科学探究与创新意识素养如何考?——2024年等级考实验题分析及对教学的启示

本文以《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(文中简称“课程标准”)为依据,分析、提炼科学探究与创新意识素养考查的问题结构和指向素养内涵发展进阶的水平要求;以2024年11套普通高中学业水平等级性考试化学卷中与化学实验相关的试题为样本,分析试题对科学探究与创新意识素养考查的基本情况,并结合具体案例对指向科学探究与创新意识素养内涵的不同水平试题的特点进行了深入分析,提出学业水平等级性考试化学实验相关试题对高中化学实验教学的启示。

开展综合实践活动 培育科学探究素养——以“如何测定菠菜中铁元素的含量”为例

以沪科版《普通高中教科书〈化学〉必修第二册》第5章项目学习活动“如何测定菠菜中铁元素的含量”为例,在“科学探究与创新意识”素养导向下,立足学生全面个性发展,做好科学细致的教学分析;基于校情、师资、学情和教材资源,开展综合实践活动,注重“教-学-评”一体化设计;基于情境设置问题导引,拓展时空贯通学习过程;关注学生科学经历体验,开展问题导学的探究学习活动;贴近经验发现问题,体验试错学会方法,亲身感悟问题解决,有效落实教学目标,培育学生科学探究素养。

基于HPS教育理念的地理师范生科学探究能力培养探究

文章首先阐述了基于HPS教育理念的地理师范生科学探究能力培养的重要性,然后分析了基于HPS教育理念的地理师范生科学探究能力培养的瓶颈,接着论述了基于HPS教育理念的地理师范生科学探究能力培养实践,最后说明了基于HPS教育理念的地理师范生科学探究能力培养成效。

虚拟科学探究学习:内涵、价值与实施框架

虚拟科学探究学习作为一种虚拟实验环境与科学探究活动有效融合的新型学习形式,在培养学习者科学素养方面具有重要作用。但目前缺乏对虚拟科学探究学习的概念、价值和实施方式等问题的深入探索和准确认识,这阻碍了其在实践中的有效应用和价值发挥。虚拟科学探究学习的本质是以学习者的自主探究实践为中心,通过创设虚实融合的学习环境,设计探究性的学习活动,提供适应性的过程支持等,促进学习者的科学观察具象化、探究过程有序性、知识获取整合性和能力发展迁移性。设计虚拟科学探究学习活动,应坚持以探究式教学理念为引领、以交互式学习环境为支撑、以过程性学习评价为助力、以智能化学习干预为保障的设计原则,构建以数智技术为底座,融合环境、活动和过程要素,支持学习者开展虚拟环境下交互式科学探究活动的实施框架,实现科学核心素养的培养目标。未来研究应在强基固本、育人为先、精准赋能和人机协同等方面加强理论和实践探索,为我国高质量虚拟科学探究学习的有效开展提供有益参考。

高中科学教学从“科学探究”到“科学实践”变革的研究

为扭转现行科学探究教学呈现的空泛化和表层化的现象,依托于课程和教学改革,从义务教育阶段科学到高中阶段科学(物理、化学、生物学)各学科的课程标准,均极力倡导科学实践。将科学探究转变到科学实践,不仅要提升学生的实践和论证能力,更要教会学生认识科学的本质。文章建立了跨学科主题“植物细胞中DNA的粗提取”及“理想气体的状态方程”,并解决现实生活中的相关问题。实践证明,跨学科核心概念、思想和方法的主题式教学是践行科学实践的有效路径。

智能技术赋能虚拟科学探究学习过程评价与适应性反馈研究

虚拟科学探究学习过程的自动评价和适应性反馈是提升探究学习效果的重要支撑手段。研究首先从虚拟科学探究学习过程要素表征和分析模型、自动分析与实时评价、适应性反馈三个方面概述了智能技术在虚拟科学探究学习中的应用现状,总结了当前技术应用面临的深层次探究要素表征难、不确定探究过程刻画难、适应性反馈生成难等现实挑战。其次,在此基础上,提出了基于活动流的底层计算模型构建、复杂探究过程动态监测与自动评价、可解释性归因的自适应反馈内容生成三个关键技术。再次,基于关键技术设计了虚拟科学实验自主探究学习平台的技术架构。最后,研究总结了当前研究的创新之处并提出未来建议,为智能技术赋能虚拟科学探究学习领域开展更深入的技术探索提供有益参考。

