《教育部等七部门关于加强中小学科技教育的意见》（以下简称《意见》）旨在以科学、技术、工程、数学为重点加强中小学科技教育，夯实科技创新人才培育基础，支撑教育、科技、人才高质量一体化发展
［1］。在中小学课程实施过程中，需严格以义务教育及普通高中课程标准为核心依据，坚持以学科融合为基础，推动育人模式的优化升级。其中，小学阶段科学学科，以及中学阶段物理、化学、生物学、地理和通用技术学科的实验教学，正是打破学科壁垒、搭建跨学科桥梁的关键场域。实验教学不仅能够有效激发学生的科学探究兴趣，更能将学科理论知识、动手实践操作、科学思维培养与价值观念进行有机统整，引导学生在实践探究中融会贯通多学科知识，锤炼科学探究能力，树立科学态度与价值追求。
1 实验说课案例高频词统计
在2025年全国实验说课案例评选活动中，南京市报送27篇优秀案例参与江苏省优秀案例评选，其中小学科学、初中物理、初中生物学、初中化学、高中物理、高中生物学、高中化学每个学科3篇；初中地理、高中地理和高中技术与工程每个学科2篇。借助人工智能大模型对27篇实验说课案例文本进行高频词统计，剔除教师、学生等词后按照出现频次高低排列，结果如
表1所示。
27篇案例的样本可能偏小，但可管中窥豹。这些文本呈现高频词背后所体现的学科思考与教学理念，与《意见》精神高度契合。
2 原理解析与实践创新
《意见》指出，强化科技教育的关键支撑是学生要掌握扎实的科学知识，拥有动手实践的探究实践能力。实验教学就是要通过实验活动，引导学生透过现象（词频第2）看本质，在做中学，实践中探究（词频第5），实现对原理（词频第6）的理解与建构，原理解析与实践创新是实验教学的“本色与内核”。
2.1 从感知到探究，强化科学观念
实验教学不能只满足于对现象的简单观察以及对结论的获得，这样学生只是被动地接受知识。教师要通过创新设计为学生搭建一座从直观现象通向抽象原理的思维桥梁。
在五老村小学教师杨雨馨的小学科学案例《让热“流动”起来——基于证据链的热对流教学创新》中，教师并不仅仅满足于让学生看到“色素循环”这一表面现象，而是巧妙地运用多点温度传感器，精心构建起了一条基于数据的完整“证据链”。通过这条“证据链”，引导学生将“水的流动”与“热的传递”紧密关联起来。从“热水上升、冷水下沉”这一可观察到的现象推理出“温度差异导致密度变化进而产生浮力驱动对流”抽象原理，引导学生自主建构热对流模型。通过这样的创新，学生对“能量转化与传递”有了基于数据的结构化理解，不再是死记硬背孤立的知识点，而是真正掌握了知识的内在联系，这样的实践与实验创新正是对《意见》中所倡导的“从掌握知识到实验探究”理念的深化。
2.2 从定性到定量，提升数据素养
《意见》中的“实践”“探究”等词汇频繁提及，如何探究？离不开“数据”（词频第7）采集与对数据的“分析”（词频第8）。在所有的实验说课案例中，几乎都使用了数码显微镜、数字化传感器（pH传感器、力传感器、温度传感器、微电流传感器等），使得实验教学实现了从定性描述到定量分析的转变。
南京市第二十九中学教师付辛辛的化学实验案例《金陵水脉pH涅槃计划——基于手持技术的沉淀溶解平衡实验探究》，借助手持pH传感器对pH进行动态监测，根据时间变化，绘制pH-t曲线，通过曲线分析领会氢氧化镁沉淀溶解平衡的动态本质。将抽象难懂的“平衡移动”概念转化为pH-t曲线，学生看实验不再是“看热闹”，而是通过“看数据”而“明原理”。江苏省六合高级中学教师杨俊的化学实验说课案例《定性迈入定量的实验教学——沉淀溶解平衡》，从标题就能看出教师实验设计中蕴含的数据循证意识。让数据说话，用量化方法，以理性思维来解决实际问题，这正是科技教育所提倡的在实践中“学习科学方法、培育科学精神”。
2.3 从验证到设计，培育工程思维
实验教学不应仅仅是对书上结论的简单验证与复制，更应该成为创新创造的源泉与起点。南京市汉江路小学教师吴蓓蓓的小学科学案例《数据赋能：指向科学思维的斜面项目化探究》，将教材中原本只是验证“斜面省力”的实验，进行解构与重构，设计了“食堂省力计划”工程项目。学生化身工程师，研究过程经历“问题（搬运费力）—建模（斜面小车）—调试（不同坡度）—优化（省力VS省空间）—成果（推荐信）”整个项目流程。正如吴老师在设计说明中所说，“通过项目化学习重构教学内容，利用自制数字化教具作为学生思维的脚手架，引导学生在解决真实问题的完整链条中，实现数据素养与工程思维的协同发展”。
3 学科融合与迭代创新
