1999年，上海市教委推出了《面向21世紀中小學新課程方案和各學科教育改革行動綱領（研究報告）》（以下簡稱《行動綱領》）。針對物理教學改革，《行動綱領》指出：要“積極探索多媒體計算機與物理實驗的結(jié)合，實現(xiàn)對物理實驗的實時控制及對實驗數(shù)據(jù)的自動化采集和處理，以更好地發(fā)揮實驗教學的功能”。這三句話，點燃了一堆篝火。直到2002年，這堆篝火迸發(fā)出一道耀眼的光芒，照亮了我國實驗教學界的天際。這道光，就叫做DIS。
2024年5月26日，“重塑DIS：教學變革與轉(zhuǎn)型發(fā)展”2024數(shù)字化實驗教學研討會暨上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心成立22周年紀念活動在上海市風華中學隆重舉行。上海市教委副主任楊振峰、上海市教師教育學院院長王洋、教育部教育技術與資源發(fā)展中心學術委員會副主任委員劉強，以及張民生、尹后慶等上海教委老領導和超過200名來自全國各地的一線教師、專家蒞臨活動現(xiàn)場。
上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心，以下簡稱“DIS研發(fā)中心”，是上海市教育委員會為推動實驗教學改革專門組建的，目前國內(nèi)唯一的以數(shù)字化實驗儀器及其軟硬件配套系統(tǒng)的研發(fā)為主要工作方向的純事業(yè)型科研聯(lián)合體。該中心由上海市教委教研室、上海市風華中學和山東遠大教科三方聯(lián)合組成，于2002年6月啟動運行，2003年2月正式揭牌。該中心的研發(fā)成果——數(shù)字化實驗系統(tǒng)（Digital Information System，縮寫為DIS），2002年即被明確寫入上海市中學物理課程標準和中學物理教材，成為上海中學物理實驗的必備設備。2003年DIS被納入國家高中物理課程標準并被編入包括人教版物理教材在內(nèi)的全國教材，目前已在物理、化學、生物、地理和科學課標中占據(jù)了一席之地，并滲透到了幾十部教材的實驗之中。
數(shù)字化實驗系統(tǒng)——DIS，由物理、化學、生物、地理等各類傳感器、數(shù)據(jù)采集器、配套實驗器材和實驗軟件（包含隨機軟件和云平臺軟件）構(gòu)成，是實驗教學裝備與數(shù)字化信息技術整合、升級的產(chǎn)物，具有實驗數(shù)據(jù)準確、數(shù)據(jù)表現(xiàn)豐富、數(shù)形轉(zhuǎn)換便利、數(shù)據(jù)分享快捷、實驗場景多樣等突出特點，可為多學科多學段的實驗教學提供實驗數(shù)據(jù)采集、記錄、分析等全面而系統(tǒng)的支持。目前，數(shù)字化實驗對傳統(tǒng)實驗的升級和替代已成為國際實驗教學發(fā)展的趨勢。
2010年，“DIS中學物理實驗教學改革及教學應用”項目榮獲教育部基礎教育課程改革教學研究成果一等獎。2013年該項目榮獲上海市教學成果特等獎。2014年，榮獲國家級教學成果一等獎。研發(fā)中心的技術成果——無線向心力實驗器、賽靈格TM移動式科學探究與實驗系統(tǒng)、空中實驗室和教室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，代表中國分別于2014年、2018年、2020年和2023年榮獲世界教具聯(lián)合會（Worlddidac）創(chuàng)新產(chǎn)品大獎，包攬了我國教育裝備行業(yè)僅有的四個國際獎項。
上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心不僅努力緊跟課改步伐，積極從事為課程教材革新配套的研發(fā)工作，更始終以教學研究為己任，深入研究實驗教學的底層規(guī)律與認知機制。借助信息論、教育傳播理論、認知心理學、計算機科學等基礎理論，結(jié)合多次全國規(guī)模的實驗教學調(diào)研及與美國等地的實驗教學比較研究，研發(fā)中心逐漸形成了自己的理論體系，并以此理論體系為指導，開展了極富前瞻性的研發(fā)工作，在22年間不斷收獲實驗教學創(chuàng)新成果，帶動了全國范圍內(nèi)實驗教學的改革，改變了從小學到高中的實驗教學形態(tài)。
