和專業(yè)素養(yǎng)；提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和問題解決能力，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)；為學(xué)校和教育部門提供參考，促進實驗教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，推動實驗教學(xué)、科技創(chuàng)新、科普教育的研究與發(fā)展，為其他學(xué)段和地區(qū)的學(xué)科融合實驗教學(xué)提供參考和借鑒。

4.2" 研究創(chuàng)新之處

1）倡導(dǎo)將不同學(xué)科的知識和技能結(jié)合起來，培養(yǎng)師生跨學(xué)科的思維方式和創(chuàng)新能力。通過案例實踐、分析診斷和迭代優(yōu)化，提高師生的實驗操作技能、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，探索有效的實驗教學(xué)活動環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑，構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系，驗證研究的可行性和價值性。

2）引入學(xué)科融合理念，在數(shù)字技術(shù)支持下構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”實驗教學(xué)體系，與科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動有機結(jié)合，將迭代思想和成果推廣融入整個研究過程。提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，鼓勵他們參與實踐創(chuàng)新，培養(yǎng)提出問題、分析問題和解決問題的能力；提高教師的實驗教學(xué)能力，促進實驗教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。

3）著眼于解決單一學(xué)科實驗教學(xué)的不足。在研究活動中對實驗教學(xué)的效果進行評估和反饋；構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系，提煉實驗研究的思路方法和技術(shù)路線，豐富實驗教學(xué)理論，為跨學(xué)科融合實驗教學(xué)提供參考和借鑒。

4.3" 研究展望

構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實驗教學(xué)體系能夠提高實驗教學(xué)質(zhì)量，促進區(qū)域內(nèi)科技創(chuàng)新、科普教育的普及，培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。期待研究能夠拋磚引玉，為其他學(xué)段和地區(qū)的學(xué)科融合實驗教學(xué)提供借鑒和參考，推動實驗教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。

5" 參考文獻

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*項目來源：2021年畢節(jié)市教育科學(xué)規(guī)劃一般課題“基于STEAM教育理念的初中物理實驗趣味化設(shè)計與實踐研究”（項目編號：2021122）；2023年黔南州“揭榜掛帥”教科研項目“人工智能技術(shù)融入綜合實踐活動的設(shè)計研究”（項目編號：2023B253）；2024年畢節(jié)市教育科學(xué)規(guī)劃一般課題“學(xué)科融合背景下的實驗教學(xué)‘成果化’實踐研究”（項目編號：2024B057）；2024年黔南州“揭榜掛帥”教科研項目“人工智能技術(shù)融入高中生物實驗的案例開發(fā)與教學(xué)實踐研究”（項目編號：2024A104）；2024年貴州省教育數(shù)字化專項課題“數(shù)字技術(shù)支持下的‘六環(huán)五策四路徑’學(xué)科融合實驗教學(xué)體系構(gòu)建研究”（項目編號：B00025）。

作者簡介：張習(xí)祥、劉斌、張守秋、汪信，高級教師。