在教育数字化转型背景下，织金三中信息科组以教育部《关于加强和改进中小学实验教学的意见》为指引，锚定数智赋能与跨学科融合研究方向，构建出项目选题论证、实验方案设计、实验装置开发、教学应用检验、研究报告撰写、项目实施评价六环节跨学科实验教学模式（图1），推动信息科技与实验教学深度融合，提升科技教育质量和效果。
图1 六环节跨学科实验教学模式图
1.项目选题论证
一是在原型实验基础上探索学习生活、社会生产中的难点和痛点，特殊群体需求，挖掘真实情境的跨学科实验主题。二是论证如何用数智技术解决实验的安全、环保、创新和趣味等问题，使实验现象更明显，结果更精准。三是通过文献检索梳理相关研究动态，研判实验创新性和开发的价值性。
2.实验方案设计
根据实验功能需求，选择或改造更适合当前教学内容的器材，优化实验步骤，简化操作流程，提高实验稳定性和可靠性。围绕智能化、数字化、可视化等方向选择相关数智技术手段，预测分析实验现象和结果，进行实验方案设计，设计思路参照表1。
表1数智技术支持的跨学科实验设计思路
所属板块 | 跨学科实验设计思路 |
物质与能量科学 | 以新颖趣味的形式呈现声、光、热、力、电、磁等方面的实验；对实验进行数字化、可视化、智能化、自动化改进。 |
生命科学 | 用数字化、可视化方式呈现实验过程或结果；用仿真技术呈现或模拟生物的生长发育过程；用3D建模呈现生物模型。 |
地球与宇宙科学 | 模拟风的形成、洋流、等高线、雷电现象；用仿真技术呈现或模拟大气、水、星体等运动过程或轨迹；用3D建模呈现地理、天体模型。 |
技术与工程 | 融入传感技术、编程思想、仿真技术、人工智能、数据分析、物联网等现代技术手段，开展跨学科实验研究。 |
3.实验装置开发
一是根据实验目的和要求，分析实验所需功能是否满足预期教学效果和研究需求。二是从材料特性、成本高低、获取难易程度、是否环保、是否存在安全隐患等，选取符合的实验器材和工具。三是设计装置结构、零部件布局、线路连接、数据采集方式等，绘制实验装置设计图。四是进行材料切割、打磨、连接和组装，确保实验装置各部件、各参数符合预期要求。五是调试实验装置功能是否符合要求，性能是否稳定，满足预期需求。
4.教学应用检验
根据开发的实验装置，编写实验教学指导手册，组织学生学习掌握操作要领和注意事项。深入课堂进行教学检验，分析讨论实验现象和结果，总结反思是否解决实际问题。根据检验反馈迭代优化实验装置，提高创新实验的价值。
5.研究报告撰写
研究背景聚焦实验教学改革要求，研究目的说明如何解决学科、技术及资源困境；跨学科点分析突出传感技术、编程思想、仿真技术等数智技术融合路径；实验方案设计遵循六环节跨学科实验教学模式流程，重点阐述数智技术赋能实验装置开发的思路方法和技术路线；教学应用检验科学素养培养的实效；研究结论强调数智技术应用及拓展。
6.项目实施评价
从目标达成、实践应用、团队协作、教学效果、项目创新五个维度，评价活动过程和实验装置的创新性与价值性（图2）。评价结果作为实验项目改进优化、师生科学素养提升，推荐参加其它竞赛活动的依据和参考。
图2 项目实施评价体系图
学校信息科组在张习祥、刘斌老师的引领下，通过科研课题、论文发表、技能竞赛、学科工作室活动等方式深化跨学科实验教学研究，辐射带动合作学校10多所，惠及师生上千人。师生参加科技实践创新活动累计获奖80多项，主持实验研究课题及成果奖10多项，发表实验研究论文20多篇。培育出1名省级教育信息化专家，4名省、市级骨干教师，1名市级名师，1名市级兼职教研员，3名市级优秀科技辅导员，7名市级科普专家，1名教师同时被聘为《物理实验》《实验教学与仪器》青年编委。
织金三中信息科组刘斌表示：“未来，我们将继续拓展传感技术、编程思想、仿真技术、人工智能、数据分析在跨学科实验教学中的融合应用，为县域科技教育的创新发展引领示范，助力学生多元化发展。”（素材来源：织金县张习祥信息科技学科工作室）
