摘"要：構(gòu)建選題與論證、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案、設(shè)計(jì)加工實(shí)驗(yàn)裝置、應(yīng)用于教學(xué)檢驗(yàn)、撰寫研究報(bào)告和項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)六個(gè)基本實(shí)驗(yàn)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(dòng)等五個(gè)實(shí)驗(yàn)融合策略，以學(xué)術(shù)論文發(fā)表、學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流、媒體宣傳報(bào)道、科普科創(chuàng)作品四個(gè)路徑輸出研究成果。為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的研究視角、思路方法、理論模型和實(shí)踐案例，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)；STEM教育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(jìn)課程改革，堅(jiān)持素養(yǎng)立意，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)考查，提高學(xué)生動(dòng)手操作和實(shí)驗(yàn)?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(shí)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(shì)的重要突破口[2]。《教育部2022年工作要點(diǎn)》提出實(shí)施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，教育部部長懷進(jìn)鵬提出以教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型[3]。2024年全國兩會(huì)期間，做好科學(xué)教育、立足學(xué)科整合、推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為教育工作聚焦的熱點(diǎn)[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(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)[5]，讓學(xué)生在真實(shí)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(jìn)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(qiáng)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(dòng)我國STEM教育向縱深發(fā)展，促進(jìn)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(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)，通過引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)踐活動(dòng)，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(huì)生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)和需要，導(dǎo)致一些原來密切聯(lián)系的知識(shí)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(shí)驗(yàn)探究能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)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(shì)。為了提高實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究具有重要的價(jià)值和意義。1.2"文獻(xiàn)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(gè)體創(chuàng)意開發(fā)和實(shí)踐過程的創(chuàng)客教育，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造。STEM教育和創(chuàng)客教育的共同點(diǎn)是基于跨學(xué)科知識(shí)和技能的融合培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)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(shí)踐，如利用虛擬實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供更真實(shí)、沉浸式的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，利用人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jìn)STEM教育本土化的過程中，一些學(xué)校相繼開設(shè)科技實(shí)踐課程，指導(dǎo)學(xué)生參與科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動(dòng)，培養(yǎng)實(shí)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(rèn)可，在國內(nèi)外教育研究中占據(jù)重要地位。在我國，針對(duì)STEM教育的本土化教學(xué)和實(shí)踐研究正逐漸成為教育領(lǐng)域的焦點(diǎn)，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(dòng)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，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(jì)與實(shí)踐研究。然而，指向?qū)W科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究卻很少，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向的融合創(chuàng)新、設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)驗(yàn)方面的論文也僅僅是針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)開展研究。研究團(tuán)隊(duì)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(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)趣味化設(shè)計(jì)的策略研究”“基于STEAM教育理念的初中物理實(shí)驗(yàn)趣味化設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究”“學(xué)科融合背景下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)‘成果化’實(shí)踐研究”“STEM理念下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的研究”“高中生物數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與實(shí)踐研究”“人工智能技術(shù)融入高中生物實(shí)驗(yàn)的案例開發(fā)與教學(xué)實(shí)踐研究”等多個(gè)省市級(jí)課題實(shí)驗(yàn)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(shí)踐研究，探索有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化采集、存儲(chǔ)、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(tái)等方式，提升教學(xué)質(zhì)量和效率，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新教學(xué)。學(xué)科融合是指以課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，以學(xué)科知識(shí)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(shí)進(jìn)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(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案→設(shè)計(jì)加工實(shí)驗(yàn)裝置→應(yīng)用于教學(xué)檢驗(yàn)→撰寫研究報(bào)告→項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)六個(gè)環(huán)節(jié)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究；基于跨學(xué)科視角提出融入傳感技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行趣味化和智能化設(shè)計(jì)、將編程思想融入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入人文藝術(shù)元素、用VR和AR等技術(shù)手段進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)、將實(shí)驗(yàn)研究融入科普科創(chuàng)活動(dòng)五個(gè)實(shí)驗(yàn)融合策略；最終將實(shí)驗(yàn)研究成果以學(xué)術(shù)論文發(fā)表、學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流、媒體報(bào)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(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究能力，以及如何提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作與科學(xué)實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑，為實(shí)驗(yàn)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(shí)踐驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)研究、問卷調(diào)查、訪談?dòng)懻摰确绞教骄繃鴥?nèi)外學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，進(jìn)行文獻(xiàn)梳理和理論分析，探討學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的活動(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系開展案例研究。