为纵深推进教育数字化战略行动，深入发展智慧教育，促进智慧教育领域经验总结和互学互鉴，加强优秀案例分享和国际传播，在教育部科学技术与信息化司指导下，“智慧教育示范区”创建项目专家组秘书处与教育部教育信息化战略研究基地（北京、华中、西北）开展了智慧教育优秀案例征集活动。

经过申报或推荐、案例撰写培训和修改、专家遴选、公示等环节，共确定324个智慧教育优秀案例，其中区域发展类74个、学校实践类226个、解决方案类12个、研究成果类12个。

本期为您带来区域发展类智慧教育优秀案例：虚拟实验新模式 智慧教育新变革——汉阳区虚拟实验教学应用实践共同体推进案例

 

一、创新机制，多方协同

共同体成立以来，通过持续推进，不断探索，形成学(成员学校)、研(华中师范大学等高校)、用(成员单位)、政(教育行政部门)、产(央馆虚拟实验平台相关企业)五位一体的虚拟实验教学应用共同体创新驱动机制，确保共同体项目的健康发展。

（一）学：活动单位，基础保障

学指各个成员校，包括汉阳区楚才小学、武汉市二桥中学、武汉市汉阳区教育局电化教育馆等涉及小学、初中、区域电教馆共24个单位，主要负责落实虚拟实验教学环境建设、教师队伍培养、学校实验教学管理制度等工作。同时，共同体制定成员准入机制，降低准入门槛，吸引大批对虚拟实验教学感兴趣的学校、教研机构加入了共同体。

（二）研：专家引领，提升效能

研指华中师范大学、湖北第二师范学院两所高校和汉阳区教育局教科中心等教研机构。高校主要承担共同体虚拟实验教学研究工作与评价标准的理论指导和智力支持；教研机构主要承担组织和开展分学科共同体虚拟实验教学应用、教研、培训、交流、比赛、展示等任务，二者协助共同体梳理学科适合虚拟实验课程内容和体系，提炼虚拟实验课堂教学模式。

（三）用：使用主体，意见反馈

用指教师、学生和家长。教师、学生和家长作为虚拟实验的使用主体，是政府的发展战略与政策的实施者，并作为共同的纽带，基于已有的学习体验与感受为产、研提供客观的真实需求和意见反馈，及时修正虚拟教学研究中存在的问题，调整共同体的策略和方案，促进产学研合作的持续发展。

（四）政：政策引领，积极推进

政指汉阳区教育行政部门。政府调动各方力量，牵头并出台相关政策来推动教育信息化发展，强有力的政策保证产学研合作围绕共同体机制形成和虚拟实验教学模式打造快速发展。政策保障，成果推广。政府调动各方力量，牵头并出台组织、制度、经费、推选等相关政策推动虚拟实验教学项目的实施与推广。通过推荐共同体成员教师积极参与评选市区级优秀智慧教师，推荐优秀共同体学校及教师参与央馆虚拟实验基地校和优秀导师评选和各级案例课例评比，促使虚拟实验教学模式打造得到快速发展与推广。

（五）产：技术保障，高速运行

产指电化教育电子音像出版社、中国联通、云启智慧、网龙华渔等企业。它们为共同体提供强有力的技术支撑，承担设备维修、技术培训等任务，保障虚拟实验教学得以高速、舒畅运行。

二、分层研训，提升能力

（一）专家引领——敢创新

共同体成立以来，先后邀请中央电教馆基础教育教学资源部主任黄旭光、副主任冯吉兵；中央电教馆实验工作组房颖；国家数字化学习工程技术研究中心副主任、华中师范太学教授吴砥；华中师范大学钟正教授；华中师范大学教育信息化战略研究基地副主任徐建；华中师范大学信息化发展中心助理研究员张晋；湖北省教育信息化发展中心副主任雷春；湖北省教育信息化发展中心湖北省电教馆资源部部长刘华阳；研究部部长姜新华；武汉市教科院现代教育技术中心主任雷刚;湖北省第二师范学院教授贺德富等专家，以线上线下方式多次对共同体工作、活动、教师虚拟实验教学应用、课堂教学、教学研究等指导、培训，培养各学科教师应用虚拟实验教学资源创新意识和创新能力。

（二）交流研讨——善教学

共同体成员单位组织开展20次共同体项目研讨活动，12次共同体各学科系统性教研活动，各成员校开展19次内部专项研讨通过开展“虚拟实验平台应用培训”、“虚拟实验平台资源应用培训”、“虚实融合教学研讨”、“跨学科联合上一堂课”、“虚拟实验与真实实验专项培训”、“沉浸式翻转课堂教学模式研讨学习”、“优秀教学课例分享”等活动，共同体内所有教师积极参与交流研讨，积累虚拟实验教学经验，提升应用虚拟实验教学模式开展虚拟实验教学的能力。

（三）示范带动——能应用

共同体启动后，在各项虚拟实验教学研讨活动中，各成员学校都涌现一批虚拟实验实验教学优秀教师，如：楚才中学阮芬芬、郑丹、李程；第三寄宿中学宋丽香、王凌飞、周琰彬；二桥中学姚佳、闵乔；墨水湖小学杨思源、项雯；楚才小学洪炜、曾颖等。共同体各成员学校充分发挥这些骨干教师示范引领作用，带动其他学科教师开展虚拟实验教学应用实践。学科教师通过参加研讨活动、磨课过程深入了解虚拟实验教学资源、教学模式，不断提升虚拟实验教学应用能力。成员单位教师已发表虚拟实验教学相关论文共计二十余篇，接待外区、外市、外省的参观、培训、考察50余场，共同体的影响力逐步增强。

