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培養(yǎng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教師的四個(gè)關(guān)鍵策略

發(fā)布時(shí)間:2023-11-27 作者:張玉峰 來(lái)源:中國(guó)教育新聞網(wǎng)-《人民教育》

2023年2月,習(xí)近平總書(shū)記在中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào):“要在教育‘雙減’中做好科學(xué)教育加法,激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。”教師是立教之本、興教之源。中小學(xué)科學(xué)教師是落實(shí)“雙減”政策、實(shí)施科學(xué)教育的主體,做好科學(xué)教育加法需要抓住科學(xué)教師這一“關(guān)鍵少數(shù)”因素,直面新時(shí)代黨和國(guó)家對(duì)科學(xué)教育的更高要求。但教師作為政策執(zhí)行的重要主體,仍面臨諸多困難。教育部基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)科學(xué)教學(xué)專委會(huì)于2021年下半年組織了覆蓋全國(guó) 31個(gè)省份的大規(guī)模調(diào)研,結(jié)果發(fā)現(xiàn):我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師的隊(duì)伍結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡,知識(shí)與信念薄弱,專業(yè)發(fā)展羸弱,實(shí)驗(yàn)資源匱乏,缺乏精準(zhǔn)化和專業(yè)化培訓(xùn)。[1] 本文圍繞新時(shí)代對(duì)科學(xué)教育的新要求不適應(yīng)這一突出矛盾,提出中小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的定位、內(nèi)容、方式與機(jī)制等方面的建議。

一、系統(tǒng)理解科學(xué)教師角色定位,落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)

對(duì)標(biāo)“四有”好老師和當(dāng)前做好科學(xué)教育加法的要求,科學(xué)教師培養(yǎng)需要進(jìn)一步系統(tǒng)理解科學(xué)教師角色定位,凸顯科學(xué)教師在完成立德樹(shù)人根本任務(wù)中的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

首先,科學(xué)教師的首要任務(wù)是傳授作為人類文明成果的科學(xué)知識(shí),把學(xué)生培養(yǎng)成有科學(xué)知識(shí)的人。在讓學(xué)生繼承人類文明成果的過(guò)程中,落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)。長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)教師的角色往往被“異化”甚至被“矮化”為傳授科學(xué)概念、規(guī)律、原理等顯性科學(xué)知識(shí),并且教會(huì)學(xué)生應(yīng)用這些科學(xué)知識(shí)進(jìn)行“刷題”訓(xùn)練。但是,死記硬背知識(shí)和以機(jī)械模仿為特征的“機(jī)械刷題”并不是真正意義上的科學(xué)知識(shí)傳播。因此,不僅需要明確科學(xué)教師作為科學(xué)知識(shí)傳播者的角色定位,更應(yīng)該明確傳播什么樣的知識(shí)、怎樣傳播知識(shí)。在信息時(shí)代,個(gè)人學(xué)習(xí)時(shí)間的有限性與人類知識(shí)增長(zhǎng)的無(wú)限性之間的矛盾更加突出,科學(xué)教師不應(yīng)是碎片化、淺層化知識(shí)點(diǎn)的搬運(yùn)工,而應(yīng)是學(xué)生建立建構(gòu)科學(xué)知識(shí)框架的引導(dǎo)者,這些科學(xué)知識(shí)框架會(huì)成為未來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的“聚合器”,為促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展奠基。

其次,科學(xué)教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感,把學(xué)生培養(yǎng)成社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。在教會(huì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)、掌握科學(xué)方法的基礎(chǔ)上,科學(xué)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)—環(huán)境之間的關(guān)系,在真實(shí)體驗(yàn)中學(xué)科學(xué)、用科學(xué),在豐富體驗(yàn)基礎(chǔ)上逐漸形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力,嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是、持之以恒的科學(xué)態(tài)度,體會(huì)科學(xué)家精神,厚植家國(guó)情懷,在孩子心中種下科學(xué)的種子,引導(dǎo)孩子樹(shù)立成為科學(xué)家的夢(mèng)想。同時(shí),科學(xué)教師也應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)的兩面性,形成科學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的辯證看法,以及尊重道德規(guī)范、保護(hù)環(huán)境并推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感,落實(shí)“立德”任務(wù)。這些都無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單而空洞的說(shuō)教實(shí)現(xiàn),需要學(xué)生像科學(xué)家一樣經(jīng)歷科學(xué)探索過(guò)程,體會(huì)科學(xué)家的艱難探索過(guò)程,這也正是科學(xué)教育在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感方面具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