融合“NOBOOK”与“phyphox”技术的思维型科学探究教学设计与实施——以初中物理“音调”一课为例

以初中物理“音调”课程为例,探讨了如何融合“NOBOOK”和“phyphox”两项技术,设计并实施思维型科学探究教学。通过结合虚拟实验和实际数据采集分析,学生深入探索音调变化的原理,激发了学生的学习兴趣,提升解决问题的能力,同时在此过程中培养了他们的科学实验技能与高阶思维能力,为课堂教学的数字化转型提供启示。

探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解--能力的影响研究—基于“植物生理学实验”课程

文章基于“植物生理学实验”课程,对探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解能力的影响进行了研究,采用准实验设计,选取40名生物学师范生作为研究对象,进行科学探究理解能力的前后测评,结果显示,探究式实验教学对生物学师范生科学探究理解能力的各维度都有积极影响。

立足科学探究 全面培养探究能力——人教版义务教育教科书物理第四章“光现象”教材编写思考

根据《义务教育物理课程标准(2022年版)》编写的人教版义务教育教科书物理八年级上册第四章“光现象”,包含两个课程标准要求的科学探究活动——探究光的反射定律和探究平面镜成像的特点,是以科学探究的思路设计的.教材对核心素养的培养渗透于各个探究活动中,包括以光的传播为线索认识光、建立光线模型、培养证据意识等,也为下一章“透镜”的学习奠定了基础.

学前教育科学探究活动的设计与实施

科学探究活动作为一种以自然环境和现实生活为蓝本的多元实践活动,涵盖了多个领域的学科知识,是学前启蒙教育的重要组成部分,具有较高的教育价值。因此,学前教师应立足幼儿的认知阶段和思维特点,创新科学探究活动的设计思路和实施形式,激发幼儿对外界环境和科学现象的好奇心,引导幼儿自主发现科学现象,合作分析科学原理,在全面落实学前教育科学探究活动的基础上,全面提升幼儿的科学素养。

基于教材化学实验指导学生开展课外科学探究

教师依据教材中的化学实验资源,进行资源整合、优化、拓展和延伸,有助于指导学生开展课外科学探究项目,如青少年科技实践活动、青少年科技创新大赛比赛项目,调动学生的主观能动性,进行自主、探究式学习,有助于提高学生综合运用已有知识提出问题、分析问题和解决问题的能力,落实化学学科素养,提升科学素质。

基于培育科学探究素养关键活动与发展路径的教学实践——以“化学反应与电能”为例

科学探究素养可从实践层面激励学生勇于创新,发展实践探究能力,提升问题解决能力,成为具有社会担当的合格公民。在科学探究素养的培育过程中,设计能引发学生开展探究的真实情境问题是关键,而促进学生对知识进行迁移整合、训练学生的高阶思维、使学生形成科学思维方法是根本。教师可从问题生成、开展探究、证据推理、合作交流出发,建构培育科学探究素养关键活动与发展路径的模型。具体教学中,教师可参照模型,创设情境问题以推动概念理解,开展科学探究以引导获取证据,训练高阶思维以优化认知模型,落实科学探究素养的培育。

青少年科学探究夏令营的组织与思考——以秦岭生态科考夏令营为例

进入21世纪以来,科技创新成为驱动经济和社会发展的主要动力,而人才成为国家(地区)之间竞争的核心要素,如何有效培养创新人才成为全球各国关注的焦点。在中国,青少年人口有近3.76亿,加强科学教育,提升广大青少年的学习能力和综合素质,是培养未来科技创新后备人才的重要基础。

优化高中物理实验教学 提升科学探究核心素养

实验是培育科学探究核心素养的最主要载体,教师要重视高中物理实验教学的优化。在优化构思设计、引导探究实践时,教师可基于问题驱动、问题要素分析、实验设计能力,以引入实验主题、建构实验情境、给予进阶提示。在优化操作指导、提升“做中学”能力时,教师可抓牢常规落实、拓宽实践时空、强调手脑并用、有意识地留白,以提升态度责任、夯实操作技能、提高实验素养、引导独立探索。在优化总结反思、以批判性思维促进探究能力时,教师可立足“在实证基础上建构理论体系”的课堂总基调,对学生实验以书写实验报告来强化反思质疑,对演示实验以激发兴趣来鼓励反思质疑。

