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魏锐:助推化学教育高质量发展,开启化学教学装备新时代

2020年1月7日 - 学科定制

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。

近年来,党中央、国务院高度重视基础教育,先后出台了一系列方针政策,着眼促进教育公平和提高教育质量。2018年9月,习近平总书记在第五次全国教育大会上发表了重要讲话,明确指出“教育要顺应新时代、新机遇、新挑战,肩负起新时代、新任务、新职责,在公平和质量两个角度平衡用力”,此前中办、国办印发《关于深化教育体制机制改革的意见》(以下简称《意见》),要求系统推进育人方式、办学模式、管理体制、保障机制改革,要着力解决义务教育城乡发展不协调问题,统一城乡学校建设标准、城乡教师编制标准、城乡义务教育学校生均公用经费基准定额,加快建立义务教育学校国家基本装备标准,推进义务教育资源配置标准化、均等化、一体化。

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。

为贯彻全国教育大会精神,落实《意见》要求,教育部及时组织开展了新时代背景下学科教学装备配置标准的制修订工作,以响应教育教学改革发展、育新人的需要,以标准助力创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展。近日,《小学数学教学装备配置标准(JY/T
0617-2019)》《初中数学教学装备配置标准(JY/T
0618-2019)》《初中物理教学装备配置标准(JY/T
0619-2019)》《初中化学教学装备配置标准(JY/T
0620-2019)》《初中生物学教学装备配置标准(JY/T
0621-2019)》《初中地理教学装备配置标准(JY/T
0622-2019)》共6项配置标准(以下简称“新《标准》”)由教育部正式发布。这些标准顺应了新时代教育面临的新挑战、新任务和新要求,充分发挥了教育装备的新功能与新价值,是体现教育现代化要求的新标准。

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。

一、顺应新时代教育面临的新挑战、新任务与新要求

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。

(一)教育面临的新挑战

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。

新萄京娱乐场手机版,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。

当前,大数据、云计算、物联网、人工智能等信息技术不断发展,数字地球、虚拟现实、生物技术、新材料技术、新能源技术等技术群广泛渗透。与此同时,我国经济社会正处在改革发展的又一关键时期——中国面向知识经济的产业升级恰逢全球新一轮产业变革,社会经济进入数字化、可视化、分散化、差异化、个性化、多元化和定制化生产的新时代;进入人工智能、智能制造、3D打印、纳米技术、基因、生物科技协同发展的人机智能时代。技术进步也正在促使全球劳动力结构发生深刻变化。在过去半个世纪中,常规性技能工作在下降,而分析性技能、人际交往技能、问题解决技能、创造力等高阶能力的需求在提升。到2030年,人工智能会替代更多常规性工作,也会创造很多新工作,但这些新职业或工作岗位需要高阶能力。自动化要求教育和技术展开赛跑。如果教育落后于技术进步,人类就不能满足工作的需求。这就促使学校教育和学习必须变革。教育变革还要走在产业变革的前面,以加强毕业生在劳动力市场的竞争力。在新时代背景下,装备标准的制定必须思考为师生提供什么样的条件,才能培养德智体美劳全面发展的创新人才,迎接新技术与新产业革命的挑战。

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。

(二)教育面临的新任务、新要求

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。

科学和技术的转型不仅对人们的生产、生活和工作方式产生重大的影响,也对学生的能力素养提出新要求。面对社会和经济转型,学生能力素养在许多国家地区中成为教育政策制定和教育变革的基础。我国提出了学生发展核心素养和学科核心素养。素养为本的教育关注在真实世界情境中应用知识的能力而不仅仅是再认和重现知识的能力。学生能够展现特定课程的知识和技能的应用(即素养)。更加强调提高学生综合运用(跨)学科思想方法、技能和结构化知识以及价值观念解决复杂的、不确定性的实际问题的能力。知识传播时代过去,时代呼唤创造力开发,启迪学生的好奇心、培育想象力、激发创造力的教育时代来临。为此,标准的制修订必须响应教育的新任务,呼应当前素养导向教育教学改革对教学装备的新要求,助推教育创新发展。