2024年，適逢研發(fā)中心成立22周年。在國家教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、科學教育做加法、AI人工智能與教育教學相結(jié)合的大背景下，研發(fā)中心一改往年每年定期舉行小型高層論壇的做法，將本年度的數(shù)字化實驗教學研討會擴展到超過200位專家代表的規(guī)模。出席本次研討會的，除了上海教委的新老領導之外，還有來自上海各區(qū)縣的一百多位校長、教研員和各學科教師，以及來自人教社、中行協(xié)和北京、天津、重慶、陜西、山東、河北、浙江、江蘇、福建、廣東、湖北、湖南、寧夏等省市的幾十位教師、教研員及教育裝備工作者。上海交大、東南大學、華東師大、上海師大、南京師大、首都師大、寧夏師大等十余所高校的二十多位專家教授也受邀出席了本次活動。
上午九點，活動正式開始。上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心主任，22年來帶領研發(fā)團隊和教學應用團隊取得一個又一個科研成果，如今已是84歲高齡的上海市風華中學原校長、特級教師馮容士先生首先登臺致辭。他深情回顧了研發(fā)中心接近四分之一個世紀的工作歷程，用一個簡潔凝煉的“1234”總結(jié)了研發(fā)中心22年來的工作成果，向撥冗蒞臨活動現(xiàn)場的領導和專家們致以了深深的感謝，馮容士主任強調(diào)：DIS是一座潛力極大的富礦，其未來的發(fā)展?jié)摿Ρ貙⒊^其過往的輝煌！
隨后，上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心的總設計師，本世紀初擔任上海市教委副主任的張民生先生登臺發(fā)言。他從科學與實驗的關系，講到了實驗教學之于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要意義；又從科學教育的加法，講到了DIS實驗的獨特教學功能。張民生先生的發(fā)言看似信手拈來，實則深思熟慮。講者口若懸河，聽者酣暢淋漓。其深厚的學術功底、精湛的口才、嚴密的邏輯，征服了全場聽眾。很多代表首次從總設計師的視角下重新認識DIS數(shù)字化實驗，既新奇又振奮，均表示受到了醍醐灌頂般的啟發(fā)。
參會代表合影之后，研發(fā)中心副主任李鼎博士為與會代表獻上了本次活動的“主菜”——2024DIS新品展示。李博士首先匯報了近年來DIS在廣度和深度兩個維度的擴展情況。廣度擴展，是從實驗教學數(shù)字化向課堂教學數(shù)字化以及教學研究數(shù)字化的遷移應用，前者的代表即為已納入上海“三個助手”市級平臺的“賽·課堂”系統(tǒng)，后者的代表是上海市教師教育學院最近立項的“S教研”系統(tǒng)。深度擴展，則主要體現(xiàn)在系列DIS實驗新品的展示上。
李博士系統(tǒng)介紹了新品誕生的背景，即通過基礎研究，研發(fā)中心認識到DIS數(shù)字化實驗相比于傳統(tǒng)實驗固然優(yōu)勢明顯，但仍存在實驗裝置和實驗對象與數(shù)據(jù)顯示空間分離等問題。而正是因為這些問題，導致學生在操作數(shù)字化實驗的過程中，往往被視線的轉(zhuǎn)換打斷認知思維過程，從而會弱化數(shù)字化實驗的效果。根據(jù)馮容士主任早年提出的實驗教學創(chuàng)造技法之“問題點列舉法”，本次展出的DIS新品，基本上都是圍繞著解決上述問題，實現(xiàn)實驗裝置與數(shù)據(jù)同步、共點顯示這一目標而努力的結(jié)果。其中既有對DIS老產(chǎn)品的大改，也有完全創(chuàng)新的儀器和裝置。新品之新，既包含新硬件，更涉及新軟件。
隨后，李博士展示了基于DIS魔板——電磁定位系統(tǒng)的平拋運動和單擺、AI方塊電路、智能光具座和機械能守恒實驗器，以及生物-物理學科融合項目——智能機械臂和化學、生物實驗創(chuàng)新案例：離子反應實質(zhì)和水生植物光合作用等八個實驗。演示結(jié)束，掌聲響起，上述實驗的創(chuàng)新性和教學適應性博得了現(xiàn)場領導和專家們的一致好評。
