引言

作为普通高中教育体系中的重要组成部分，科学教育是落实和推进学生科学思维、创新素养和实践动手能力等学生素质培养的关键，实验实训教学环节是科学教育的基础。实验实训场馆的建设，是影响乃至决定着科学教育效果的重要因素。但目前而言，普通高中科学教育实验实训场馆存在着分布零散、功能不完整、更新换代慢等问题，无法满足学生多元学习和科学教育的发展。而与科学教育困境形成鲜明对比的则是物理实验教学，物理实验室是每个高中学校标配且配置充足的实验室，均有充足的实验仪器、实验教师与实验课程。所以若将物理实验室开发成综合科学教育教学实验室，既可以优化学校的实验资源，又可以增加学生科学教育实验实训的实践机会，提升高中科学教育水平。进一步打破物理实验教学学科边界，开发跨学科融合课程，以物理实验教学为基础的高中综合科学实验实训教学课程，对高中阶段开展科学教育教学具有重要的理论与实践意义。

一、普通高中科学教育实验实训场所建设现状与问题分析

（一）建设现状

现在普通高中能够用于开展科学教育实验实训的实验室主要有理化生实验室、地理实验室等。并且这些实验室相对独立，各实验室均自行承担本学科实验教学，都配备有该学科基本的实验仪器设备，基本满足教材要求开设实验课程。部分学校根据本校实际情况及需求建设相关的特色实验室，如通用技术实验室、计算机信息技术实验室等。

（二）存在问题

1. 资源分散，利用率低：各学科实验室、探究室相互独立，实验教学设备及课程资源难以共享。例如，与测量相关的实验仪器在物理、化学、生物实验中都可能用到，但由于分属于不同实验室，导致重复购置，且在非本学科实验教学时间，设备闲置，资源浪费严重。
2. 功能单一，创新性不足：现有的各学科实验室、探究室主要围绕学科教材、课程大纲等实验开展教学，实验内容和形式较为固定，缺乏结合当下科技热点技术对学生创新思维和实践能力的培养。学生按照固定实验步骤进行操作，被动地验证理论知识，难以激发学生的学习兴趣和探索欲望。
3. 更新滞后，与时代脱节：如今，科学技术发展迅速，无论是对科学教育还是物理、化学、生物等传统学科，在实验教学方面的教学内容要求也相应地提高，而大部分普通高中实验实训室仪器设备老旧、实验项目长期不更新，无法及时引入科学技术和新的实验方法，难以满足学生先进科学知识的学习需求。
4. 缺乏统筹规划，协同性差：学校缺乏建设规划的连续性，各个学科实验室的建设缺乏统筹协调和计划性，造成各个学科实验室之间缺乏沟通、配合。在课程设置和教学内容上不能形成跨学科教学，对学生综合科学素质的培养不利。

二、物理实验室在开发科学教育实验实训场所中的优势

（一）设备资源优势

物理实验室对比其他学科实验室，具备更丰富多样的实验设备这一特点。如用于力学实验探究的天平、弹簧测力计、打点计时器；用于电学实验探究的电流表、电压表、电源、电阻箱；以及用于光学实验探究的各类透镜、平面镜、光源等。不难看出其中很多设备不仅可以用于物理学科的实验教学，经过适当改造和拓展，完全能够应用于其他学科的实验，简单完成跨学科实验的开发。例如：将力学实验中传感器设备与通用技术学科中结构稳定性的相关实验探究进行融合，以及电学电路实验设备与化学学科中电化学实验进行融合探究。

（二）师资力量优势

在师资方面，物理学科教师具备基本的实验教学工作能力，经过专门的培养培训，均能掌握较好的实验操作和动手能力。对实验器材上熟悉实验装置的原理与操作，能够改进和创新实验。学科融合中能够利用自身专业优势，与其他学科教师共同开发多学科实验项目，指导学生进行综合实验探究。部分物理学科教师具备对其他学科教师进行实验装置操作与实验设计的培训，进而提升学校整体的实验教学水平。

（三）空间布局优势

基于物理实验开展的基本特性，注重实验小组合作要求，实验室空间大且自由度相对高。实验场地空间便于开发综合性实验实训基地，有利于针对不同要求把物理实验场地改造为不同功能实验区，如基础实验区、创新性实验区、跨学科实验区等，满足学生在不同实验区开展实验活动，实现大范围的实验教学和自主学习。