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。

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。

(三)新时代教育主要矛盾的转化

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。

新时代教育的主要矛盾发生转化,广大人民群众对于教育的需求从“有学上”转向“上好学”。我国基础教育整体大踏步前进,但局部差距依然存在;人民群众总体受教育的机会大幅度提升,但个性化、多样化需求仍未能有效满足;人民群众渴望接受优质教育,但应试教育的倾向仍然比较严重。在教育改革发展新的历史阶段,统一城乡学校建设标准,实现办人民满意教育的核心要义是聚焦优质公平,全面提升人才培养质量,应对主要矛盾转化、满足新时代对人才培养的新要求。

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。

二、新时代教育装备的新功能、新价值

1.落实新《标准》,提升物理实验教学和学科教学装备的育人功能

在《标准》中引入化学学科核心素养,旨在引导教师探索新型学习环境下“教”与“学”的方式,注重从传授式教学向探究性学习、实践性学习、项目式学习转变。新标准唤醒了教学仪器设备的生命力,促进教学装备成为教师深化“课堂革命”的有力助手。随着初中课程标准的修订和相关研究的深入,关于初中化学学科核心素养的认识、凝练与表述也会不断变化,但对于化学课程应“建立与核心素养培养目标的紧密联系”“外显化学学科独特的育人价值”的追求不会改变。

教育装备是指综合运用相关理论和科技手段,为学校有效实施教育教学活动而配置的由设备、设施、仪器、工具、材料、装置和配套课程、资源有机组成的育人系统及其规划建设、研究、开发、配备、管理、使用和评价的理论与实践。

实验教学过程是学生探索求知、体验创新的过程,是培养认知能力、合作能力、创新能力、职业能力、动手实践能力和解决问题的能力的过程,对提高和开发学生的创新潜质具有重要意义,也是培养创新型人才的重要途径。物理教师应以本次义务教育物理教学装备配置标准的颁布为契机,加强物理教育教学研究,充分利用好各类教学装备,转变教学方式,开发丰富多样的实验与实践活动,不断提升物理实验教学质量,实现育人功能。

四、成为深化化学教学装备改革的新起点,开启化学教学装备新时代。

孔子曰“工欲善其事,必先利其器”。在文字产生以前,教育主要采用口耳相传之术来进行教育活动,教育装备发挥的作用比较小。随着班级授课制的出现,作为学校教育的重要发明,规定的时间、空间(教室)、规则的座次、课桌椅、黑板、粉笔和直观教具成为班级的标配。早期的直观教具主要采用图片、实物、模型、实验器材等。今天置身于网络时空,借助新思维、新技术、新工具,一个智能认知的时代正迎面袭来。人们发明技术装备来拓展知识信息的获取、传播与创造,使之超越耳闻目睹的生物极限,延伸人类感官、肢体、思想活动。增强人类认识、解释、改造世界的心智与技能,成为新时代教育装备新的逻辑起点。

2.利用新《标准》,突破物理实验教学的瓶颈问题

作为2006年以来教学装备标准研制的一个重要里程碑,《标准》发布的价值不仅仅在于其本身引入的新理念、新内容,更为重要的是它释放了持续深化教学装备研究、持续修订教学装备标准、不断推进教学装备改革的信号。《标准》的发布将成为我国深化中学化学教学装备改革的新起点,开启化学教学装备的新时代。迈入新时代,呼唤我国教学装备研究与实践领域以《标准》的发布为契机,系统规划、深化改革,破解制约化学实验教学的关键难题,助力化学课程与教学发展。