活動最后，上海市教委副主任楊振峰先生登臺做重要講話。
楊主任指出：
數(shù)字化實驗，上世紀80年代起源于美國，但真正得到發(fā)揚光大的，卻是在我們中國。2002年，上海市中學物理課程標準在全世界率先引進了DIS——數(shù)字化實驗。2004年，上海二期課改高中物理教材主編張越老師總結(jié)到：DIS是上海二期課改的支柱！隨后DIS的不斷完善和發(fā)展，充分驗證了張越老師的判斷。
今天，我們身處教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大時代、大背景下，時刻面臨著尋求教育改革“新質(zhì)生產(chǎn)力”的壓力。因此，我們更應該慶幸在22年前我們就拉開了實驗教學數(shù)字化的帷幕。而DIS的發(fā)展告訴我們，他們沒有滿足搞幾個傳感器采集幾個實驗數(shù)據(jù)，而是在這22年間實現(xiàn)了從數(shù)字化實驗、到實驗數(shù)字化，再到課堂教學數(shù)字化的三級跳！
我們祝賀研發(fā)中心22年來的成功，同時還看到隨著“雙新”的推進，研發(fā)中心不遺余力，堅持數(shù)字化實驗系統(tǒng)（DIS）的持續(xù)完善的同時，圍繞新課標、新教材量身定制實驗；隨著上海市中小學教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進，研發(fā)中心承擔了上海市小學自然、小學科學與技術、初中科學、初中物理、高中化學學科數(shù)字化教學系統(tǒng)（“三個助手”）的底層技術開發(fā)、產(chǎn)品試制和應用推廣工作。最近，為了支持上海市深度教研的開展，又啟動了“上海市S-教研系統(tǒng)平臺”的開發(fā)。除此之外，近年來開發(fā)出了空中實驗室、水上實驗室；去年DIS教室環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)第四次獲得國際大獎，今天我們又看到DIS的研發(fā)還將拓展到增強現(xiàn)實等方面。相信這些成果將進一步支持教師們設計與實施學科項目化學習、跨學科項目化學習、活動項目化學習等多樣的教學活動。
22年了，研發(fā)中心一直在努力。我代表教委感謝馮容士老師，感謝馮老師的團隊！你們是上海教育界的驕傲！期望你們繼續(xù)努力、繼續(xù)獲獎，而我們也將盡最大努力，當以實際行動體現(xiàn)我們對DIS——上海創(chuàng)造的尊重與支持！也期待我們這支力量堅持創(chuàng)新、堅持實踐，希望數(shù)字化實驗繼續(xù)開發(fā)，在AI——人工智能風起云涌的大背景下，讓DIS與人工智能和增強現(xiàn)實等結(jié)合，把數(shù)字化實驗教學研討活動持續(xù)進行下去，以此進一步助力教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型，助力教與學方式的變革！
楊主任的精彩發(fā)言結(jié)束后，在全場熱烈的掌聲中，研發(fā)中心主任馮容士先生登臺向楊主任贈送了2023年獲得世教聯(lián)創(chuàng)新獎的DIS教室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)終端，并即時展示了該系統(tǒng)記錄下的研討會現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)。楊主任欣然接受了這份“厚禮”，并表示將加強對中心研發(fā)工作的支持，讓研發(fā)中心和DIS為上海乃至中國教育現(xiàn)代化做出更大貢獻。
按照光在真空中直線傳播的理論，22年前發(fā)出的那道光——DIS，目前已經(jīng)走過了208136070396782千米的路程。而上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心，則是22年來的追光者。只要那光還在，研發(fā)中心必將持續(xù)跨越、追光前行。
上海市中小學數(shù)字化實驗系統(tǒng)研發(fā)中心
2024年5月29日
附錄：
