教育科學規劃2025年度重點課題申報書、課題設計論證求知探理明教育，創新鑄魂興未來。九年一貫制學校科學思維課堂教學進階設計與實施研究課題設計論證一、研究現狀、選題意義、研究價值（一）研究現狀近年來，隨著教育改革的不斷推進，九年一貫制學校在科學思維課堂教學方面取得了一定進展。部分學校開始意識到科學思維培養的重要性，嘗試將科學思維的訓練融入日常教學中。一些先行學校積極探索跨學科融合教學模式，打破學科界限，以項目式學習、主題探究等方式引導學生綜合運用知識，解決實際問題，促進科學思維的發展。例如，杭州師范大學東城實驗學校開展的《九年一貫制學校階梯式思維課堂的實踐研究》，歷經多年實踐，探索不同學段學生思維發展規律，構建階梯式思維課堂架構，分學段研究思維課堂范式及學科思維發展要素，取得了豐碩成果，為同類學校提供了有益借鑒。然而，當前九年一貫制學校科學思維課堂教學仍存在一些問題亟待解決。一方面，教學方法上，傳統的灌輸式教學在部分課堂依然占據主導，學生多處于被動接受知識的狀態，缺乏主動思考、質疑探究的機會，難以有效激發科學思維潛能。另一方面，不同學段教學銜接不夠緊密，小學與初中科學教學在目標、內容、方法上未能實現有機連貫，導致學生科學思維發展出現斷層。此外，教師隊伍的科學思維教學能力參差不齊，部分教師對科學思維內涵把握不足，缺乏系統培養學生科學思維的策略與方法。（二）選題意義順應時代發展需求：當今社會，科技迅猛發展，創新驅動成為國家發展的核心動力。具備良好科學思維的人才，能夠更好地適應快速變化的科技環境，為國家的科技進步、產業升級貢獻力量。九年一貫制學校作為基礎教育的重要階段，肩負著為學生未來奠基的重任，開展科學思維課堂教學進階設計與實施研究，有助于從小培養學生的科學思維習慣，為國家儲備創新型人才。契合學生成長規律：九年一貫制涵蓋小學與初中階段，是學生身心發展和認知成長的關鍵時期。依據皮亞杰的兒童思維發展理論，這一時期學生的思維從具體形象逐步向抽象邏輯過渡。在此過程中，科學思維課堂教學的進階設計能夠根據學生不同階段的思維特點，提供適宜的學習內容與方法，精準助力學生思維能力的提升，促進學生全面發展。深化教育教學改革：聚焦九年一貫制學校科學思維課堂教學的研究，有助于打破傳統教學的學科壁壘與學段分割，探索出一套連貫、系統的科學思維培養路徑。這不僅能豐富基礎教育階段科學教育的理論與實踐體系，還可為其他學科教學改革提供新思路，推動整個基礎教育朝著更加注重學生核心素養培養的方向發展。（三）研究價值理論豐富價值：本研究將深入剖析九年一貫制學校科學思維課堂教學的內在規律，進一步完善科學思維培養的理論框架。通過對不同學段學生科學思維發展特點、影響因素及培養策略的系統探究，為科學教育領域提供具有針對性的理論支撐，填補九年一貫制學校科學思維教學研究的部分空白。實踐指導價值：研究成果將直接服務于九年一貫制學校的課堂教學實踐。為教師提供科學、系統的教學進階設計方案與實施策略，幫助教師明晰各學段教學重點與銜接要點，掌握有效的科學思維訓練方法，提升教學質量，使學生真正受益于科學思維的培養，提高學習效果與綜合素養。教育創新價值：探索九年一貫制學校科學思維課堂教學的新模式、新方法，本身就是教育創新的實踐。這種創新不僅體現在教學內容與形式上，更在于對教育理念的更新，強調以學生為中心，關注學生終身發展所需的科學思維能力，為教育改革注入新活力，推動九年一貫制學校教育特色化、優質化發展。二、研究目標、研究內容、重要觀點（一）研究目標構建九年一貫制學校科學思維課堂教學的進階模型。