（四）课程体系优势

从物理课程教学大纲中不难看出物理实验课程体系完善，从基础实验到探究实验，从不同层次的实验到类型各异的实验，从传统实验到高新技术实验课。这样完善的实验课程体系对于开发科学教育实验实训场所是一个很好的借鉴。将物理学科实验中的实验教学方法运用到其他学科实验中，如变量控制法等，结合其他学科的特点，开发出综合、创新型科学教育实验课程，增加学生体验，提高科学教育水平。

三、基于物理实验室开发科学教育实验实训场所的策略

（一）资源整合与共享策略

1.设备资源整合

在学校范围内，对物理实验室、其他学科实验室的所有设备进行统计、梳理、分类，统一建立设备资源管理台账，统计整理不同学科、同一学科或相近学科的相同设备，打破学科界限、共享设备资源。例如将物理实验室的万用表、示波器与化学实验室的电化学测量仪器整合起来，建立测量仪器共享室供各学科教师和学生使用。

2. 师资资源共享

组建跨学科实验教学队伍，包括物理教师、化学教师、生物教师等，定期进行教学研讨，交流实验教学心得，共同研究设计跨学科实验。在实验教学实施过程中，各科教师发挥各自优势，共同指导学生进行实验探究，锻炼学生综合实践能力。例如以实验教学说课活动、实验教学精品课等比赛活动为载体，多学科联合打造科学教育实验实训精品课。

（二）功能拓展与创新策略

1. 拓展实验功能

在物理实验室原有功能基础上，充分利用现有设备及条件，进行实验教学功能的拓展。例如利用物理电磁学中相关教学实验，结合信息技术中传感器应用实验开发多学科融合实验；利用物理力学相关知识，与生物学科中动植物运动学知识进行人体运动生物力学融合实验。实验功能的拓展，引导学生从其他学科维度思考问题，培养学生的综合思维能力。

2. 创新实验形式

打破传统实验教学以验证性实验为主的模式，增加探究性实验、设计性实验和综合性实验的比重。教师鼓励学生以小组形式自主提出实验问题、设计实验方案、选择实验设备，并亲身实践通过实验探究解决问题。例如在物理创新实验《新能源利用》中，引导学生结合物理、化学、生物、通用技术等多学科知识，设计太阳能电池、生物燃料电池等实验装置，在实验实训过程中充分培养学生的创新意识和实践能力。

（三）课程开发与设计策略

1. 开发跨学科实验课程

以物理实验课程为平台，充分利用各学科知识和实验方法，设计跨学科融合实验课程，内容与实际生活及社会热点问题相结合，如环境污染与治理、能源危机与可持续等。例如《大气污染的监测和分析》跨学科实验课程中，学生需要利用物理光学原理测量大气污染物浓度，利用化学分析方法对污染物成分进行分析，利用生物知识探究污染物的影响。

2. 优化课程结构

根据高中学生的学习认知水平和学习需要，合理安排实验课程层次和顺序，如设置基础型实验课程让学生掌握基础实验操作技能和科学知识；设置拓展型实验课程引领学生深化学科知识；设置研究型实验课程培养学生科研创新精神等。注重理论学习与实验教学相结合，促进学生协同发展。

（四）环境建设与文化营造策略

1. 优化实验室空间布局

针对性对物理实验室空间进行布局调整，依据实验功能划分不同实验区域，如设置实验操作区、成果展示区、讨论交流区等，为学生提供良好的实验环境与氛围。在实验操作区合理摆放实验装置，保证操作空间与安全；在成果展示区展示学生优质实验作品与研究成果，激发学生的动手欲望与创新思维。

2. 营造科学文化氛围

在实验室楼道等公共场所悬挂科学家生平、科学名言、科学实验照片等，营造浓厚的科学文化氛围；定期举办科学讲座、实验技能比赛、科学展览等课外活动，丰富学生课余文化生活，激发学生热爱科学、探索科学的热情。进一步发动学生参与实验室文化建设，如实验室标语设计、科学手抄报制作等，增强学生的主人翁感和归属感。

