科学推理能力测评:关键技能、应用工具与实现路径

科学推理能力历来是理科教育高阶思维培育的核心目标之一,《义务教育物理课程标准(2022年版)》尤为强调其重要性,关注证据生成和证据评估。阐述了科学推理能力的研究背景,考察其关键技能,剖析其测评工具,旨在为科学推理能力培养提供启示。

中法高中物理教材科学探究活动比较研究

进入21世纪以来,世界多国启动科学课程改革,科学探究作为核心内容被写入多国课程标准。文章选择中法两国具有一定代表性的中国人教版和法国校园课本出版社版高中物理教材作为研究对象,比较科学探究活动的设计,探讨教材中科学探究的主题设置、呈现形式、预设活动等。基于已有研究并结合对象特点,确定比较维度和指标体系,深度剖析两套教材中的科学探究活动,并从教材对探究活动的内容定位、呈现方式、开展活动的预设三个维度进行比较。研究发现,在探究活动内容上,人教版教材更注重基础知识;在活动呈现上,两套教材均能引导学生思考,培养探究能力;在开展活动的预设上,两套教材均以实验探究为主,但在其他活动分配上各有侧重。希望研究结果能够为教材编写和对科学探究的深入讨论和实践提供借鉴。

计算教育学视域下的ChatGPT:内涵、主题、反思与挑战

以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术进阶推动了计算教育时代数据密集型范式的转型升级,并将计算教育学推向发展关键期。本文首先探讨以ChatGPT为代表的生成式人工智能大模型的价值内涵,从而揭示人工智能进阶推动计算教育学范式升级的要旨。通过使用社会网络分析和数据挖掘方法探讨“师-生-机”知识生成所涌现的教育研究主题,并根据核心领域关系图谱从技术突破、学生学习、教师教学和学校教育四个方面解析学校场域中“师-生-机”多主体研究共同推进计算教育学研究的纵深发展,由此勾勒出强算法算力驱动计算教育学迭代的人机共融的多元化研究图景。再进一步反思ChatGPT教育应用的工具而非目的性,ChatGPT作为一种协助写作的技术手段而非负责任的主体;作为教学的增强和补充方式而非取代教师角色;配合辅助学生学习而不可产生过度依赖。最后从理论建构与决策赋能方面探讨ChatGPT带来计算教育学发展的关键挑战,即探索基于教育计算的基础理论建构、推进计算教育学的结构规则演进、践行计算教育学的环境构建与应用实践、提升教师能力达成教育计算的育人取向、防范智能应用数据的隐私与偏见风险。

科学高阶思维:内涵价值、结构功能与实践进路

随着美国《新一代科学教育标准》的实施和我国新课程标准的推进,指向科学实践的高阶思维教学目标愈加明显。本文从对高阶思维经典内涵与结构逻辑的分类剖析中探寻科学高阶思维的本体特质,并从国内外科学教育政策和课程标准中提炼科学高阶思维的属性特质,从而明确科学高阶思维的内涵定位并构建了科学高阶思维的系统结构模型。科学高阶思维是一种具备高阶思维的层级与系统结构本体,并体现科学学科认知加工方式与特征,且对于学科领域有普适价值和方法论指导意义的较高水平的认知思维能力。作为一个多维交互的动态系统,其本质体现在学生创造性地解决科学情境问题的认知过程之中;以科学推理、科学论证和科学建模为领域属性并承担操作与执行的功能;同时,元认知与批判性思维负责调控与判断;此外,科学态度、学习动机及自我效能感等调节并影响着科学思维系统的运行。当前,科学高阶思维的培养应重点落脚于构建科学高阶思维进阶课程体系、创新科学高阶思维课堂教学模式、充分发挥信息技术的思维支架功能等方面。

基于2022年版课标的初中物理科学推理能力测评研究与教学建议

科学推理作为科学思维的核心内容,是《义务教育物理课程标准(2022版)》的关键素养之一。通过系统性文献综述,以科学推理8个关键技能作为维度,即问题识别、问题提出、假设生成、实验设计与搭建、证据生成、证据评价、得出结论、沟通与审查,构建初中生科学推理能力测评框架,并将各维度划分为3级水平,以初中物理“串联电路中的电流大小”为例,编制科学推理能力测试题,对初三学生科学推理能力进行测评。并进一步探究其子技能的内在影响关系,以及与学业成绩之间的关联,最后给出相应的教学建议。