《意见》明确要求打破学科之间的壁垒，建立跨学科联系，强化跨学科融合，开展跨学科教学，整合跨学科知识，探索跨学科综合性作业，培养学生学科素养。而所有的实验教学活动都是基于解决实际问题而设计的，在解决实际问题的过程中，各学科知识随着问题探索而自然融合。整合跨学科知识，解决实验教学中的实际问题这一方法论也同样适用于改良优化实验教学仪器设备与实验方法迭代创新。
3.1 打破边界，实现知识融会贯通
跨学科融合呈现出来的不是简单的知识拼盘，而是围绕急需解决的问题，各学科知识协同作用形成的解决问题的逻辑链。在树人学校教师陈乾提交的化学实验案例《学生自制热成像技术应用于能量变化实验——以中和反应教学为例》中明确指出，该案例是化学+工程+信息的跨学科融合探索，与他合作的两位教师一位是技术与工程学科教师、一位是信息科技学科教师。金陵中学教师刘敏睿设计的通用技术实验案例《电流“单行道”——探究二极管的结构与应用》创新要点第一条就是跨学科融合，“结合化学中原子结构与共价晶体知识，帮助学生理解二极管微观结构；关联物理学中带电粒子在电场中的运动和数字示波器，让学生掌握二极管宏观应用原理，打破学科壁垒，增强知识间的联系”。学生在实验过程中，自然而然地建立不同学科知识的联系，建立“原理—技术”“功能—应用”的跨学科研究范式。
3.2 迭代创新，攻克教学难点
改进（词频第21）与创新（词频第22）应当成为实验教学的常态，更是实验教学追求的目标价值。实验教学方式与方法的迭代与创新也是教师创新与创造的体现。
【器材创新】雨花台中学教师袁锦成在“光电效应”实验中，制作实验器材的原材料均为日常生活中常用物品，如化妆品盒、彩色手电筒、电筒支架、相机滤光片、锂电池等。利用化妆品盒制成的暗盒密闭性好（
图1），暗盒倾斜，方便添加滤光镜（
图2），暗盒的内部（
图3）光电管可拆卸，方便学生取下光电管观察。
【技术融合】南京市第一中学教师张曼琳的地理案例《风成地貌模拟实验—AI+AR智锁沙漠“生命边界”》，利用AI技术实现数据智能分析与过程预测模拟实验，AR沙盘实现风沙地貌的立体可视化与动态交互。技术协同形成“操作—观察—分析—决策”的完整探究链。南京民办育英外国语学校教师张夏影设计的案例《从传统泡菜发酵到AI智能检测：跨学科背景下对亚硝酸盐影响因素的探究实践》，突破“试纸法”与“紫外分光光度法”局限，将“现场比色”改为“拍照存档+后期分析”，运用Image J软件进行图像灰度值提取，代入标准曲线方程进行曲线拟合，计算浓度。
教师的创新与创造是最优质的言传身教资源，善创新的教师必然会运用创新的手段与方法，开展创新的教学模式，从而培养学生的创新素养。
4 解决问题与素养发展
加强中小学科技教育是服务国家创新驱动发展战略、培养未来科技创新人才的重要路径，其“亮色”应为学生在运用所学知识创造性解决真实问题的过程中所展现出的核心素养与社会责任。实验教学的最高目标是通过解决实际问题来实现学生群体的价值（词频第42）塑造与责任（词频第44）培养的有机统一。
4.1 锚定真实情境，激发内在动机
解决问题的前提是要设置真问题，贴近生活和社会现实的真问题。通览27篇优秀案例，大家设计的问题都源于对生活、生产、生态中真实存在的问题与困惑。如身边小事，为食堂设计一个省力的斜坡；如生活日常，怎样检测火锅肉丸成分以保障食品安全；如国家巨作，追寻塔克拉玛干沙漠的锁边治沙工程的意义。这些真实情境赋予实验教学活动现实意义和历史使命，将学习任务转化为内在情感和探究驱动力。在真实情境中学生“像科学家一样思考，像工程师一样工作”，在探究过程中学生还会主动思考科技发展对社会、环境及伦理的深远影响，增强社会责任感与人文底蕴，逐步培养科学精神。
4.2 渗透价值引领，涵养家国情怀
立德树人是亘古不变的教育目标，实验教学也不例外，科学探究与价值引领融为一体。前文提及的地理实验案例《风成地貌模拟实验》以塔克拉玛干沙漠锁边治沙这一宏大国家工程为题材，蕴含科技报国的社会责任与价值导向；《电流“单行道”——探究二极管的结构与应用》教学案例通过讲述诺贝尔奖颁给蓝光LED发明者的故事，让学生了解科学技术创新对社会进步的巨大贡献；《DNA片段的扩增和电泳鉴定——探究火锅肉丸中的动物源性成分》在引导学生探究食品成分的同时关注食品安全，催生学生对于诚信与责任的思考。
5 结语
通过对《意见》精神与南京优秀实验说课案例的文本分析，发现在实验教学活动中学生不仅仅获取知识、提升能力，更是在探究过程中潜移默化地形成了正确的科学伦理观、生态观和社会责任感。创新的实验教学模式生动诠释了科技教育的精神与内涵，实现了知识传授、能力培养与价值塑造的融合，实现了科技教育与人文教育的融合，将立德树人根本任务真正落实在教学活动之中。
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