（四）实践创新——共成长

共同体内部成员单位以小学科学、初中生物、物理、化学四大学科为载体，开展公开课或展示研讨课，促进教师的专业成长。同时鼓励教师参加央馆、省市级优秀课例评选活动，发挥“以赛促教、以赛促学”作用，以竞赛促交流、促应用、促探索、促成长。共同体内有 35位教师在全国信息化教学大赛中获奖，带动百余名教师成为信息化教学能手；共同体内两所被评为“中央电化教育馆中小学虚拟实验教学培训基地”，九名教师被评为“中央电化教育馆中小学虚拟实验教学培训师”

三、教学应用，构建模式

（一）虚实融合沉浸式翻转课堂教学模式

共同体经过大半年的实践应用探索，针对遇到的一些难题，如：教师缺乏系统安排各种资源的使用，难以把握应用时机；与实体实验教学的配合缺少协调；小学科学兼职教师较多，不能准确把握虚拟实验教学的应用流程等。为解决应用过程中存在的问题，各中小学各相关学科探索出虚拟实验教学应用模式，以便于虚拟实验教学的规范与推广。经共同体成员应用实践，根据“相互补充、虚实结合、能实不虚、用出价值”的应用原则，结合虚拟实验的必要性、知识性、仿真性和启发性特点，基于翻转课堂、探究式、游戏式等教学理念，共同体提炼“虚拟实验沉浸式翻转课堂教学模式”。如图1所示，整个教学模式分为三个阶段：课前、课中、课后。

 

图1 虚拟实验沉浸式翻转课堂教学模式

1. 课前：以虚导实、精准自学。

一是教师从央馆中小学虚拟实验教学资源平台上选取适合学生课前自主学习的虚拟实验教学资源，记录链接；再通过武汉教育云平台的“互动课堂”发布学生自主学习任务，让学生阅读教材，观看实验视频，利用实验资源自主实验，落实课前的自主学习任务。教师在学生自主学习后，发布检测题，让学生在线答题，教师通过检测数据，分析学生自主学习学情。二是学生自主学习虚拟实验教学资源，完成课前自主学习任务，参与在线检测。三是央馆虚拟实验教学资源平台和汉阳市区校一体化平台为教师发布课前任务单、检测题，搜集学生学习数据提供支撑；为学生获取虚拟实验学习资源、完成课前学习任务、课前学习检测提供支撑。

2.课中：虚为实用、沉浸互学。

一是教师组织学生合作释疑，解决学生课前自主学习中存在的难点和问题；利用高清实拍实验资源讲解实验现象和操作步骤，为学生呈现实际操作过程中难以观察到的现象；组织学生开展现实实验，利用央馆虚拟实验教学3D和VR实验资源创设沉浸式教学情境，引导学生在虚拟实验环境中开展自主探究与合作学习。二是学生开展小组互动答疑；利用虚拟实验教学资源开展分组实验；分享交流实验探究学习成果。三是利用平台为学生课中的合作探究实验活动提供虚拟实验教学资源，为学生课中的互动交流提供支撑；为教师反馈学生实验操作数据，便于教师精准把握学情。

3.课后：以虚助实、个性思学。

一是教师根据课前、课中学情数据分层设计并发布课后作业，也可以设计虚拟实验教学模拟测试，让学生课后在平台上完成。二是学生通过央馆虚拟实验教学资源平台完成教师发布的课后作业，反复观摩或练习操作没有掌握的实验，也可在平台上完成教师布置的虚拟实验模拟测试内容。三是系统记录学生完成作业的进度、时长等信息，结合模拟测试成绩，分析并形成学生的学情档案，帮助教师精准掌握班级群体和学生个体的实验学习情况。

（二）线上线下融合式自主探究学习模式

一是疫情背景下的线上同步自主学习模式。因疫情防控需要，教师利用武汉教育云与央馆虚拟实验教学资源平台，实施沉浸式翻转课堂线上自主学习教学实践。教师开启互动直播课，提供线上实验资源和辅导答疑，使线上居家和线下教室学习的学生，同步参与实验课的学习与检测。

二是“双减”背景下的课后服务自主学习模式。在“双减”背景下，学校鼓励学生通过选修课和社团活动丰富知识，提升素养。组织社团的学生来到虚拟实验探究室，在学科老师的指导下利用虚拟实验教学资源开展探究学习，“沉浸”其中，兴趣浓厚。

三是假期背景下的学期衔接自主学习模式。利用寒暑长假学期衔接，实验教师从教学进度出发，为学生指定本学期“实验复习”或下学期“实验预习”方案，将相关实验资源通过“实验任务”下发给学生。同时，以任务驱动的模式，引导学生选择部分实验进行实物探究、虚实结合，加深学生对实验的理解。小学科学、初高中物理、化学、生物学科还基于共同体教学应用模式探索出了适于本学科的虚拟实验教学模式。

 

作者：蔡葵 谭婷 张宝军 盛菁

来源：2023年度智慧教育优秀案例