幼儿科学探究活动的设计与实施——以“水的循环”主题活动为例

在21世纪的教育视野下,科学素养的培养成为幼儿教育不可或缺的一部分,科学探究活动作为培养这一素养的关键途径,也日益受到教育者的重视。幼儿期是个体认知发展与好奇心最旺盛的阶段,通过科学探究活动,幼儿能够在探索自然现象的过程中,初步构建科学概念,激发对周围世界的探索欲望。其中,“水的循环”作为自然界中最直观且与人类生活密切相关的科学现象之一,成为幼儿科学教育的常见主题之一。

2017—2023年北京高考生物学试题对科学探究核心素养的考查分析

为深入了解高考生物学试题如何对科学探究核心素养进行考查,本文参照《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》,对2017—2023年北京高考生物学试题中科学探究试题进行了系统分析。研究表明,科学探究类试题数量占比≥40%,包括选择题和非选择题2个题型,考查范围覆盖了高中生物学教材的5个模块20个章节,其中基因工程、基因和染色体的关系、免疫调节与细胞的能量供应和利用考查频率较高。在学业质量水平方面,选择题多处于水平1~2;非选择题的考查在4个水平均有涉及,其中在水平1、2、3和4的考查百分数分别为9%、40%、40%和11%;在学科能力方面,选择题主要考查理解和应用,非选择题侧重考查应用、思辨和创新。以高频考点基因工程为例,可以得出科学探究试题趋向于更为复杂的实验情境,学业质量水平和学科能力要求提高,并出现多个知识点交叉融合的综合性题目。本研究可为中学生物学科学探究核心素养的培养提供一些启示和参考。

“科教兴国”战略下生物学师范生科学探究素养的提升策略

科学探究素养是生物学教师科学素养的重要组成,中学生的科学探究素养水平与教师的探究素养水平密切相关。生物学师范生是我国中学生物学教师队伍的后备力量。立足生物学教师科学素养,结合生物学学科性质,制定生物学师范生科学探究素养提升策略,是促进生物学学科核心素养目标有效落实的重要路径。

基于虚拟设计性物理实验的科学探究能力评价研究——以美国科罗拉多州立大学虚拟设计性物理实验为例

科学探究能力是体现科学素养水平的重要指标,科学探究能力的培养已成为当前国际科学教育改革的核心理念。物理课程标准对科学探究及大学物理实验能力作出了明确的要求。但是,目前在“设计性物理实验”中表现出的科学探究能力的评价体系并不完整。为此,本研究构建了基于虚拟设计性物理实验的科学探究能力评价量表及结构方程模型,该模型在有效性和合理性等方面均达到标准。同时本研究根据模型拟合结果对科学探究能力各维度设置了相应权重。基于此模型进行实证研究,结果表明,不同性别的学生在科学探究能力方面存在显著差异,而不同年级的学生则没有显著差异。此外,学生已有的知识水平对科学探究能力下“分析与论证”维度起到了较为显著的调节作用。

生态与环境实验教学培养科学探究能力的策略与实践

以生态与环境实验教学为例,创设科学探究情境,在教与学的过程中,开展真实的研究体验和不同形式的反思活动,重视数学方法处理数据与分析实验结果,更好地提升教与学的有效性,落实生物学科学探究能力的培养。

巧用信息技术建构大班幼儿科学探究活动

科学探究活动是符合幼儿发展特征,满足幼儿发展需求的教学活动之一。信息技术在幼儿教育领域广泛运用的过程中,幼儿科学探究活动也要顺应教育信息化潮流的发展。对此,幼儿教师要精心设计,探寻信息化科学探究活动;巧妙实施,贯彻信息化科学探究活动;高效总结,提升信息化科学探究活动。本文以信息技术为驱动,探索大班幼儿科学探究活动组织和实施路径,培养幼儿的科学探究品质,旨在提升科学探究活动的质量和水平。