新时代教育装备的新功能与新价值:一是通过使用装备的“善假于物”,激发学生的认知欲望、降低学生的认知负荷、产生认知留存,让师生将更多的心智资源(如注意力、想象力、创造力等)投入到更为复杂的、更有价值的、创造性的教与学的任务中,从事高水平的学术学习和真实世界问题解决,从而获得更加高效、高质量的教学效果;二是把装备作为一种教与学的场景、场所、场馆来看待,为师生提供真实的学习场景、直观的教学和动手实践的机会,支持分布式认知、情境感知、自由探究、知识建构、交流协作的无缝学习环境和泛在化学习,支持促进学习者的个性化、选择性和适应性学习;三是装备丰富了以教材为代表的课程资源,提供相对于课堂更广泛、更多变的显性和隐性学习资源;四是通过教育装备,课程与教学从平面走向立体的过程体验,从书本向录像、从文本向视窗、从接受向探究、参与、观察、体验、实验、猜测、推理、验证、应用创新的文化转移,带动着想象和认识活动的转移,支持学生主动建构知识,发挥其潜力与特质,促进其思维发展,发展其应对复杂的、非常规性挑战的批判性思维、问题解决、创造性等职业胜任力方面,适应不断变化的环境所需要的好奇心、主动性、意志、耐力、适应力等性格品质方面,进而促进其综合素养和能力发展;五是通过教育装备,帮助培植和维护一种新型的学习生态圈或学习者文化,人类与技术的相融互构厚植教育中“技术增能”,教育装备成为推动教育创新发展现实、潜在的和先进的教育生产力;六是教育装备作为基本的办学条件,成为促进教育公平、提高教育质量的关键手段和重要内容;七是作为育人的核心要素,成为培养创新人才的重要环境、条件保障和关键支撑。最大限度地支持学生的自主发展、合作参与和创新实践,充分发挥学生的积极性、主动性和创造力,真正实现学生知识、技能、智力、情感、态度、价值观的全面发展,落实立德树人的根本任务。

目前义务教育物理实验教学存在的问题主要集中在以下几方面:对物理实验教学的重要性认识不足,特别是对自主和探究性实验重视不够;实验器材在质量、数量以及功能等方面不能满足物理实验教学及探究活动的要求;个别学校不开或少开实验课,存在开不足、开不齐、开不好等问题;实验教学方式不合理,存在教师黑板上讲实验、多媒体看实验、菜单式做实验等问题,由此导致学生实践能力、创新能力严重不足,解决实际问题能力薄弱,缺乏批判性思维等问题。这与国家发展对创新人才的需求不相适应。新《标准》发布后,各地要立足于一线教学使用,激励初中物理教师利用好新《标准》,坚持问题导向,加强和改进实验教学,充分发挥教学装备的作用,不断提升实验教学效益和质量,推动物理实验教学更上一层新台阶。

第一,围绕《标准》开展系列研究和实践探索,建立支撑教育教学的“标准群”。一方面,需要进一步研制《标准》具体执行的操作性方案,开展宣贯培训,编制实验教学指南等支撑性资源,积极开展《标准》的试验、凝炼优秀应用经验,以期更好地促进《标准》落地。另一方面,不断优化教学装备的配备模式和组织管理机制,不断健全教学装备的质量监控体系,不断创新教学装备支持教学、高效应用的运行模式,不断探索提升装备管理者、使用者专业能力的途径与策略,以期更好地实现《标准》的功能价值。上述研究与实践探索是一个系统工程,需要通过系统规划、深入研究和反复试验建立以《标准》为中心的“标准群”,通过教学装备的标准化建设推动教育的高质量发展。

三、新时代新标准

3.补齐短板,推动城乡义务教育均衡发展

第二,破解制约化学实验教学的瓶颈,真正实现化学实验/实践活动的素养培养功能。一方面,我国中学化学教学仍然普遍存在不重视实验教学、实验开设率低、实验室和仪器设备闲置等问题,围绕《标准》的发布积极探索能够有效促进学生实验“做起来”的有效措施,是提升我国中学化学实验教学的突破口。另一方面,我国教育装备体制仍然存在“重器材配备、轻耗材配置”的问题,一些学校缺少专项的耗材购置经费,审批手续比较复杂,致使“耗材配不上、用完不好补”的现象比较普遍;对于化学教学装备而言,由于缺少符合中学化学教学特点和需求的化学危险品的审批、购买、管理和使用的相关标准与规范,导致许多学校“因为申购程序繁琐不愿买”“因为没有相关资质无法买、不能保存”“因为管理复杂不愿用”化学试剂,索性直接放弃化学实验,对中学化学实验教学的开展造成不小的冲击。只有打通实现教学装备“用起来”最后一公里所面临的这些问题,化学实验/实践活动的素养培养功能才能实现,才算是《标准》的真正落地。

