彭葆蓓

有人說，教育應(yīng)該是思想的拓展、同理心的深化、視野的開闊。如果將火熱的“元宇宙”概念引入教育領(lǐng)域，相信會為教育帶來別具一格的新視界。被譽為“全國城市課改的旗幟”的武漢市二橋中學(xué)，一直在攀越一座又一座“因時而動，順時而行”的大山。本文將從“技術(shù)+環(huán)境”“平臺+資源”“機制+數(shù)據(jù)”“文化+創(chuàng)新”四個角度闡述二橋中學(xué)在推動實驗教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)高質(zhì)量智慧教育方面的探索與經(jīng)驗。

“技術(shù)+環(huán)境”開啟育人新理念

眾所周知，傳統(tǒng)的初中實驗教學(xué)受空間、時間、資源、安全等方面的限制，往往以知識傳授為主。日益發(fā)展的新興技術(shù)為實驗教學(xué)帶來新的變革可能，利用增強現(xiàn)實技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等技術(shù)手段，促進傳統(tǒng)實驗教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)有機融合成為學(xué)校開展實驗教學(xué)的利器。

學(xué)校直面實驗教學(xué)的困境，主動轉(zhuǎn)變育人理念，推進教學(xué)過程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以專家引領(lǐng)為核心固本強基，以大數(shù)據(jù)為主要驅(qū)動力提質(zhì)增效，以人工智能為突破口融匯生成，在數(shù)智化視域下詮釋、延展學(xué)校陽光智慧教育的多重內(nèi)涵。

基于培養(yǎng)學(xué)生在真實情境下解決復(fù)雜問題的能力和改變傳統(tǒng)以知識傳授為中心的教學(xué)方式，學(xué)校打造全新的沉浸式、交互式的教學(xué)場景；促進教師向價值引領(lǐng)者、學(xué)習(xí)指導(dǎo)者和社會陪伴者的角色轉(zhuǎn)變；注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強調(diào)真實問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)；通過現(xiàn)代技術(shù)助力教學(xué)方式變革，促進育人方式變革，展現(xiàn)出學(xué)?，F(xiàn)代化、個性化的鮮活育人圖景。

“平臺+資源”開啟教學(xué)新模式

根據(jù)“相互補充、虛實結(jié)合、能實不虛、用出價值”的虛擬實驗教學(xué)應(yīng)用原則，結(jié)合虛擬實驗必要性、知識性、仿真性和啟發(fā)性的特點，基于翻轉(zhuǎn)課堂、探究式、游戲式、仿真式等教學(xué)理念，學(xué)校將中央電化教育館虛擬實驗（以下簡稱“央館虛擬實驗”）教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)資源與市區(qū)校一體化平臺相結(jié)合，積極探索虛擬實驗教學(xué)，選擇符合實際教學(xué)需求的虛擬實驗資源，組成校本資源庫，開展實驗課堂教學(xué)實踐，組織教學(xué)有效性評價。通過兩年多的實踐與探索，學(xué)校基本構(gòu)建起了完整的“沉浸式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。

在課前自主學(xué)習(xí)中，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動，實現(xiàn)精準(zhǔn)化課前預(yù)習(xí)。課前，教師推送任務(wù)清單給學(xué)生，精準(zhǔn)把控學(xué)情，及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計。

在課堂實施中，注重情境創(chuàng)設(shè)，開展沉浸式課堂教學(xué)。課中，教師利用3D和VR實驗資源創(chuàng)設(shè)沉浸式教學(xué)情境，推動學(xué)生開展基于體驗的深度學(xué)習(xí)。

在課后拓展中，開展學(xué)情追蹤，助力學(xué)生課后提升。課后，教師根據(jù)學(xué)情數(shù)據(jù)分層設(shè)計并發(fā)布課后作業(yè)，精準(zhǔn)掌握學(xué)生實驗學(xué)習(xí)情況。

在高校、教科研專家團隊的協(xié)助下，學(xué)校一批優(yōu)秀的智慧教學(xué)能手先行先試，開展了“沉浸式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實證研究。

