2025年1月18日上午,由上海市中小学数字化实验系统研发中心举办的“2025上海中学物理数字化实验研讨会”在风华初级中学西校召开。
中国教育学会/上海教育学会徐淀芳副会长、复旦大学蒋最敏教授、上海交通大学高景教授、上海市中小学数字化实验系统研发中心冯容士主任、复旦大学附属中学王铁桦副校长、上海市教师教育学院(上海市教委教研室)物理教研员汤清修老师和李希凡老师、徐汇区教育学院桑嫣副院长、黄浦区理科学会严明理事长、虹口区教育学院物理教研员贾慧青老师、上海市三女中於丰老师、川沙中学张艳老师等物理教学名宿,上海中学物理教材组主编和分册主编等出席了本次研讨会。研讨会由上海市中小学数字化实验系统研发中心副主任李鼎博士主持。
研讨会伊始,85岁高龄的研发中心冯容士主任精神矍铄、妙语连珠,手持中国人民银行新发行的100元航天纪念币图案给大家拜早年。他说:新春将至,国家新发行的纪念币充满了科技内涵,昭示着国家对于科学教育的高度重视。此时此刻,我们召开上海中学物理数字化实验研讨会,就是要集思广益,想方设法让实验教学——科学教育的核心环节的教学质量再提升一个档次。DIS数字化实验是上海教育的骄傲,早在十几年前就两获国家级教学成果一等奖,衍生成果四获世界教具联合会创新大奖。在举国科教的新时代,我们应该努力将DIS用足、用好!
研发中心副主任李鼎博士做了《2025 DIS研发成果》主题汇报。报告系统阐释了研发中心“以科学指导研究、以教学引领研发”的基本工作理念,介绍了多年以来研发中心基于信息论、教育心理学、行为科学,结合中学物理课程标准和教材的要求,围绕实验教学和数字化实验本质特征和关键属性所开展的一系列基础研究的过程,并指出:从根本上来说,数字化实验DIS就是借助信息技术手段对实验现象进行了增强现实(AR)改造后的真实实验,是传统实验教学与时俱进、时空重构的产物,不仅是中学物理教学,而且是包括小学科学和中学理化生地各个科学教育学科中不可替代、不可或缺的教育内容和教学方式。数字化实验DIS的当下任务,应当是紧密围绕增强现实技术的多元化应用和人工智能(AI)的引入,构造更加富有参与感的探究环境,拓展更新、更广的探究氛围,全面提升探究质量,促进学生更加积极主动地去动手、动脑,验证和探究他们在课上、课外所获得的科学知识和科学猜想,同时辅之以科学精神和逻辑思维教育。
在演示环节,李鼎博士首先介绍了研发中心基于“复现历史上的科学发现、开展科学史教育”的要求开发的“赫兹实验器”、“法拉第发电机”等实验教学装置,接下来展示了研发中心以光学技术路径为基础开发的DIS纹影实验器和DIS光弹性材料实验组件,令与会专家顿有耳目一新之感。随后,又重点展示了借助新型显示方式和AI手段对已有DIS实验改造后所形成的“强增强现实”DIS新品:平抛运动、单摆振动、AI方块电路、智能光具座、机械能守恒、机械臂、智能力盘等实验器,让与会专家深切感受到了DIS与时俱进的革新给实验教学带来的显著提升。
李鼎博士汇报完毕,与会专家相继发言。
中国教育学会/上海市教育学会徐淀芳副会长
经过多年的努力,DIS研发中心针对数字化实验在教学方面和认知促进方面的功能研究和认识已经比较充分,DIS面向学生实验探究的作用也已经得到了较好的发挥。鉴于当下学生学习状态,是否能够思考开发DIS实验教学在促进学生社会性(如认识自我、认识他人、认识团队等方面)发展方面的功能?如果能够有所突破,将成为实验教学为整体教育教学事业的一大贡献。
复旦大学蒋最敏教授
今天的实验印象是很深刻的,让学生对物理概念的理解是非常好的。下一步一定要抓住以下几点去引领DIS系统的发展:第一是要帮助和加深学生对物理概念知识内容的理解;第二是要促进学生物理思维能力的提升,要让实验更多地与假设、推理和逻辑思维相结合;第三,要借助数字化手段,让学生多动手。目前实验教学中动手能力的训练很不够,希望DIS的应用能够帮助教师解决这个问题。
上海市教师教育学院(上海市教育委员会教学研究室)汤清修老师
DIS一直是跟我们上海的物理教学发展紧密联系在一起的,因此也是上海二期课改的重要成果之一,最后获得了上海市特等奖,全国一等奖。而这之后,DIS与上海物理教学的深度融合并没有停止,一直在不断的发展。今天看到的汇报说明,研发中心最近又在数字化和硬件的匹配上面又做很多的新的研发,取得了很多新的成果。但是,面对广大教师对DIS数字化实验的高期待,我觉得接下来研发中心还是要继续努力,以不断涌现的新产品刺激、保持和提升一线教师对实验教学的热忱。