菲律宾科学教师专业标准的内容、特点与启示

为提升科学教育质量,许多国家研制和落实了科学教师专业标准,建立了科学教师培养体系。菲律宾于2011年颁布《菲律宾科学教师教育框架》,该框架借鉴了澳大利亚科学教师专业标准,从专业知识、专业实践和专业属性三个维度明确了科学教师专业发展的本质,突出了对科学教师知识与能力的要求,关注科学教师的持续专业发展,并强调科学教师应以学生为中心,推动了科学教师团队的专业化建设。我国目前还未制定具有针对性的科学教师专业标准,《菲律宾科学教师教育框架》可为我国科学教师专业标准研制提供参考。

STEM导向的当代国际科学教育研究图景--基于NARST 2020年会的文本挖掘

科学教育是建设创新型国家以及呼应科教强国政策的根本,对于科技创新人才的培养至关重要。美国国家科学教学研究学会的年会代表了全球最高规格的科学教育研究盛典,基于NARST 2020年会报告题目和摘要,采用定性与定量相结合的文本分析法,依次进行了词频分析、主题建构和共现演化三个阶段的研究。研究发现:教师的教、学生的学、教师教育、课程评估、科学文化是本届科学教育年会五个研究领域,STEM是贯穿其中的核心议题。基于行为科学理论、活动理论和知识整合理论的管理学与教育学的跨学科研究框架和关键要素,可以把STEM研究划分为理论-实践、结构-功能,宏观-微观和心理-行动这八个维度构成的多元分析框架;无监督LDA主题模型的关系建模全面、清晰地确定了全球科学教育最新的六大研究主题的发展脉络与趋势;国际科学教育研究极为重视职前和职后教师教育,高质量的教师是科学教育改革的重要引擎和支撑,教师的教与学生的学是探究教学机制的关键。最后对西方思潮影响的中国科学教育改革提出了审思。

基于管道理论的美国中小学STEM课程开发探析

STEM管道理论是用越来越狭窄的"管道"形容学生从最初进行STEM学习,到最终取得STEM学位并从事STEM相关职业的过程。美国"国家纵向教育研究"的数据表明,在管道的每一个连接点几乎都会出现人才流失问题,只有极少数学生最终选择STEM专业,许多学生对STEM专业失去兴趣而中途退学或换专业。同时,也有相当一部分从事STEM职业的人并非是由管道输出的。文章基于管道理论以及当前美国STEM学校的人才培养策略,通过分析美国的STEM课程与教学改进方案,探索未来STEM学校的人才培养模式,探讨中小学如何激发并维持学生对STEM的学习兴趣。

山东省青少年体质健康促进与智慧化干预现状分析

青少年是未来实现"中国梦"的主力军,也是全民健身国家战略实施的重点推广人群,但一些体制指标却呈连续下降趋势,因此强化对青少年的体质健康促进与干预已经变得越来越重要.随着智慧星球概念的提出,智慧体育随之提出,成为智慧星球概念的一部分.体育作为学校工作的重要组成部分,智慧体育的发生与发展对青少年健康监测与干预会起到重要作用.为充分了解山东省智慧体育对青少年体质健康的促进与干预现状,本文从青少年对健康的认识态度、青少年身边的智慧体育现状、青少年对智慧化体质干预的认识以及对智慧化干预的期望四个方面设计了29个问题进行了问卷调查,并对调查数据进行统计分析,为智慧化干预青少年体制健康提供可参考依据.