再次,科學(xué)教師應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生理性思維,把學(xué)生培養(yǎng)成有理性思維的合格公民。在教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的基礎(chǔ)上,更需要使學(xué)生掌握科學(xué)思維方式,學(xué)會(huì)探索未知世界,發(fā)展理性思維。在信息時(shí)代,很多信息唾手可得,同時(shí)人類學(xué)習(xí)知識(shí)的速度和容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法與人工智能相提并論。面對(duì)如此境地,人類別無(wú)選擇,只能與人工智能差異化發(fā)展,發(fā)揮人的優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)培養(yǎng)人工智能不可替代的科學(xué)思維,創(chuàng)造性解決環(huán)境污染、人口縮減、氣候變暖等人類面臨的共同問(wèn)題??茖W(xué)教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)雜多變的社會(huì)中,運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與方法以及非認(rèn)知的情緒情感體驗(yàn),合理作出科學(xué)決策的行動(dòng)力。[2] 在教育實(shí)踐中,科學(xué)教師通過(guò)提升學(xué)生的理性思維能力培養(yǎng)科學(xué)精神,使其在面對(duì)復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題時(shí)有能力作出明智抉擇,有能力行使自己的民主權(quán)利,成為新時(shí)代的合格公民。這也是構(gòu)建民主、文明、和諧社會(huì)的必備基礎(chǔ)。因此,新時(shí)代科學(xué)教師應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維,特別是創(chuàng)新思維培養(yǎng)的高度認(rèn)識(shí)自身角色,為學(xué)生應(yīng)對(duì)現(xiàn)代和未來(lái)社會(huì)發(fā)展的不確定性挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ),保證學(xué)生在人工智能時(shí)代與機(jī)器的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,實(shí)現(xiàn)“樹(shù)人”目標(biāo)。

二、優(yōu)化整合科學(xué)教師培養(yǎng)內(nèi)容,賦能科學(xué)教育加法實(shí)踐

隨著信息時(shí)代的發(fā)展,科學(xué)知識(shí)以幾何級(jí)數(shù)激增,學(xué)生不可能在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)把所有科學(xué)知識(shí)學(xué)會(huì)。我們只需要選擇那些具有統(tǒng)攝性、可遷移并對(duì)學(xué)生未來(lái)學(xué)習(xí)可發(fā)揮重要引導(dǎo)性的科學(xué)知識(shí)??茖W(xué)教師需要更好地教授這些圍繞大概念組織的科學(xué)知識(shí),落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng),提升科學(xué)教育的品質(zhì),就需要首先優(yōu)化整合自身的科學(xué)知識(shí)內(nèi)容,提升自身的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)踐(包括科學(xué)探究)能力??茖W(xué)教師培養(yǎng)內(nèi)容的優(yōu)化整合可以著重從以下幾個(gè)方面開(kāi)展。

首先,以大概念(big ideas)和學(xué)習(xí)進(jìn)階(learning progressions)作為工具幫助科學(xué)教師優(yōu)化整合自身的科學(xué)知識(shí)。大概念是能將眾多的科學(xué)知識(shí)聯(lián)為整體的科學(xué)學(xué)習(xí)的核心,對(duì)其他概念具有組織、統(tǒng)整功能,能夠用于解釋和預(yù)測(cè)較大范圍自然現(xiàn)象的概念。[3] 學(xué)界一般認(rèn)為,學(xué)習(xí)進(jìn)階通常是指孩子在一個(gè)較大時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和研究某一主題時(shí),所遵循的連貫、逐漸深入的思維路徑的描述。因此,大概念有助于學(xué)生形成對(duì)科學(xué)知識(shí)的整體認(rèn)識(shí),而學(xué)習(xí)進(jìn)階則可以幫助學(xué)生把大概念之中大量的知識(shí)按照由淺入深的順序組織起來(lái)。而要讓學(xué)生掌握大概念,并使大概念統(tǒng)領(lǐng)的具體科學(xué)知識(shí)能有序組織起來(lái),需要科學(xué)教師首先具備這些知識(shí)。目前,我國(guó)科學(xué)教師在學(xué)科內(nèi)容知識(shí)上存在較大的提升空間,需要優(yōu)化整合其科學(xué)知識(shí)及其結(jié)構(gòu)。科學(xué)教師職前所接受的基本是“深挖洞式”的分科教育,大部分教師對(duì)其他科學(xué)學(xué)科知識(shí)缺乏系統(tǒng)的了解和整體的認(rèn)識(shí),較難滿足教師對(duì)自然科學(xué)整個(gè)領(lǐng)域或某個(gè)學(xué)科專業(yè)知識(shí)的需求;而在職培訓(xùn)以教育教學(xué)理論、學(xué)科教學(xué)、教學(xué)方法及策略等內(nèi)容為主,較少涉及學(xué)科內(nèi)容知識(shí)。[4]

