上海
9月开学，义务教育阶段科学课要变天了——教育部《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》正式施行。消息一出，老师们最关心两件事：课时本来就紧，拿什么“做”？那些危险、费器材、耗时间的实验，又怎么让学生真正动手？
《指南》第三部分“实施安排”对课程实施规划、教学方式变革、评价方式完善、配套资源开发、社会协同强化提出了具体要求。其中在“变革教学方式”一节提到：鼓励有条件的学校，合理利用计算机建模、生成式人工智能、虚拟仿真实验等数智技术，辅助学习活动开展。
虚拟仿真实验是《指南》中提到可以合理利用、辅助学习活动开展的数智技术之一。它不仅给学生提供了一个低门槛的实践机会，更有利于“做中学”的落地。今天，就聊聊它具体是怎么帮上忙的。
从"旁观者"到"做中学"
传统课堂困境：不是不想“做”，而是有些实验“做不了”。
“这个实验太危险，不敢让学生做。”
浓硫酸稀释、氢气的点燃、一氧化碳与氧化铜的反应……这类实验对操作规范和安全防护的要求很高，课堂多以老师演示、学生观察为主，学生亲自动手环节很难实现。
“这个实验器材不够，做不了。”
不是每所学校都有完备的实验室和耗材供应。有些乡村学校连基本的玻璃器皿都不齐全，更别说高端设备了。
“一节课，做不完一个完整实验。”
准备器材、讲解步骤、分组操作、收拾清理……一些完整的探究实验，光准备和收拾就要占掉大半时间，学生真正动手探究的时间所剩无几。
不少实验探究价值很高，恰恰受条件限制做不了；能做的，往往是安全、器材、时间都允许的那一部分。选题的余地小了，学生动手实践发挥空间也跟着受限。
虚拟仿真实验：让“做不了”变成“做得了”
“做中学”强调的探究实践，最终要落到真实情境中。虚拟仿真实验不能替代真实的动手实践，但可以让那些“做不了”的实验，先在虚拟环境里“做起来”。它还可以作为真实实验前的预演、课后的高效复习。通过多场景嵌入，它有效拓展了未来课堂的时空边界，让学生在安全保障下获得更多探究机会，助力教学方式的变革，让课堂提质增效。
一、危险实验，安全地“做”
例如一氧化碳与氧化铜的反应实验，虚拟仿真实验让学生能够亲手操作。学生可以安全地看到错误操作的后果：如果不先通一氧化碳就点燃加热会怎样？在真实实验室里，这个“错误”不敢试。一氧化碳泄漏可能导致中毒，操作不当甚至引发爆燃。而在虚拟环境里，学生可以反复操作、仔细观察，直观看到操作失误带来的后果，从而真正理解每一步操作背后的安全逻辑。这正如《指南》所说的“鼓励大胆尝试，包容失败”。
二、缺器材的实验，照样“做”
实验器材昂贵、维护成本高？日常实验教学消耗品的用量大、补充周期短？当实物资源难以充分满足实验教学需求时，可以借助虚拟仿真，将实验器材与耗材数字化，为学生提供更多动手操作和重复训练的机会。
三、耗时长的实验，高效地“做”
真实环境中观察种子萌发需要将近一周的时间，有时还会遇到因种子问题都无法发芽等意外情况，导致观察中断。虚拟仿真实验可以作为有效的补充手段，长时试验短时化，让学生在课堂内观察完整过程。
四、抽象&微观&宏观世界的实验，可视化地“做”
血液的流动、分子运动、化学反应的微观过程，肉眼看不到；天体运动等宏观运动，真实环境难以演示；抽象的磁感线难直观呈现。虚拟仿真实验把这些“看不见”的现象可视化，加深学生对知识的理解，激发学生对科学探究的兴趣。
“做中学”是科学教育从“知识传授”转向“实践建构”的一次实质变革。这个变革对学校提出了更高要求，也创造了更好的教育可能。虚拟仿真实验作为先进科技与教育相融合的 产品，让更多“做不了”的实验变成“做得了”，助力“做中学”真正落到每一间教室里。
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