四、基于物理实验室开发科学教育实验实训场所的实践探索

（一）实践案例

我校在依托物理实验室建设科学教育实验实训场所过程中，充分对物理实验室实验设备和空间进行了初步评价和改造。将物理实验室分为基础实验区、创新实验区、跨学科实验区，其中基础实验区保留物理基础实验仪器，开展基础物理实验教学；创新实验区添置了数字传感器、机械与激光雕刻机等数字化实验仪器设备，开展创新物理实验项目；跨学科实验区综合并增添了物理、化学、生物等实验设备，能够开展跨学科实验教学研究。

在科学教育实验教学课程方面，我校联合物理、化学、生物、信息技术等多学科师资团队，共同开发了多个跨学科精品实验课程教材。如精品实验课程教材《利用传感器自制简单控制电路》，课程教学中培养学生运用物理及通用技术课程所学传感器技术检测环境中的温度、湿度、空气质量，运用化学分析法了解水质中的污染物质，运用生物知识了解生态系统的平衡保护等。在实验课程教学期间，多学科教师分工协作，学生分组合作，在实地考查、实验检测、数据处理等过程中完成实验课题并形成实验报告。

该精品实验课程累计荣获2025年广西中小学实验教学说课活动三等奖、2024年钦州市基础教育精品课三等奖、2024年钦州市青少年科技创新大赛优秀科技实践活动三等奖等。

（二）实践效果

经过多年的实践，以物理实验室为实验实训基地开发我校科学教育实验实训场取得了良好效果，学生学习科学实验的兴趣和积极性显著提升，在科学实验过程中积极思考、主动探究，动手动脑能力与创新实践能力得到锻炼和提高，学生参加学科竞赛与科技创新活动的参与率和获奖率显著增加；学科实验课程交叉开设，促使学生融合贯通相关学科知识，提升综合科学素养，实验实训基地开发也促进了教师教学能力和业务素质的提升，密切了教师间协作，提升了学校整体科学教育教学质量。

依据以上实践成果，我校及科学教育教师团体和个人累计获得以下荣誉：学校成为广西首批全区科学教育实验校；凝练的《“三段四维”式中学科学教育育人模式创新与实践》获2025年钦州市基础教育教学成果二等奖；科学教育实验室《科技与创新中心》获评2025年广西中小学科学教育实践空间优秀案例；课题研究《普通高中科学教育实验实训场所（学校科创中心）开发及建设实践研究》立项为2024年钦州市教育科学“十四五”规划一般课题。相关教师成长为市级物理、信息技术、通用技术等学科中心组成员，部分教师被评为“钦州市自制教具能手”“钦州市科学荟先进个人”“钦州市优秀科技辅导员”等称号。

五、结论与展望

（一）结论

通过本论文的理论研究和实践探究，证明依托物理实验室打造普通高中科学教育实验实训场馆具有一定的可行性和实践性。物理实验室在设备资源、师资队伍、实验场地、课程资源等方面具备先天优势，通过资源整合与共享、功能开发与创新、课程开发与设计、环境建设与文化构建，可以把物理实验室建成综合性、创新性的普通高中科学教育实验实训场所，有效解决当前普通高中科学教育实验实训场所存在的突出问题，提升科学教育水平和质量，培养学生科学实践创新精神。

（二）展望

本论文虽然在基于物理实验室开发科学教育实验实训场所的基础上有所创新，但仍有不足，可继续对跨学科实验课程的开发与实施进行更深入研究，探索更有效的教学评价方式，全面评价学生在科学教育实验实训过程中的学习效果与能力提升。应增加与高校、科研院所及企业的联系交流与合作，引进更多高新技术与先进教育技术，继续建设好科学教育实验实训场所，通过实验实训场所建设推动普通高中科学教育的发展。还需了解不同区域和学校的现状，总结并推广成功经验，使普通高中科学教育实验实训场所建设更加均衡发展，推动学校科学教育再上新台阶。

参考文献：

1. [1] 王晶莹, 刘恩山. 中学科学实验室资源整合与跨学科教学应用研究[J].课程·教材·教法,2022(05):89-95.
2. [2] 张红霞, 李亦菲. 基于核心素养的高中科学教育实验课程开发与实践[M]. 北京: 教育科学出版社,2021.