新《标准》认真贯彻了习近平新时代中国特色社会主义思想和全国教育大会新要求,深刻理解和把握了立德树人根本任务,不仅充分吸纳了近十几年来我国学科教学装备配置改革与发展的优秀成果,同时也关注了国际科学教育改革的新理念和发展趋势,始终坚持装备标准引领加快教育现代化的目标追求,始终坚持装备标准为素养导向教育教学改革服务的价值导向,始终坚持装备安全环保好用的质量要求,做到了上接战略、下接地气,为加快提升基础教育质量、加快推进实现教育现代化奠定了坚实基础。主要有以下几个特点:

科学、规范的装备标准是落实物理课程标准、支撑物理教学改革和师生安全教学的基本保障,是中小学校建设、配置、督导、评估的重要参考。新《标准》的实施将为农村地区、贫困地区以及薄弱学校的发展提供进一步的保障,改善因缺少器材影响实验教学的情况,促进义务教育城乡一体化发展,为2020年全面建成小康社会奠定基础。

第三,加强对化学教育及实验教学发展的前瞻性研究,加强装备对教学发展的引领作用。在通常的观念中,教学装备的定位往往是扮演配合、服务、支持和促进教学发展的角色,但新时代的化学教育发展在要求教学装备提供保障和服务的同时,也呼唤教学装备在引领教学发展方面发挥独特且越来越重要的作用。面对现代科技发展日新月异,化学教学的主题和内容也在不断更新变化,如何将化学及其交叉学科的前沿发展引入中学化学教学,如何进一步在中学化学教学中强化化学在解决资源、能源、环境、健康等可持续发展问题中所做出的贡献,这些新兴主题、话题的课程开发与教学实施,迫切需要探索适合中学教学需要的新装备、新器材,是中学教学引入这些教学内容的有效保障,特别需要“装备先行”,借助装备来激起教学实践探索的火花与热情。此外,按照教育部的统一部署,“实验操作”将纳入学业水平考试,这无疑是实验教学的助推器;不过,当前普遍开展的实验考试更多侧重在实验操作技能考察上,如何让实验考试更好地地体现实验对于科学猜想、假设检验、推理论证的功能与价值,有效测评学生的综合实验能力和科学探究能力,同样需要通过教学装备提供创造性解决问题的思路。由此,通过实验装备的创新引导教学内容、教学方式、评价方式的更新与变革大有可为。

(一) 突出了服务教育教学改革与发展的理念

4.提升管理质量,为物理实验教学保驾护航

第四,动员社会各界力量参与教学装备工作,建立教学装备创新发展的新生态。在教育内,应不断激发化学教育工作者进行实验装备研究与创新的热情,基于化学教育发展的方向引导实验装备创新的方向,规避在教学功能弱的教学内容主题上做重复性、低水平的实验改进,倡导在教学核心内容、新增重点内容上做深度的实验研究,引导与孵化能够引领教学发展的前瞻性实验装备创新,重点扶持教学功能强、复制推广价值大但经济效益弱的教学装备;建立教学装备创新成果遴选、孵化、应用、推广机制,建立教学装备创新成果试验区、试验校,促进优秀教学装备成果的不断涌现,激发教学装备创新发展的活力。在教育外,动员社会各界力量协同参与发展教学装备,建立投资界、高科技企业、教育界协同创新的教学装备创新发展新生态,尤其是加强引进科技发展的前沿成果,重视科技未来发展的挑战与需求,增强中学课程内容和教学装备的时代性,研发联系学生生活实际、体现学科交叉融合特征的科学实践活动和教学装备软硬件产品,促进学生在“真情境”中探究“真科技”。

新《标准》改变了现行《初中理科教学仪器配备标准(JY/T0386-2006)》罗列仪器设备目录清单的组织形式,纵向栏目按照学科教学装备功能分为“实验室基础器材”和“主题学习器材”两大类,以实验器材的功用和课程标准规定的、符合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、以“学”为中心、基于学生发展需要结构化配置学科教学装备,方便管理者、学校和教师根据课标内容、创新教学方式和培养学生创新思维能力与核心素养的需要选择、使用、管理学科教学装备。

