2025年大學科學教育專業(yè)題庫——科學教育的教育原則考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題5分，共20分）1.科學探究2.科學本質(zhì)3.概念轉變4.STSE教育二、簡答題（每小題10分，共40分）1.簡述“以學生為中心”的科學教育原則及其在課堂中的體現(xiàn)。2.科學探究活動應包含哪些基本要素？請結合實例說明。3.為何要在科學教育中強調(diào)科學、技術、社會與環(huán)境的整合？請列舉至少三個整合的途徑。4.簡述形成性評價和總結性評價在科學教育中的不同功能和應用方式。三、論述題（每小題15分，共30分）1.論述科學本質(zhì)教育對于培養(yǎng)科學素養(yǎng)的重要性，并說明如何在科學教學中實施科學本質(zhì)教育。2.結合你所在地區(qū)或?qū)W校的實際情況，論述在科學教育中落實“多元表征”原則的必要性與挑戰(zhàn)，并提出相應的教學建議。四、案例分析題（20分）閱讀以下教學案例片段，并回答問題：某科學教師在講授“植物生長需要陽光”時，首先向?qū)W生展示了兩組植物：一組放在光照充足處，另一組放在黑暗處。幾周后，學生觀察到陽光組植物生長茂盛，而黑暗組植物生長不良甚至枯萎。教師隨后引導學生在小組內(nèi)討論觀察結果，并嘗試解釋現(xiàn)象。有學生提出“植物需要陽光進行光合作用”的解釋，教師對此給予肯定，并進一步介紹了光合作用的基本過程。請分析該案例在體現(xiàn)科學教育原則方面有哪些可取之處，也存在哪些可以改進的地方？試運用你所學到的科學教育原則進行評析，并提出具體的改進建議。五、教學設計題（30分）假設你是一位科學教師，請為高中一年級學生設計一個關于“水循環(huán)”的探究式學習活動方案。方案應包含以下內(nèi)容：1.活動主題及目標（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀）。2.活動對象（年級、科目）。3.活動準備（所需材料、資源等）。4.活動過程（主要環(huán)節(jié)、教師活動、學生活動、預設問題與引導）。5.活動評價（評價方式、評價內(nèi)容、評價標準）。試卷答案一、名詞解釋1.科學探究：指學生在教師引導下，通過動手做、動腦想，主動發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、設計實驗、收集證據(jù)、分析論證、得出結論、交流分享的學習過程。它不僅是科學學習的目標，更是科學學習的方式。2.科學本質(zhì)：指科學知識的特性、科學活動的過程以及科學與社會文化互動關系的總和。主要包括科學知識是可變的、經(jīng)驗性的、解釋性的；科學方法是基于證據(jù)的推理和論證；科學是一個社會文化系統(tǒng)等。3.概念轉變：指學生在科學學習中，其原有的、往往是錯誤的或片面的科學概念（迷思概念）被更科學、更全面的概念體系所取代或修正的過程。4.STSE教育：指科學（Science）、技術（Technology）、社會（Society）與環(huán)境（Environment）教育的整合。旨在幫助學生理解科學、技術與社會、環(huán)境的相互關系，培養(yǎng)其解決實際問題的能力和社會責任感。二、簡答題1.簡述“以學生為中心”的科學教育原則及其在課堂中的體現(xiàn)。解析思路：首先回答原則的核心內(nèi)涵，即學生是學習的主體，學習是學生主動建構意義的過程。其次，闡述該原則在課堂中的具體體現(xiàn)，可以從學生活動、教師角色、學習環(huán)境、評價方式等多個角度展開。例如，強調(diào)學生的主動參與、探究、合作；教師扮演引導者、促進者、支持者的角色；創(chuàng)設安全、開放、鼓勵嘗試的學習環(huán)境；采用能反映學生學習過程和成果的評價方式。答案要點：該原則強調(diào)學生是學習的主體，學習過程是學生主動建構意義的過程，教師是學習過程的引導者和促進者。課堂體現(xiàn)包括：鼓勵學生主動提問、探究和合作；教師通過設計問題情境、提供資源支持、進行適時引導來促進學生學習；創(chuàng)設支持性的、鼓勵嘗試和表達的學習環(huán)境；采用多元化的評價方式關注學生的學習過程和個體差異。2.科學探究活動應包含哪些基本要素？請結合實例說明。解析思路：根據(jù)科學探究的標準，列出其基本要素。