上海市徐汇区教育学院桑嫣副院长(高中物理教研员)
DIS研发中心跟我们徐汇区的关系是特别密切的。徐汇区的DIS应用,已经从物理学科扩展到小学科学,未来我们还有初中科学以及其他学科,都会是DIS的应用天地。受限于目前的教育形势,我们发现实验进课堂很难,但DIS在一定程度上帮我们改变了这种状况。我这两年一直在思考我们的双新课程实施问题,我希望实验不仅要体现科学思维,更要促进学生思维水平的提升。期待研发中心跟我们一起把DIS进一步打造成一种教学方法——除了让学生获得实验结果,更要让老师认识到他们已经拥有了可靠的实验手段,从而可以让实验更多、更好地融入课堂教学。
黄浦区理科学会严明理事长
研发中心带动了上海实验教学的数字化转型,美国在2000年的时候提出要做数字地球,中国最近五年计划要做数字中国,上海要做数字化城市的示范,我们各行各业都在做数字化转型,但相比之下,我们实验教学的数字化转型开始得早,取得的成绩也格外显著。我们教育的数字化转型任重而道远。DIS为我们展示了实验的进步,我们需要加强DIS实验在思维方面、能力方面的培养价值。
虹口区教育学院贾慧青老师
DIS实验在教学中真正起到了很大的作用,我们老师是特别喜欢的。比如“浮力与哪些因素有关”的一个学生实验。有的学生说可能与排开液体的重力,也有的说可能与液体种类有关。学生提出的猜想不一样,要在一节课上解决那么多的问题,不用DIS实验是完全做不到的。在没有DIS实验的时候我只能把学生的想法规定到一条途径上,有了DIS实验我们就很好的解决了这个问题。看到DIS二力平衡,经过这么多年,虽然不是每个学校都有,但是我们老师用的非常多,特别是开课的时候,老师们已经很熟悉了。比如说九年级的电路。电流表、电压表是不是需要用传感器?我觉得是非常必要。同时,我们需要从教育教学的层面去思考实验到底要达到什么目的,从而为DIS数字化实验提供更多的发展动力。
上海交通大学高景教授
刚才看了介绍,我发现有一句话说得很好,要把物理实验的时空重构。研发中心在这个方面已经做了很多工作,我认为其中有些实验的效果非常好。当然发展的空间依然很大,还应该进一步做下去,让这些仪器在实验教学中发挥更大的作用。刚才蒋老师提的:要促进学生对物理现象的深入思考,这一点很重要。以光弹性实验为例,我们现在教学里面不可能讲那么深,但DIS的这一应用可以提高学生的兴趣,促进学生的自主思考和自主学习。再比如干涉衍射实验,除了双缝,应该至少还给学生看3缝、4缝的衍射,因为多缝的衍射除了有主基带,还有次基带,这是可以做出来的,但是对缝的要求比较高。我觉得经过23年的扎实工作,DIS现在的基础已经打得非常好,关键是怎么考虑设备要和教学能够更紧密地结合。希望老师们更多地用,这是今后的一个方向。
复旦大学附属中学王铁桦副校长
我们DIS转眼已经发展了23年,我觉得我们应该也进入到一个转战的、升级的关键时刻了。所以我下面我想说几个点:一个就是DIS,它这个名字确立的时候,那是第一代,所以名称叫做Digital Information System,后来才在名称中加了“实验”。针对这个“I”的话,我建议做一个拓展,也就是说能否从Information拓展到Intelligence?从“信息”转向“智能”。因此我觉得可以在“I”上面加一个小小的2次方叫DI²S,以显示概念和定义的升级和扩充。大家能看到,Information和Intelligence还是有差异有区别的,增加2次方符号可以体现DIS本身的与时俱进。而且根据刚才的演示,我们也能清晰地看到DIS正在向Intelligence方面发展。所以在发展了23年之后启动这个转战升级,我觉得是非常重要、非常必要的。因为DIS这个面向智能化的升级跟国家范围内信息化、数字化向智能化的整体升级趋势是一致的,所以DIS的升级就体现了研发中心身处这样一个大时代之中的责任担当。我希望DIS在人工智能大潮中开启新的征程,在技术前沿和物理内核的双核驱动下,从信息化(Information)走向智能化(Intelligence),重新定义DISLab,谱写“数实融合,数智融通”的数字化实验新篇章。
为期半天的研讨会在热烈的讨论中落下帷幕。与会代表合影留念,相约共同推进上海物理数字化教学的深化与发展,为教育事业做出更大贡献!