2.3.3"分析診斷從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選題與論證、實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與裝置加工、應(yīng)用于教學(xué)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的撰寫、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)價(jià)多個(gè)環(huán)節(jié)入手，分析診斷項(xiàng)目實(shí)施的效果。2.3.4"實(shí)踐驗(yàn)證將學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑應(yīng)用于研究實(shí)踐，驗(yàn)證“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的有效性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)。提煉研究的思路方法和技術(shù)路線拓展應(yīng)用到新的項(xiàng)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(duì)研究過程中的階段性成果進(jìn)行梳理，總結(jié)研究成果和不足，提出進(jìn)一步改進(jìn)的措施，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的活動(dòng)環(huán)節(jié)、策略方法和成果輸出路徑進(jìn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)""體系3.1"六個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)環(huán)節(jié)從選題與論證→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案→設(shè)計(jì)加工實(shí)驗(yàn)裝置→應(yīng)用于教學(xué)檢驗(yàn)→撰寫研究報(bào)告→項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)六個(gè)環(huán)節(jié)開展實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)。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(gè)問題對(duì)教材相關(guān)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行分析。問題1：教材中是否有對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或教具（模型）？問題2：教材中的實(shí)驗(yàn)或?qū)?yīng)的教具（模型）是否符合本地學(xué)生實(shí)際？問題3：教材中的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是否容易成功？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯？實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否精準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)誤差是否在允許范圍內(nèi)）？若以上問題有一項(xiàng)或多項(xiàng)存在否定情況，就可以作為待研究的主題進(jìn)入項(xiàng)目論證階段。2）項(xiàng)目論證。思考如何針對(duì)教材內(nèi)容存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，主要從四個(gè)方面論證研究的適用性和價(jià)值性。①結(jié)合研究者的年齡特征和認(rèn)知水平，用什么方法或技術(shù)解決問題；②改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(duì)比原實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的安全性、環(huán)保性、趣味性要有所提升；④對(duì)比原實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要更明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果要更精準(zhǔn)。3）項(xiàng)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(tái)，開展與選題相關(guān)的文獻(xiàn)研究，查詢近年來實(shí)驗(yàn)技能、自制教具、科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作等競(jìng)賽活動(dòng)的研究動(dòng)態(tài)，了解改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目，則重復(fù)選題與論證的整個(gè)過程，另行遴選其他研究項(xiàng)目。3.1.2"設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案針對(duì)教材內(nèi)容（原實(shí)驗(yàn)）存在的不足，綜合考量四個(gè)方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案：1）選擇更適合當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容的器材，或者對(duì)現(xiàn)有器材進(jìn)行加工改造，從而提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和可靠性；2）調(diào)整和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，簡化實(shí)驗(yàn)操作流程；3）增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的安全性、環(huán)保性、創(chuàng)新性和趣味性；4）對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理預(yù)測(cè)和分析，通過改進(jìn)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精準(zhǔn)，幫助學(xué)生更好地總結(jié)和歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律，理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理。部分實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路如表１所示。3.1.3"設(shè)計(jì)加工實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)加工實(shí)驗(yàn)裝置需要經(jīng)歷功能需求分析、器材和工具選擇、繪制實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖、加工實(shí)驗(yàn)裝置、調(diào)試和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置等步驟。1）功能需求分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅治鲆獎(jiǎng)?chuàng)作的實(shí)驗(yàn)裝置需要實(shí)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(shí)驗(yàn)?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(shí)際的實(shí)驗(yàn)器材和工具，為實(shí)驗(yàn)裝置的加工和組裝作好準(zhǔn)備。3）繪制實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖。根據(jù)功能需求分析，結(jié)合使用的實(shí)驗(yàn)器材和工具，設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖。4）加工實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖，使用適合的工具進(jìn)行材料切割、打磨、連接和組裝，確保實(shí)驗(yàn)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(gè)人防護(hù)，避免出現(xiàn)安全事故。5）調(diào)試和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置加工完成后，結(jié)合功能需求分析，調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置。如果發(fā)現(xiàn)與預(yù)期功能、效果不符，對(duì)照設(shè)計(jì)依次排查加工實(shí)驗(yàn)裝置的各個(gè)環(huán)節(jié)，找出存在問題的原因，調(diào)整實(shí)驗(yàn)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(yàn)為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置的適用性和價(jià)值性，可以按照五個(gè)步驟將設(shè)計(jì)加工的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。1）教學(xué)檢驗(yàn)之前，檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否存在安全隱患，性能和功能是否符合實(shí)驗(yàn)需求。2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)需求，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等方面，編寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)手冊(cè)，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)裝置的使用。