这样的理科课 你上过吗

一杯水沸腾后自然冷却，温度随时间的变化呈现怎样的规律？可乐铝罐为何没有被可乐汁腐蚀？氧气被人体吸入身体后，会出现怎样的变化？5月21日，在芜湖市第十二中学的数字化实验室，三组由师生共同组成的实验小分队，用一个个有趣生动的小实验，完成了对上述问题的探究。孩子们满脸兴奋，老师们则结合实验加以演示和耐心讲解，整个过程中，不仅深奥枯燥的数理化知识由妙趣横生的现象传达出来，而且寓教于乐的氛围也令学生们体会到了学习的乐趣。

数字化实验“寓教于乐”

和传统的实验相比，当天的几组实验，不仅有老师和学生的手动操作，还使用到了不少看起来新颖的小仪器。而这，正是芜湖十二中“STEM与数字化实验融合项目”的特质所在：改变传统实验的方式，让信息技术辅助支撑实验过程，让实验的趣味性、科学性进一步提升。很多人对“STEM与数字化实验”的概念还并不十分了解，但是在观看过实验小组的实验过程后，或许就会对其有一个相对全面的认识。

在数学实验小组，数学老师张丽将烧沸冷却后的水倒进烧杯里，然后将温度传感器插入烧杯，很快传感器另一端连接的图形计算器便开始读取水温数据，三分钟后，不同时间的水温在图形计算器的屏幕上形成一条曲线，有意思的是，虽然我们都知道水温会随着时间不断下降，但实验证明下降并非是直线下降，而是呈现出一定的规律。张丽手持图形计算器告诉记者：“这其实就相当于一个微型计算机，不仅能读取数据，而且能对数据进行分析。”她表示，这个实验就是利用温度传感器、图形计算器采集数据，进行拟合图像，利用技术手段减轻计算负担，从而使学生能专注于更高层次的数学和科学推理及理解过程。

另一组的生物实验同样充斥着对科学的探索和追求。生物老师宋树宿将酵母粉倒入葡萄糖液，利用氧气传感器探究酵母菌的呼吸方式。“酵母菌是兼性厌氧生物，可利用环境中的氧气进行有氧呼吸，当环境中氧气全部消耗完毕就会进行无氧呼吸。氧气传感器可以实时记录培养液中氧气浓度，进而探究酵母菌的呼吸方式。”学生们专注地盯着器皿，跟随老师一道观察酵母菌是如何“呼吸”的。

在化学实验中，不仅可乐和塑料袋成了实验道具，生活里的小常识也借由实验娓娓道来。周杜和王璟徽两位化学老师，带着学生们一道发现可乐铝罐和人体呼吸的“秘密”。实验中，不仅利用PH传感器测定可乐的酸性，还发现可乐罐内层存在极薄的一层塑料不溶于酸，因此可乐主要是利用内层的薄膜隔离了可乐与铝罐。在另一个实验中，老师邀请学生对着塑料袋呼出一口气，利用氧气传感器、二氧化碳传感器监测人体呼出气体的主要成分变化，通过数字化实验直观感受人体呼出气体成分，用曲线结合化学符号，更好地让学生理解知识。

当认知里枯燥乏味的数理化，遭遇生活化的生活小实验，二者之间碰撞出的知识小火花，不仅十分接地气，而且让学生们更易于理解和便于记忆。

STEM打造教育新方式

这些小实验，其实都属于芜湖十二中“STEM与数字化实验融合项目”的内容。该项目的负责人之一冯正午老师解释称，STEM教育是由美国提出的一种教育理念，STEM教育代表着一种将科学、技术、工程、数学4门学科跨界进行融合的一种新型综合学科教育理念。高中新课程改革多年来，实验教学受到了前所未有的重视。目前，国家教育大环境政策逐步走向“学生核心素养培育”，高考也强调“能力立意”，可以说更多更好的实验实践类的教学，更能够提升学生的综合能力。越来越多的教师也开始重视实验教学。“STEM理念下的创新实验改变了传统实验的方式，让信息技术辅助支撑实验过程，让实验的趣味性、科学性进一步提升。当数字化实验研究更多得进入到中学课堂，学生就不再只是单纯重复教材中的实验，而是可以利用信息化手段和数字化设备创造性地解决一些问题。”

除此之外，在聊到“STEM与数字化实验”的特点时，他以“数学”举例分析：1、从教材到生活实际，研究“真实的”数学让学生感受数学，实现“源于生活，用于生活”，提高学生的学习兴趣，激发学习热情； 2、学生使用图形计算器进行数学实验，体验数据收集、分析、处理的全过程，培养学生数学建模和数据分析的素养，提高应用信息技术学习数学的能力，培养数学探索的精神，提高数学应用意识；3、教学中适当地利用学生合作与交流，使学生在学习的同时，体会与他人合作的重要性。

虽然很多人都是第一次听到“STEM”，但实际上，芜湖市第十二中学自2014年就开展数字化实验研究，2017年全面推进STEM教育与数字化实验融合。其间，学校不仅成为首批中国青少年创客奥林匹克实验基地学校，还在STEM教育与数字化实验和科技创新方面屡屡获奖，仅全国数字化实验成果交流奖就获得3项；不仅成立了STEM创客空间小组，且在化学、数学、生物等领域开展了一系列的学科交叉实验探索与研究，许多理科老师通过开设基于STEM理念、创客的课程和活动，使得学生在玩中学习，不仅有效地完成了教学任务，还时不时碰撞出更多的新问题和新知识。

记者 李婷维文 记者 梅韬 摄

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