每個要素后面最好能附上一個簡單的教學實例來幫助說明。常見的要素包括：提出問題、作出假設、設計實驗方案、進行實驗與收集證據(jù)、分析論證、得出結論、交流與評估。答案要點：科學探究的基本要素通常包括：①提出問題：基于觀察或已有知識產(chǎn)生疑問。實例：學生對植物為什么向陽生長感到好奇。②作出假設：對問題提出可檢驗的猜想。實例：假設植物向陽生長是因為陽光能提供能量。③設計實驗方案：制定計劃以驗證假設。實例：設計對比實驗，一組植物向陽，一組背陰，控制其他條件相同。④進行實驗與收集證據(jù)：執(zhí)行計劃并記錄觀察結果或數(shù)據(jù)。實例：持續(xù)觀察并記錄兩組植物的生長情況。⑤分析論證：對收集到的證據(jù)進行分析，判斷其是否支持假設。實例：分析數(shù)據(jù)顯示向陽組植物生長更好。⑥得出結論：基于論證結果，判斷假設是否成立，并表達結論。實例：得出結論陽光促進植物生長。⑦交流與評估：將過程和結果與他人分享，并對探究過程進行反思評價。實例：小組匯報探究結果，討論誤差來源，評估假設的準確性。3.為何要在科學教育中強調(diào)科學、技術、社會與環(huán)境的整合？請列舉至少三個整合的途徑。解析思路：首先回答強調(diào)整合的原因，即幫助學生在真實情境中理解科學的用處和價值，培養(yǎng)解決復雜問題的能力，提升科學素養(yǎng)和社會責任感。其次，列舉至少三種具體的整合途徑，可以結合教學內(nèi)容和活動形式來描述。答案要點：強調(diào)STSE整合是因為它能幫助學生在與現(xiàn)實世界相關的情境中理解科學知識，認識到科學、技術對社會發(fā)展和環(huán)境的影響，培養(yǎng)其運用科學解決實際問題的能力、批判性思維和社會責任感。整合途徑包括：①結合社會熱點問題進行教學，如環(huán)境污染、能源危機、食品安全等，引導學生運用科學知識分析問題并提出解決方案。②將技術應用融入科學探究，如使用傳感器、數(shù)據(jù)采集器、模擬軟件等進行實驗和數(shù)據(jù)分析。③組織基于項目的學習活動，讓學生圍繞一個真實世界的問題（如設計一個節(jié)水裝置、調(diào)查本地空氣質(zhì)量）進行跨學科探究和設計。④開展社區(qū)服務或?qū)嵉乜疾旎顒?，如參與垃圾分類宣傳、參觀科技企業(yè)或自然保護區(qū)，連接科學學習與社會實踐。4.簡述形成性評價和總結性評價在科學教育中的不同功能和應用方式。解析思路：首先區(qū)分兩者的概念和時機。形成性評價發(fā)生在教學過程中，旨在提供反饋以調(diào)整教學和學生學習?？偨Y性評價發(fā)生在教學單元或課程結束后，旨在評估學習成果。其次，分別闡述兩者的主要功能，并結合科學教育的特點說明應用方式。答案要點：形成性評價是在教學過程中進行的，旨在及時發(fā)現(xiàn)學生學習中的問題并提供反饋，幫助教師調(diào)整教學策略，幫助學生調(diào)整學習方法，監(jiān)控學習進程。應用方式包括：課堂提問、觀察記錄、隨堂測驗、學生自評與互評、作品草稿評審、概念圖繪制等。總結性評價是在一個教學單元或課程結束后進行的，旨在對學生的學習成果進行正式評估，判斷學生是否達到預期學習目標。應用方式包括：單元測試、期中/期末考試、項目報告、實驗操作考核、科學作品展覽、學習檔案袋等?？偨Y性評價的結果也用于判斷教學效果，為后續(xù)教學提供依據(jù)。三、論述題1.論述科學本質(zhì)教育對于培養(yǎng)科學素養(yǎng)的重要性，并說明如何在科學教學中實施科學本質(zhì)教育。解析思路：第一部分論述重要性，可以從科學素養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā)，說明理解科學本質(zhì)是科學素養(yǎng)的核心組成部分，有助于學生正確認識科學、理性思考、參與公共事務。第二部分說明實施策略，可以從轉變教學觀念、選擇合適內(nèi)容、采用探究式教學方法、鼓勵批判性思維、加強交流討論等方面展開。答案要點：科學本質(zhì)教育是培養(yǎng)科學素養(yǎng)的重要組成部分。科學素養(yǎng)不僅包括科學知識和技能，更包括對科學的態(tài)度、價值觀和能力。理解科學本質(zhì)有助于學生認識到科學知識是可變的、經(jīng)驗性的，科學方法是基于證據(jù)的，科學與社會文化密切相關，從而能更理性、更批判地看待科學信息和社會問題，積極參與涉及科學的公共決策。