在物理課上，姚老師利用“央館虛擬實驗”平臺上的3D實驗交互課件為學(xué)生動態(tài)展示了不同樂器發(fā)聲時的波形變化，在視覺上、聽覺上都更加直觀，使振幅、頻率、音調(diào)、響度、音色等物理概念的理解變得非常容易，在教學(xué)上實現(xiàn)了技巧性突破，學(xué)生學(xué)起來既輕松又有趣。

在化學(xué)課上，閔老師通過VR設(shè)備，讓學(xué)生沉浸式體驗了碳和氧化銅反應(yīng)的全過程。上課期間，有的學(xué)生操作不當(dāng)，液體倒吸進試管、試管炸裂等現(xiàn)象時有發(fā)生。不過，這都發(fā)生在虛擬實驗中。有了更多的試錯機會，又有安全保障，學(xué)生學(xué)起來既興奮又體驗感十足。

學(xué)校從實驗知識、學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)習(xí)體驗三個維度評價分析學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，從學(xué)習(xí)滿意度、學(xué)習(xí)動機等七個維度“測量”學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，“沉浸式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生形成自己的體驗與經(jīng)驗，關(guān)注了思維發(fā)生的過程，培育了學(xué)科核心素養(yǎng)。

“機制+數(shù)據(jù)”開啟管理新方式

學(xué)校強化頂層設(shè)計，探索數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的陽光智慧教育實施新路徑。在深入分析已有條件的基礎(chǔ)上，學(xué)校圍繞“建、配、管、研、訓(xùn)、用”六個方面總體謀劃虛擬實驗教學(xué)推進工作，開啟管理新方式。

一是健全組織，建章立制。學(xué)校成立專項領(lǐng)導(dǎo)小組和研究小組，統(tǒng)籌推進工作，整合各類資源，制定試點工作專項推進方案；建立并完善各項配套管理制度，定期召開專題會議，總結(jié)階段性工作成效，協(xié)調(diào)解決難點問題，突破學(xué)科教師運用瓶頸；制定學(xué)期、月、周工作計劃，形成“學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)—學(xué)科組長—學(xué)科教師”三級工作方案，確保人人有目標(biāo)。

二是教研培訓(xùn)，深入研究。學(xué)校根據(jù)虛擬實驗教學(xué)應(yīng)用骨干教師隊伍建設(shè)要求，開展推進策略、應(yīng)用方法、平臺操作、資源應(yīng)用等各級各類教研培訓(xùn)活動，強化教師虛擬實驗教學(xué)能力。

三是數(shù)據(jù)驅(qū)動，激發(fā)內(nèi)驅(qū)力。教師根據(jù)在市區(qū)校一體化平臺上互動授課、導(dǎo)學(xué)檢測、練習(xí)批閱、教研活動、資源建設(shè)等方面的數(shù)據(jù)反饋，在“央館虛擬實驗”平臺模擬實驗測試場景，在測試系統(tǒng)中提取學(xué)生實驗數(shù)據(jù)，及時掌握學(xué)情，進而開展針對性教學(xué)，提高“教”與“學(xué)”的效率。雙平臺促進師生向內(nèi)用功、向外生長。

“文化+創(chuàng)新”開啟教育新視界

學(xué)校整合“央館虛擬實驗”、思政課程、安全教育、心理健康和學(xué)科綜合課程，讓“沉浸式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在更多學(xué)科中得以延伸，打造了VR校本課程教學(xué)平臺，構(gòu)建了新一代VR教學(xué)環(huán)境：由3個學(xué)科先行帶動多個學(xué)科行動，由5人當(dāng)“領(lǐng)頭雁”帶動50人參與，由1節(jié)課到3節(jié)課再到無數(shù)節(jié)課……情境體驗、仿真虛擬在校園隨時發(fā)生，為校園文化注入了新元素。

通過對“沉浸式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的探索與實踐，教師緊跟時代步伐，秉承“培養(yǎng)未來之人”的教育理念，從學(xué)生生活實際出發(fā)，創(chuàng)設(shè)了豐富多樣的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維、多元化學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識。

“人機協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享”的數(shù)字化時代已經(jīng)來臨，通過技術(shù)賦能促進教育理念、教育治理、教學(xué)評價、教學(xué)流程、教育手段、教育環(huán)境的優(yōu)化升級，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和合作精神的有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)臅r代新人是我們每一個教育人的使命。

責(zé)任編輯/曹小飛