其次,梳理科學(xué)思維方式并引導(dǎo)科學(xué)教師掌握,提升科學(xué)教師培養(yǎng)科學(xué)思維的能力。科學(xué)發(fā)展的過(guò)程不僅是科學(xué)知識(shí)不斷積累的過(guò)程,也是科學(xué)思維方式不斷豐富和迭代的過(guò)程。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力已經(jīng)成為各學(xué)科課標(biāo)的共識(shí),這就需要科學(xué)教師掌握科學(xué)思維方式,具有較高的科學(xué)思維能力。但是,大部分科學(xué)教師所接受的傳統(tǒng)科學(xué)教育更強(qiáng)調(diào)碎片化科學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)并用于解題。因此,隨著新時(shí)代科學(xué)教育目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)移到側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,首先要培養(yǎng)科學(xué)教師具有較高的科學(xué)思維能力。要提升科學(xué)教師的這一能力,可以從以下兩個(gè)方面開(kāi)展:一是梳理科學(xué)知識(shí)建立或者應(yīng)用于解決問(wèn)題中所蘊(yùn)含的思維方式,并把這些科學(xué)思維方式進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化,形成解決問(wèn)題的一般化思路;二是在解決真實(shí)情境問(wèn)題中遷移應(yīng)用這些科學(xué)思維方式,增加科學(xué)教師的科學(xué)思維過(guò)程體驗(yàn),從而使這些科學(xué)思維方式更容易被激活并提取。

再次,增加科學(xué)教師“做科學(xué)”的體驗(yàn),提升科學(xué)教師的科學(xué)實(shí)踐能力。國(guó)內(nèi)外科學(xué)教育研究普遍認(rèn)為,科學(xué)教育應(yīng)該把科學(xué)與工程實(shí)踐作為科學(xué)教育的核心內(nèi)容,并逐漸體現(xiàn)在各國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)之中。例如,我國(guó)新修訂的義務(wù)教育和普通高中階段的物理、化學(xué)、生物等各科學(xué)分科的課程目標(biāo),也都一致強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究實(shí)踐。因此,科學(xué)實(shí)踐育人已經(jīng)成為中小學(xué)各階段和國(guó)內(nèi)外課程標(biāo)準(zhǔn)的共同關(guān)注點(diǎn)。但是大部分科學(xué)教師在職前、職中培養(yǎng)過(guò)程中較少體驗(yàn)真正的科學(xué)實(shí)踐過(guò)程,因此面對(duì)做好科學(xué)教育加法這一時(shí)代要求,需要豐富科學(xué)教師“做科學(xué)”的體驗(yàn),提升科學(xué)教師的科學(xué)實(shí)踐能力,從而為其進(jìn)行科學(xué)教育做好準(zhǔn)備。

另外,需要通過(guò)科學(xué)教育有效促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí),因此需要提升科學(xué)教師自身的科學(xué)閱讀、寫(xiě)作能力,圍繞特定主題進(jìn)行讀寫(xiě)課程開(kāi)發(fā)的能力,以及指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)閱讀、寫(xiě)作的能力。科學(xué)自身的發(fā)展提供了新的科學(xué)教育內(nèi)容,并催生了新的教育方式,特別是人工智能、數(shù)字化技術(shù)對(duì)教育具有革命性影響,各類數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器、教學(xué)輔助手段日新月異,也豐富了科學(xué)教師培養(yǎng)內(nèi)容。