深入剖析不同學段學生科學思維發展的階段性特征與連續性需求，結合學科知識體系，搭建從小學低年級到初中高年級逐步進階、螺旋上升的教學框架，明確各學段教學目標、內容與方法的銜接要點，為科學思維教學提供系統的操作指南。研發適用于九年一貫制學校科學思維課堂的進階式教學方法與策略。探索多樣化、趣味性強且契合學生認知規律的教學手段，如情境教學、項目式學習、問題驅動式教學等，激發學生主動參與科學思維活動的積極性，提升學生在觀察、實驗、分析、推理、創新等方面的科學思維能力，使學生能夠靈活運用科學思維解決實際問題。提升教師的科學思維教學專業素養與實踐能力。通過系列培訓、研討、實踐反思等活動，幫助教師深刻理解科學思維內涵與進階教學理念，掌握有效的教學方法與評價策略，能夠依據學生特點和教學實際精準設計教學方案，促進教師專業成長，打造一支高素質的科學思維教學師資隊伍。顯著提高學生的科學思維品質與綜合素養。以課堂教學為核心陣地，借助豐富多元的教學活動，培養學生嚴謹、創新、批判性等科學思維品質，促進學生在知識學習、能力提升、態度養成等方面協同發展，為學生后續的學習、生活以及未來投身科技創新領域奠定堅實基礎。（二）研究內容九年一貫制學校學生科學思維發展特征的縱向研究。綜合運用教育心理學、腦科學等理論，通過問卷調查、課堂觀察、學生作品分析、思維測評等方法，系統追蹤學生從小學到初中階段科學思維發展的動態軌跡，剖析不同年級、不同性別學生在科學思維各維度（如邏輯思維、形象思維、創新思維、批判性思維等）上的發展速度、水平差異以及關鍵轉折點，繪制科學思維發展的年齡特征曲線，為教學進階設計提供精準依據。基于課程標準的科學思維課堂教學目標進階體系構建。細致研讀小學科學、初中科學課程標準，梳理不同學段課程目標中對科學思維培養的要求，結合教材知識編排邏輯，將總體目標細化分解為各年級、各學期、各單元乃至每節課的具體教學目標，確保教學目標層次分明、梯度合理，既體現連貫性又突出階段性，形成從簡單到復雜、從基礎到綜合的科學思維教學目標鏈。科學思維課堂教學內容的進階式編排與整合。打破學科界限，以科學主題為線索，對小學與初中的科學教材內容進行系統梳理與重新整合，篩選出適合不同學段學生思維發展水平的核心知識與拓展內容，設計跨學科、綜合性的學習項目，如“校園生態系統的探究”“新能源的開發與利用”等，讓學生在解決復雜問題的過程中，實現科學思維的逐步進階，體會知識的內在聯系與應用價值。進階式科學思維教學方法與策略的探索與實踐。針對不同教學環節（導入、探究、總結、拓展等）與不同課型（新授課、實驗課、復習課等），研究如何靈活運用情境創設、問題引導、小組合作、探究實驗、模型建構等教學方法激發學生思維；探索基于學生思維發展差異的分層教學、個別輔導策略；分析信息技術（如虛擬實驗室、智能學習平臺、教育APP等）在支持科學思維教學進階中的應用優勢與有效模式，通過行動研究不斷優化教學方法組合，提升教學效果。科學思維課堂教學評價體系的構建與實施。依據科學思維培養目標與教學內容進階特點，構建多元化、過程性的教學評價體系，涵蓋學生課堂表現、作業完成、項目成果、測試成績等多維度數據；創新評價方式，采用教師評價、學生自評、互評、家長評價等多元主體參與模式；注重對學生思維過程的診斷性評價，如思維路徑的合理性、思維方法的運用熟練度、思維品質的展現等，及時反饋評價結果，為教學調整與學生自我改進提供有力支撐。（三）重要觀點科學思維培養需遵循學生認知發展的階段性與連續性規律。學生的科學思維從幼稚走向成熟是一個漸進的過程，不同學段有著不同的思維發展特點與任務。