各级教育装备管理部门要以新《标准》为依据,严格把好教学装备的质量关,为学校提供安全、可靠、环保的实验教学环境;建立科学、合理的实验室及实验器材的使用、管理制度,以配促用、以管促用,不断提升实验教学装备的使用效益,不断激发物理教师进行实验装备研究与实验创新的热情,倡导深度的实验研究与创新,引导前瞻性实验装备创新的推广,建立实验教学装备创新成果遴选、孵化、应用、推广机制。发挥社会各界力量参与实验教学装备工作的作用,建立物理实验教学装备创新发展的新生态,建立厂家、高科技企业、教育界协同创新的教学装备机制,注重将科技发展的新成果引进教学,体现教学装备的时代性。

随着我国基础教育课程改革的不断深化、快速发展,从育人目标、课程内容到教学方法和评价方式都在发生显著的变化,必然要求教学装备快速发展以与课程改革的步调相适应,甚至是在某些方面引领课程改革的方向。据悉,《标准》将改变以往以十年为周期的修订节奏,拟通过持续研究开展持续修订,这大大有利于加快我国教学装备的现代化进程,为整体提升基础教育水平提供有力保障,让化学教学装备标准建设成为化学教育高质量发展的助推器。(北京师范大学化学学院副教授、中国化学会化学教育委员会秘书长
魏锐)

(二)较好满足了新时代学科教育教学的实际需要

此外,还应及时组织编写配套的实验教学指南,加强新《标准》宣传与培训,确保政策宣传到位、使用到位。新《标准》不仅引入了新理念、新内容、新成果,更主要的是释放了持续深化教学装备研究、持续修订教学装备标准、不断推进教学装备改革的信号。新《标准》的发布将成为我国深化初中物理教学装备改革的新起点,开启物理教学装备的新时代。各级教育装备管理部门要以此为契机,系统规划、深化改革,提升管理质量,为物理实验教学保驾护航。(北京师范大学物理系博士生导师、教授
李春密,北京教育科学研究院基础教育教学研究中心书记兼副主任
李子恒,北京教育科学研究院物理室主任 秦晓文)

一是增强了前瞻性和均衡性。新《标准》着力解决“配什么”“怎么配”问题,立足教育现代化基本要求,认真借鉴国际发达国家经验,广泛采用新技术、新工艺、新材质器材,既注重了现有仪器设备的有效配置,又充分考虑了以数字化、信息化、智能化为代表的现代装备的发展,重视未来科技发展的挑战与需求,增强了教学装备的前瞻性。“基本”和“选配”并存,使《标准》既能满足课程标准的基本要求,又提供了一定的选择性和适度的开放性,以满足不同地区、不同学校、不同教材、不同教学方式的个性化需求。同时考虑城乡均衡发展实际,从国家层面对农村及边远地区学校予以保障。

二是提升了适用性和安全性。新《标准》着力解决了目前学科教学装备“不好用”“不能用”问题,对配置装备的质量要求、教学要求以及安全、卫生、环保的把控标准进行了全面梳理和提升。全面细化、优化了配置装备的技术指标参数和教学性能要求,为教育行政部门、教育装备部门配置器材以及学校检查和验收教学装备提供了明确的、可操作的依据,为教育装备生产企业提出了质量要求,从而强化了学科教学装备的质量控制。确保教师使用更加方便、更加安全、更有效率,实验效果与测量精度更好更高;同时充分考虑学生学习经验的适切性、方法的适切性等,更大程度地避免给学生造成危害;对环境少污染,引导企业提供、学校自备可以加工的实验材料、组合工具。

三是突显了装备配置的育人功能性。新《标准》不仅装备“物”,而且用思想、方法、活动设计装备“人”。新《标准》不仅关注装备自身“实体”的升级,而且关注使用装备的知识、经验、方法、模式和教学活动设计。强化应用指导,新增“实践活动建议”,融合教育教学改革新理念,将装备配置与课程、教材、教学活动进行融合设计,强调了运用学科教学装备开展实验等实践性教学活动对学科核心素养培育目标,着力解决“不会用”“用不好”问题。这是新《标准》的一个重要特色,也是一次积极的探索与尝试,突显装备配置的育人功能,引导、促进“教”与“学”的方式变革。