三、更新迭代科學(xué)教師培養(yǎng)方式,提升培養(yǎng)品質(zhì)和效率

信息時(shí)代的知識(shí)傳播手段和途徑更加豐富多樣,VR等技術(shù)層出不窮;同時(shí),科學(xué)教育對(duì)科學(xué)教師的知識(shí)、思維能力、探究實(shí)踐能力等方面提出新的更高要求。因此,科學(xué)教師的培養(yǎng)方式也需要迭代升級(jí),提升科學(xué)教師培養(yǎng)的品質(zhì)和效率。

首先,采用浸入式、體驗(yàn)式培養(yǎng)方式,引導(dǎo)科學(xué)教師深度參與科學(xué)實(shí)踐和科學(xué)教育研究??茖W(xué)教師需要真正經(jīng)歷科學(xué)實(shí)踐過(guò)程,這里的實(shí)踐不僅僅指驗(yàn)證或者探究物理規(guī)律的科學(xué)實(shí)驗(yàn),還包括應(yīng)用所學(xué)科學(xué)知識(shí)、方法進(jìn)行科學(xué)解釋、科學(xué)論證、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng),這樣才能獲得豐富的科學(xué)實(shí)踐體驗(yàn)。沒(méi)有豐富的科學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)教師很難教好科學(xué)課。要更新科學(xué)教師的教學(xué)理念往往非常困難,可以引導(dǎo)科學(xué)教師參與科學(xué)教育研究,深度研究、對(duì)比不同教學(xué)理念和不同教學(xué)方式的效果差異,基于實(shí)證改進(jìn)科學(xué)教學(xué)理念,從而以更高水平的科學(xué)教育研究支撐更高品質(zhì)的科學(xué)教育實(shí)踐。

其次,拓寬科學(xué)教師培養(yǎng)途徑,提升科學(xué)教師綜合素養(yǎng)。教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》提出“增加并建強(qiáng)一批培養(yǎng)中小學(xué)科學(xué)類課程教師的師范類專業(yè),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力”“鼓勵(lì)高水平綜合性大學(xué)參與教師培養(yǎng),從源頭上加強(qiáng)高素質(zhì)專業(yè)化科學(xué)類課程教師供給”??茖W(xué)機(jī)構(gòu)參與科學(xué)教師教育,既是必要的也是可行的,對(duì)其自身的科學(xué)研究和科學(xué)教師教育都有積極促進(jìn)作用。[5] 強(qiáng)化與科學(xué)相關(guān)的部門通力協(xié)作,統(tǒng)籌動(dòng)員高校、科研院所、科技館、博物館、文化館、圖書(shū)館等單位,向科學(xué)教師開(kāi)放所屬的場(chǎng)館、基地等科學(xué)教育資源,為廣泛實(shí)施對(duì)科學(xué)教師進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐培養(yǎng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。還可積極動(dòng)員各類企業(yè),尤其是與高精尖技術(shù)密切相關(guān)的科技企業(yè),與學(xué)校科學(xué)教師合作開(kāi)發(fā)基于企業(yè)科技資源的科學(xué)創(chuàng)新課程。

同時(shí),為了激發(fā)科學(xué)教師的探究欲望和參加科學(xué)教師培養(yǎng)活動(dòng)的主動(dòng)性,可以基于目標(biāo)導(dǎo)向和問(wèn)題導(dǎo)向設(shè)計(jì)教師培養(yǎng)課程體系。這類以目標(biāo)或者問(wèn)題為導(dǎo)向形成明確任務(wù)的科學(xué)教師培養(yǎng)方式,可以有效驅(qū)動(dòng)科學(xué)教師參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和熱情。例如,針對(duì)義務(wù)教育物理、化學(xué)、生物等科學(xué)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的跨學(xué)科學(xué)習(xí),開(kāi)設(shè)以提升科學(xué)教師跨學(xué)科教學(xué)能力的培養(yǎng)課程;針對(duì)科學(xué)教師挖掘科學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的思維方式存在的困難,開(kāi)設(shè)科學(xué)思維挖掘能力培養(yǎng)課程。

四、貫通科學(xué)教師職前和職中培養(yǎng),促進(jìn)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展