九年一貫制學校應立足這一成長規律，在教學內容、方法、評價等方面進行系統設計，小學階段注重形象思維、直觀體驗的積累，為初中抽象邏輯思維的發展筑牢根基；初中階段則在鞏固基礎的同時，著重提升學生的批判性、創新性思維能力，實現思維發展的無縫銜接與螺旋上升。科學思維的培養要緊密融合學科知識教學。科學知識是科學思維的載體，脫離知識空談思維培養猶如無根之木。教師應深入挖掘教材中的科學思維要素，將思維訓練有機融入知識傳授過程，讓學生在學習科學概念、原理、規律的同時，經歷觀察、思考、質疑、探究、論證等思維過程，實現知識增長與思維發展的相互促進，提升學生運用科學知識解決實際問題的能力。情境創設與問題驅動是激發科學思維的關鍵動力。真實、有趣、富有啟發性的情境能夠喚醒學生的好奇心與求知欲，使其主動融入學習情境；精心設計的問題鏈則如思維的導火索，引導學生在解決問題的過程中不斷調用已有知識經驗，深入思考、推理、創新，逐步提升科學思維能力。教師應善于創設多樣化情境，提出層次遞進、邏輯嚴密的問題，激發學生思維的活躍度與深度。合作學習與自主探究是發展科學思維的有效途徑。學生在小組合作中，能夠相互交流、啟發、質疑，碰撞出思維的火花，拓寬思維視野；自主探究則給予學生獨立思考、實踐操作的空間，讓學生在探索未知的過程中鍛煉問題解決能力與創新思維。教師應合理組織合作學習活動，提供充足的自主探究機會，引導學生在互動協作中實現科學思維的共同成長。三、研究思路、研究方法、創新之處（一）研究思路本研究將遵循“理論研究—現狀調研—模型構建—實踐探索—總結推廣”的總體思路展開。首先，廣泛搜集與整理國內外科學思維培養、九年一貫制課程教學等相關理論文獻，深入剖析科學思維的內涵、要素、發展機制以及九年一貫制學校教學特點，為后續研究奠定堅實的理論基礎。其次，運用多種調研方法，對九年一貫制學校科學思維課堂教學現狀進行全面調查，精準把握當前教學中存在的問題與挑戰，明確學生科學思維發展的實際需求。在此基礎上，結合理論研究成果與調研數據，依據學生不同學段的思維發展規律，構建科學思維課堂教學進階模型，涵蓋教學目標、內容、方法、評價等各個維度，并精心設計具有針對性與可操作性的進階式教學方案。隨后，選取多所九年一貫制學校作為實驗校，開展為期較長的教學實踐探索，在實踐過程中，密切關注教學效果，及時收集師生反饋，通過行動研究法對教學方案進行反復優化與調整，驗證進階模型與教學策略的有效性。最后，系統總結實踐經驗與研究成果，形成一套成熟的九年一貫制學校科學思維課堂教學進階設計與實施模式，通過舉辦學術研討會、成果展示會等形式，向同類學校廣泛推廣，助力基礎教育階段科學思維教學質量的整體提升。（二）研究方法文獻研究法：全面查閱國內外關于科學思維培養、九年一貫制學校課程教學、學習進階理論等方面的學術著作、期刊論文、研究報告等文獻資料，梳理相關研究的發展脈絡、前沿動態與已有成果，精準把握研究現狀，為本課題研究提供深厚的理論支撐，借鑒先進的研究理念與方法，避免重復勞動，確保研究的科學性與前瞻性。調查研究法：針對九年一貫制學校科學思維課堂教學現狀，設計科學合理的調查問卷、訪談提綱與課堂觀察量表，分別面向學生、教師、學校管理者展開大規模調研。了解學生的科學思維水平、學習興趣、學習需求以及在不同學段面臨的思維發展困惑；掌握教師對科學思維教學的認知程度、教學方法運用情況、教學過程中遇到的問題；明晰學校在課程設置、教學資源配置、師資培訓等方面對科學思維教學的支持狀況。通過對調研數據的深入分析，找出當前教學存在的關鍵問題，為后續研究提供現實依據。