3）使用實(shí)驗(yàn)裝置之前，組織學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)手冊(cè)，進(jìn)行必要的示范操作，讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)過程中的操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)，更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)方法和步驟。實(shí)驗(yàn)過程中教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，有針對(duì)性地提供幫助和指導(dǎo)。4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理，將所學(xué)知識(shí)拓展應(yīng)用，解決實(shí)際問題。5）客觀評(píng)估實(shí)驗(yàn)裝置的適用性和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，并根據(jù)檢驗(yàn)、反饋結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行優(yōu)化，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)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(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。3.1.5"撰寫研究報(bào)告完成以上步驟后，從研究背景和目的、教材內(nèi)容分析、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)加工、教學(xué)檢驗(yàn)與應(yīng)用、研究結(jié)論與建議、參考文獻(xiàn)等方面撰寫項(xiàng)目研究報(bào)告，總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的過程和應(yīng)用于教學(xué)檢驗(yàn)的效果，反思研究的價(jià)值與不足，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究提供借鑒。研究報(bào)告的基本要素如表2所示。3.1.6"項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)1）評(píng)價(jià)方式。通過學(xué)生自評(píng)、同伴互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、報(bào)送材料參加科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作競(jìng)賽等多種評(píng)價(jià)方式，客觀評(píng)價(jià)活動(dòng)過程和創(chuàng)作的實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新性與價(jià)值性。2）評(píng)價(jià)維度。具體的項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)維度如表3所示。3）評(píng)價(jià)結(jié)果的應(yīng)用。評(píng)價(jià)結(jié)果作為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動(dòng)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(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果作為學(xué)生能力素養(yǎng)提升的衡量指標(biāo)和推薦其參加各類競(jìng)賽項(xiàng)目的重要參考，可以激勵(lì)學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新、科普創(chuàng)作活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。3.2"五個(gè)實(shí)驗(yàn)融合策略3.2.1"用傳感技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行趣味化和智能化設(shè)計(jì)利用傳感技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可處理的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的趣味化、智能化、數(shù)字化和自動(dòng)化。利用傳感器設(shè)計(jì)獨(dú)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(shí)驗(yàn)的趣味性和交互性，避免實(shí)驗(yàn)過程的單調(diào)乏味，引導(dǎo)學(xué)生深入分析實(shí)驗(yàn)過程中呈現(xiàn)的現(xiàn)象，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解[9]。3.2.2"將編程思想融入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐將編程思想融入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解，促進(jìn)他們對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握，有效培養(yǎng)計(jì)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(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)可編程性實(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本土文化的認(rèn)同感，培養(yǎng)文化自信。研究團(tuán)隊(duì)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(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)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(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)利用仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)和理解實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的設(shè)備成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。借助VR和AR等技術(shù)，學(xué)生能夠親身體驗(yàn)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(dòng)在研究前期設(shè)計(jì)了以競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究，通過教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)、修正研究的方法和思路。設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以用于日常教學(xué)實(shí)踐和應(yīng)用推廣，還可以參加科技創(chuàng)新和科普創(chuàng)作競(jìng)賽活動(dòng)，通過專業(yè)的競(jìng)賽評(píng)估研究項(xiàng)目的價(jià)值。研究中，不斷收集和分析實(shí)踐過程中獲取的反饋信息，全面評(píng)估實(shí)驗(yàn)裝置的適用性、優(yōu)點(diǎn)與不足，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，迭代研究項(xiàng)目。結(jié)合項(xiàng)目迭代的情況整理和編寫技術(shù)資料，用于實(shí)驗(yàn)裝置的量產(chǎn)，并投入日常教學(xué)，更深入地挖掘項(xiàng)目研究的價(jià)值。在科普創(chuàng)作活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)教學(xué)向社會(huì)生產(chǎn)生活延伸，充分運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法和原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。3.3"四個(gè)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(yàn)，討論和深化實(shí)驗(yàn)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(yàn)交流開展學(xué)術(shù)講座、示范課、研討會(huì)活動(dòng)，分享研究成果。借助項(xiàng)目實(shí)施學(xué)校教育人才組團(tuán)式幫扶的契機(jī)，開展跨區(qū)域?qū)W習(xí)交流活動(dòng)，為教師提供拓寬視野、獲取新知識(shí)和技能的機(jī)會(huì)。通過學(xué)術(shù)交流活動(dòng)提高教師的教學(xué)和研究能力，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，為構(gòu)建“六環(huán)五策四路徑”學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系提供學(xué)術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)踐支持。3.3.3"媒體宣傳報(bào)道為了進(jìn)一步拓展研究成果，借助媒體報(bào)道提升科研成果的社會(huì)影響力。建設(shè)學(xué)科融合實(shí)驗(yàn)自媒體平臺(tái)，定期發(fā)布相關(guān)研究成果，收集網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技能、科普創(chuàng)作、科普實(shí)驗(yàn)等競(jìng)賽活動(dòng)，將實(shí)驗(yàn)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(qiáng)公眾對(duì)科學(xué)的興趣。4"結(jié)束語4.1"研究總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)科融合的重要載體，能夠有效促進(jìn)不同學(xué)科知識(shí)和技能的整合