(三)基本实现了装备配置的四个有利转变

一是从传统实验仪器配置向多元装备配置转变。新《标准》删除了与课标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,删除了危险性和危害性大的试剂,删除了已不适应信息技术发展的视听设备及被多媒体教学资源取代的教学资源;增加了具有现代科技含量的数字化、信息化、集成化、微型化等多元化教育装备,包括有利于教师有效教学和学生有效学习的信息载体、信息采集加工处理数字化实验仪器、模拟学习情境的虚拟现实和全息交互学习系统等。同时将消耗性材料和自备、自制器材写进新《标准》。

二是从传统课堂教学向现代课堂教学转变。新《标准》关注使用装备的知识、经验、方法、模式和教学活动策划,引导教师探索新型学习环境下的“教与学”模式,注重从传授式、讲授式教学向实践性学习、情景化学习、课程综合化学习转变。新《标准》唤醒了教学仪器设备的生命力,标准化的教学装备将成为教师深化“课堂革命”的有力助手。

三是从单一设备配备标准向综合性标准转变。新《标准》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,又强调了教学装备认证、检测等管理要求;既包含了装备的技术指标参数规定,又包含实验等实践教学的应用标准。可以说是一部包含教育装备配置要求、价值要求、管理要求、技术要求和应用要求的综合性标准。

四是从产品为中心向用户为中心转变。新《标准》跳出过去简单以市场主流产品为学校装备物品、以有关企业标准为标准的条条框框限制,坚持以适应教师教育教学和学生自主探究学习为最根本需求,同时兼顾地区和学校差异性,集中细化技术指标参数,提升教学装备的品质和质量要求,更好地契合了用户体验和学校实际。推动扭转学校用户适应市场的不利地位,引导企业按照标准要求进行生产。

四、贯彻落实新《标准》,开启教学装备新征程

新《标准》总结并借鉴了国内国际学科教学装备配置的优秀成果,构建了具有中国特色的学科教学装备体系,对推动义务教育学科教学改革与实践具有重要理论意义和实践价值。其价值不仅仅在于本身引入的新理念、新思路、新方法、新内容,更重要的是它释放了持续深化学科教学装备研究、设计、开发、配备、管理、使用和评价的理论与实践,不断推进学科教育教学改革,落实立德树人根本任务的信号。

下一步,还应加强新《标准》宣传贯彻培训,确保宣传到位、贯彻到位、使用到位、管理到位;指导地方研究制订符合实际、科学可行的推进方案,有计划、有步骤地组织区域和中小学积极开展试点、试验和示范,凝炼优秀应用经验,以期更好地促进新《标准》落地。各地可以新《标准》为依据,严格把好教学装备的质量关,为学校提供安全、可靠、环保、实用、好用的实验教学环境;不断优化教学装备的配备模式和组织管理机制,健全教学装备的质量保障体系;不断创新教学装备支持教学、高效应用的运行模式,探索提升装备管理者、使用者专业能力的途径与策略,以期更好地实现新《标准》的教育教学功能价值。

新《标准》的发布可有效解决不重视实验教学、实验开出率低、实验室和仪器设备闲置等问题。教育装备战线应加强对科学类教育及实验教学发展的前瞻性研究,加强装备对实践性教学发展的引领作用;积极探索能够有效促进学校开齐、开足、开好实验课程的有效措施,吸引更多学生更加主动地学习,进行科学探究、科学发现、科技基础创新、技术发明;鼓励跨学科学习,培养学生运用不同领域的知识解决问题的能力;实现与新一轮科技革命相匹配的我国基础教育转型发展,从而培养未来更具有竞争力的学生,为迎接未来挑战做好准备,适应建设创新型国家、建设教育强国和人力资源强国的需要。

新《标准》的发布将成为我国深化学科教学装备改革的新起点,开启学科教学装备配置的新征程。呼唤我国学科教学装备配置的理论与实践领域以此为契机,系统规划、深化改革,破解制约培养学生动手实践能力、创新能力的核心难题,助力学科课程与教学改革。(教育部教育装备研究与发展中心主任
曹志祥,教育部教育装备研究与发展中心中小学理科教育装备处处长、研究员
刘强)

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