案例分析法：選取具有代表性的九年一貫制學校作為案例研究對象，這些學校既包括在科學思維教學方面已取得一定成效、形成特色模式的先進校，也涵蓋處于探索階段、面臨諸多問題的普通校。深入剖析各案例校的課程體系架構、教學實踐過程、學生學習成果、教師成長路徑等方面的詳細資料，總結成功經驗與失敗教訓，挖掘其背后的影響因素與作用機制，為構建科學思維課堂教學進階模型與教學策略提供實踐范例與啟示。行動研究法：在多所九年一貫制學校組建研究團隊，聯合一線教師共同開展行動研究。將研究方案細化為具體的教學行動計劃，在真實的課堂教學情境中付諸實踐。教師在行動過程中，密切觀察學生的學習反應與思維變化，及時記錄教學過程中的問題與困惑；研究團隊定期組織研討活動，依據反饋信息對教學方案進行調整優化，再將改進后的方案應用于后續教學實踐，如此循環往復，通過持續的行動、反思、調整，不斷提升教學效果，驗證并完善研究成果。實驗研究法：選取一定數量的、具有相似生源質量與教學條件的九年一貫制學校，隨機分為實驗組與對照組。實驗組學校采用本課題研發的科學思維課堂教學進階設計方案與實施策略進行教學，對照組學校則沿用傳統教學模式。在實驗周期內，對兩組學生的科學思維發展水平、學習成績、學習態度等方面進行前測與后測，并運用統計分析方法對比兩組數據，以嚴謹的實驗證據驗證研究成果的有效性，明確科學思維課堂教學進階設計對學生發展的促進作用。（三）創新之處教學模式創新：打破傳統科學教學中學段分割、學科孤立的局面，構建九年一貫制的科學思維課堂教學進階模式。該模式依據學生從小學到初中連續九年的思維發展規律，將教學目標、內容、方法、評價等要素進行系統整合與精細分層，設計出一條連貫且逐級進階的科學思維培養路徑，確保學生在不同學段都能得到適宜的思維訓練，實現思維能力的螺旋式上升，填補九年一貫制學校科學思維教學系統性模式的空白。思維培養視角創新：突破以往單純關注知識傳授或單一思維能力培養的局限，將科學思維的多種維度（邏輯思維、形象思維、創新思維、批判性思維等）有機融合于課堂教學全過程。以真實問題情境為載體，引導學生在解決問題的過程中綜合運用多種思維方式，從不同角度分析問題、提出假設、驗證結論，促進學生科學思維的全面發展，使學生不僅掌握科學知識，更能養成科學思維習慣，提升運用科學思維解決復雜實際問題的能力。跨學科融合創新：充分發揮九年一貫制學校課程資源整合的優勢，探索科學思維培養的跨學科融合機制。打破科學學科內部界限，將物理、化學、生物、地理等學科知識圍繞科學主題進行重組，同時積極融入語文、數學、藝術等其他學科的思維方法與表現形式，創設跨學科學習項目。讓學生在綜合性學習活動中，拓寬思維視野，感受不同學科思維的碰撞與互補，培養跨學科思維能力，以適應未來社會對復合型人才的需求。評價體系創新：構建與科學思維課堂教學進階模式相匹配的多元化、過程性評價體系。摒棄傳統以考試成績為主的終結性評價方式，將評價貫穿于教學的各個環節，涵蓋學生課堂參與度、小組合作表現、實驗操作技能、項目成果展示、思維過程呈現等多個維度。采用教師評價、學生自評、互評、家長評價等多元主體評價模式，注重對學生思維發展過程的動態監測與反饋，及時發現學生思維成長的閃光點與薄弱點，為教學調整與個性化輔導提供精準依據，激發學生持續提升科學思維能力的動力。四、研究基礎、條件保障、研究步驟（一）研究基礎前期研究成果：課題組成員在科學教育領域積累了豐富的研究經驗，部分成員曾參與過與科學思維培養相關的課題研究，如“基于項目式學習的小學科學探究能力培養研究”“初中科學課堂中批判性思維訓練的實踐探索”等，這些研究為本次課題提供了理論與實踐基礎，使課題組成員對科學思維的內涵、培養策略以及課堂教學實踐有了深入理解，熟悉科學思維研究的基本方法與流程，能夠精準把握研究方向，避免走彎路。