科學(xué)的知識(shí)內(nèi)容和探索途徑、科學(xué)教育對(duì)教師的專業(yè)要求、科學(xué)教師自身的專業(yè)需求等方面都是逐漸發(fā)展的,這就決定了作為人類科技文明成果傳播者的科學(xué)教師需要終身學(xué)習(xí),提升自身專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力。

科學(xué)教師培養(yǎng)需要將職前和職中兩個(gè)階段貫通起來(lái),形成合力。這里的“貫通”是以科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展為線索,培養(yǎng)內(nèi)容由淺入深、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的縱向關(guān)聯(lián),以及培養(yǎng)方式逐漸豐富多樣的發(fā)展過(guò)程?!柏炌ā敝饕盖昂髢蓚€(gè)階段的培養(yǎng)內(nèi)容、方式等方面的銜接和進(jìn)階。培養(yǎng)內(nèi)容的銜接和進(jìn)階,既是科學(xué)教師自身知識(shí)、教學(xué)方法等內(nèi)容結(jié)構(gòu)化和拓展延伸的需要,也是科學(xué)教師接受到的培養(yǎng)內(nèi)容在科學(xué)教育實(shí)踐中轉(zhuǎn)化為對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育的內(nèi)容和方法的需要。培養(yǎng)方式的銜接和進(jìn)階,既保證了科學(xué)教師學(xué)習(xí)習(xí)慣和認(rèn)知方式的適應(yīng)性,又進(jìn)一步拓寬了自身專業(yè)發(fā)展的方式和途徑。

只有將職前和職中培養(yǎng)有效銜接起來(lái),做到一以貫之,并且需要使職中培養(yǎng)在內(nèi)容的針對(duì)性、深度、廣度等方面相比職前培養(yǎng)都有所提升,才能在保持科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展連貫性基礎(chǔ)上,促進(jìn)科學(xué)教師專業(yè)可持續(xù)發(fā)展。2022年北京教科院對(duì)中學(xué)物理教師的科學(xué)觀調(diào)研發(fā)現(xiàn):職前和職中普遍缺乏對(duì)科學(xué)觀的培養(yǎng)。但科學(xué)觀是科學(xué)教育的重要內(nèi)容,這就要求在科學(xué)教師培養(yǎng)中加強(qiáng)對(duì)科學(xué)教師科學(xué)觀的培養(yǎng)。可以將科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)等內(nèi)容納入職前和職中科學(xué)教師培養(yǎng)課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)從職前到職中既前后相互銜接又逐漸進(jìn)階的課程體系,以促進(jìn)科學(xué)教師形成良好的科學(xué)觀。在職前和職中培養(yǎng)內(nèi)容銜接的基礎(chǔ)上,還應(yīng)關(guān)注內(nèi)容的進(jìn)階性,例如實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范、板書(shū)、板畫(huà)、PPT使用等教學(xué)基本功是科學(xué)教師職前培養(yǎng)的重要內(nèi)容,職中培養(yǎng)應(yīng)在關(guān)注這些教學(xué)基本功的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、數(shù)字傳感器使用、數(shù)據(jù)處理軟件使用等內(nèi)容。

為了提升創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)水平,實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育支撐服務(wù)一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo),加強(qiáng)科學(xué)教育是根本途徑??茖W(xué)教師是學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想的啟蒙者,是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的“施工人”,是培養(yǎng)科技拔尖創(chuàng)新人才的主力軍,是做好科學(xué)教育加法的“做題人”。加強(qiáng)科學(xué)教師培養(yǎng),建設(shè)一支高水平的科學(xué)教師隊(duì)伍,既是當(dāng)前做好科學(xué)教育加法的需要,更是功在當(dāng)代、利在千秋的強(qiáng)國(guó)之基。

注釋:

[1] 鄭永和,楊宣洋,王晶瑩等.我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍現(xiàn)狀、影響與建議:基于31個(gè)省份的大規(guī)模調(diào)研[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2023,4104):1-21.

[2] 裴新寧. 重新思考科學(xué)教育[J]. 科學(xué)教育與博物館,2021704),272-277.

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(張玉峰,北京教育科學(xué)研究院物理教研員)

《人民教育》2023年第19

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