我国中学生生物学科能力演变——基于课程标准的内容分析

为了解我国中学生生物学科能力发展历程,文章对我国发布的51份中学生物课程标准进行内容分析,使用质性文本分析法,利用生物学科能力分类框架,将课程标准蕴含的学科能力划分为五个维度,并对其进行统计分析,分析中学生生物学科能力的演进规律。研究发现,我国中学生生物学科能力中,基本能力和综合能力始终处于基础性地位,问题解决能力趋于多元化,认识论能力稳步继承与发展,创新性思维能力经历了从无到有的过程。此外,研究审思了中学生生物学科能力由单一分离到多元融合发展以及不同历史时期的价值取向迥异两大特征,提出在后续生物课程标准的修订中,可加强对中学生学科能力的建构,注重学科能力的多元发展,提高初高中学段学科能力培养的连贯性。

国际科学教育坐标中的我国中学物理教育研究:基于文献计量学的国际比较研究

文章基于知识图谱可视化的方法,对国内外中学物理相关研究文献进行分析,得出了两点发现。第一,1993-2017年,我国中学物理发文量总体呈上升趋势,近几年比较稳定,形成了权威学术机构研究中学物理的潮流。第二,国内外中学物理教育研究在研究范围、研究主题、研究方法等方面存在很大的差异,具体表现为三点:一是国内中学物理研究范围比较窄,而国际中学物理研究非常广泛;二是在研究主题方面,国际上对教师、学生、物理学科、教学理论、学习工具、物理学科融合等进行了较为深入的研究,而我国侧重于物理课程标准、教材、教学规律等政策性文本解读和教育理论层面的研究;三是在研究方法方面,我国侧重于行动研究和思辨研究,而国际上进行了较多具体探究课堂环境改进的实证研究,并开展了为期较长的纵向研究。

基于物理情境的高中生科学推理能力测评与教学建议

通过系统性文献综述,以提出问题与做出假设、设计实验与生成证据、解释数据和得出结论构建高中生科学推理能力测评框架,将各维度划分为3级水平,以“天体运动”“力与运动”和“电磁感应”等内容为例,编制科学推理能力测试题,对高中生科学推理能力进行测评,并进一步探究其影响因素,为高中生物理科学推理能力培养提供建议。

论证驱动的探究教学模式在物理教学中的应用

论证驱动探究教学模式是基于探究的学习和科学论证的结合,为学生提供了使用、实践和发展科学推理技能的机会.本研究通过探究ADI与学生、教师科学推理能力之间的影响关系,旨在证明论证驱动探究教学模式(ADI)能很好地发展教师和学生的科学推理能力.通过物理案例分析研究,在实践上证明了该教学模式对课堂的促进效用,为促进论证驱动探究教学模式(ADI)在实践中运用具有积极作用.

基于模糊神经网络的学生科学素养影响机制研究

科学素养的影响机制对教育策略优化、人才培养质量提升,以及社会科技创新与可持续发展具有深远影响。然而,传统的经典教育统计学方法难以全面揭示这一复杂过程。为突破这一局限,采用先进的模糊神经网络技术,对包含53个国家共计113,314个有效样本的PISA2015数据库进行深度的数据挖掘分析。在特征选择后,识别出十项对学生科学素养提升具有积极影响的因素和一项消极影响因素。结果显示,社会经济发展水平是决定学生科学素养水平的关键因素;家庭教育投入与科学素养水平之间存在最强关联性;学习品质、高阶思维能力及科学本质理解在科学素养发展中起到核心推动作用;而信息技术的应用在影响学生科学学业表现上呈双刃剑效应。基于以上发现,建议教育领域顺应智能时代趋势,利用机器学习进行数据挖掘,推动计算教育学研究范式的转型;优化教育资源分配结构以促进科学素养教育公平;并革新学生培养策略,以实现学生科学素养的高质量发展。

西方社会情感学习的成功密码:核心场域与关系网络

西方的社会情感学习研究由来已久,在国际社会组织以及国家层面得到了广泛的认同,形成了风靡全球的理论和实践研究。本文首先探讨了西方社会情感学习的核心场域,深度剖析了基于学校和课堂的行动及评估活动;接着系统研究了西方社会情感学习的关系网络,揭示了以循证为导向的多元协同环境的构建;最后从探索社会情感能力的作用过程、开发跨学科课程群、形成和谐的校内外多维关系网、建构认知发展与社会情感能力相辅相成的生成机制这四个层面,对西方社会情感学习研究的国际经验和本土行动提出了展望。