實踐經驗儲備：課題組成員大多來自九年一貫制學校的一線教學崗位，長期從事科學學科教學工作，對九年一貫制學校的教學現狀、學生特點有著深刻認識。在日常教學中，積極嘗試將科學思維培養融入課堂，開展過諸如“科學思維工作坊”“學科思維導圖在教學中的應用”等教學實踐活動，積累了大量一手教學案例與實踐數據，了解學生在科學思維發展過程中的實際困難與需求，為課題研究提供了真實、鮮活的素材，確保研究成果能夠切實落地，指導教學實踐。（二）條件保障師資力量：課題組成員涵蓋了科學骨干教師、學科教研員以及教育技術專家等，他們在科學教育、教育心理學、課程設計、信息技術應用等方面各有所長，形成了多學科交叉、理論與實踐互補的研究團隊。其中，骨干教師熟悉課堂教學，能夠精準實施教學實驗；教研員把握教育政策與研究動態，為課題研究提供前沿視角；教育技術專家則可為教學資源開發、信息技術融合提供技術支持，保障課題研究從理論構建到實踐操作全方位推進。教學資源：學校配備了完善的科學實驗室、探究活動室、智能教學設備等硬件設施，為開展多樣化教學實踐提供了物質基礎。同時，學校圖書館藏有豐富的科學教育書籍、期刊雜志，校園網連接學術數據庫，方便課題組成員查閱國內外最新研究資料。此外，依托區域教研聯盟，可與其他學校共享優質課程資源、教學案例，拓寬研究視野，豐富研究素材。經費支持：學校設立專項課題研究經費，確保經費充足，用于開展教師培訓、教學調研、教學資源開發、學術交流活動以及成果推廣等各項工作。經費的合理規劃與嚴格管理，將為課題研究的順利進行提供堅實的經濟保障，確保每一項研究任務按計劃有序推進，不受資金短缺的困擾。（三）研究步驟第一階段：準備階段（[具體時間區間1]）成立課題研究小組，明確成員分工，制定課題研究管理制度，確保團隊協作高效有序。開展全面的文獻研究，搜集、整理國內外九年一貫制學校科學思維教學相關資料，撰寫文獻綜述，把握研究前沿動態，為課題研究找準理論基點。組織課題組成員參加相關培訓，學習科學思維理論、教育研究方法、課程設計等知識，提升團隊研究素養。設計課題研究方案，包括研究目標、內容、方法、步驟、預期成果等，邀請專家進行論證，根據專家意見修改完善方案。第二階段：調研階段（[具體時間區間2]）依據研究方案，設計針對學生、教師、學校管理者的調查問卷、訪談提綱與課堂觀察量表，對九年一貫制學校科學思維課堂教學現狀展開大規模調研。運用統計分析軟件對調研數據進行深入分析，梳理當前教學中存在的問題，剖析學生科學思維發展的現狀與需求，撰寫調研報告，為后續研究提供現實依據。選取典型案例學校，開展實地調研，深入了解其科學思維教學的實踐經驗、成功做法與面臨困境，挖掘可供借鑒與反思的案例素材。第三階段：實踐探索階段（[具體時間區間3]）根據調研結果與理論分析，結合學生思維發展規律，構建九年一貫制學校科學思維課堂教學進階模型，涵蓋教學目標、內容、方法、評價等維度，制定詳細的教學實施方案。選取多所九年一貫制學校作為實驗校，組織課題組成員與實驗校教師協同開展教學實踐，按照進階式教學方案進行課堂教學，在實踐中觀察學生學習反應、思維變化，收集過程性數據。定期組織課題研討活動，依據教學實踐反饋，運用行動研究法對教學方案進行優化調整，解決實踐過程中出現的問題，不斷提升教學效果，總結實踐經驗。第四階段：總結推廣階段（[具體時間區間4]）系統整理課題研究資料，包括研究過程記錄、教學案例、學生作品、調研數據、