實施科學本質(zhì)教育可以通過以下途徑：①教師轉變觀念，認識到科學本質(zhì)是科學教育的目標之一。②在教學內(nèi)容中融入科學本質(zhì)元素，如介紹科學史上的重大爭論、科學家的思想轉變、不同科學理論的發(fā)展歷程等。③采用探究式教學方法，讓學生親歷科學發(fā)現(xiàn)的過程，體驗科學推理和論證。④鼓勵學生提問和質(zhì)疑，培養(yǎng)批判性思維和質(zhì)疑精神。⑤組織課堂討論，讓學生交流對科學、技術與社會問題的看法，理解不同觀點。⑥利用科學新聞、科普文章等資源，引導學生討論科學與社會的互動。2.結合你所在地區(qū)或?qū)W校的實際情況，論述在科學教育中落實“多元表征”原則的必要性與挑戰(zhàn)，并提出相應的教學建議。解析思路：首先論述多元表征原則的必要性，可以從認知理論（如雙重編碼理論）出發(fā)，說明不同表征方式有助于學生更深入地理解和記憶知識，滿足不同學生的學習需求。結合實際，可以分析本地或本校學生可能存在的學習特點或資源限制。其次，分析落實該原則可能面臨的挑戰(zhàn)，如教師觀念、時間精力、教學資源、評價方式等。最后，提出具體的、可操作的教學建議，如鼓勵學生使用多種方式表達理解、教師有意識地運用多種表征、利用信息技術輔助等。答案要點：多元表征原則認為，學生通過文字、圖像、圖表、模型、動作等多種方式表征和理解科學概念，有助于知識的意義建構和保持。必要性體現(xiàn)在：①不同學生偏好不同的認知方式，多元表征能滿足個體需求。②多種表征可以相互轉換和補充，加深對復雜概念的理解。③有助于激發(fā)學習興趣，使科學概念更直觀、生動。結合實際情況，例如，本地學生可能形象思維較發(fā)達，需要更多圖像和模型；學校資源有限，可能缺乏先進的模型和軟件。落實該原則的挑戰(zhàn)包括：①教師可能習慣于單一表征方式，需要更新觀念并提升技能。②課堂教學時間有限，難以充分融入多種表征活動。③部分表征工具（如專業(yè)模型、軟件）可能缺乏。④現(xiàn)有的評價體系可能更側重文字表達。教學建議：①教師應有意識地設計和運用多種表征（如繪制概念圖、制作模型、使用實驗、結合視頻動畫）。②鼓勵學生使用多種方式表達對科學概念的理解（如寫報告、畫圖、做演示、小組討論）。③利用信息技術（如在線模擬、數(shù)據(jù)可視化工具）豐富表征手段。④在評價中認可和評估不同形式的表征能力。⑤加強教師培訓，提升多元表征教學能力。四、案例分析題閱讀以下教學案例片段，并回答問題：某科學教師在講授“植物生長需要陽光”時，首先向?qū)W生展示了兩組植物：一組放在光照充足處，另一組放在黑暗處。幾周后，學生觀察到陽光組植物生長茂盛，而黑暗組植物生長不良甚至枯萎。教師隨后引導學生在小組內(nèi)討論觀察結果，并嘗試解釋現(xiàn)象。有學生提出“植物需要陽光進行光合作用”的解釋，教師對此給予肯定，并進一步介紹了光合作用的基本過程。請分析該案例在體現(xiàn)科學教育原則方面有哪些可取之處，也存在哪些可以改進的地方？試運用你所學到的科學教育原則進行評析，并提出具體的改進建議。解析思路：首先，肯定案例中的優(yōu)點，如使用了實驗探究的方式、引導學生思考和解釋、引入了核心概念（光合作用）。然后，從科學教育原則的角度指出不足之處，例如探究過程是否充分、是否體現(xiàn)了科學本質(zhì)、學生是否經(jīng)歷了完整的探究cycle、是否關注STSE聯(lián)系、表征方式是否單一等。最后，針對不足之處，結合科學教育原則提出具體的改進建議。答案要點：可取之處：①案例采用了實驗探究的方法，讓學生通過觀察對比兩組植物的生長狀況獲得感性認識，體現(xiàn)了探究式學習的要素。②教師引導學生討論觀察結果并嘗試解釋，激發(fā)了學生的思考，并為學生提供了表達和交流的機會。③教師引入了“光合作用”這一核心科學概念，幫助學生解釋現(xiàn)象，完成了知識傳授的任務。存在不足之處及改進建議：①探究過程可能不夠完整和深入。學生主要處于觀察和接受結論的階段，自主提出問題、設計假設、控制變量的環(huán)節(jié)可能不足。改進建議：可以在實驗前引導學生預測結果并說明理由，實驗中鼓勵學生思考如何控制變量，實驗后引導學生反思實驗設計和結果的意義。②案例未明顯體現(xiàn)科學本質(zhì)教育。學生可能只是知道了“陽光促進生長”，但對科學知識如何形成、如何發(fā)展、存在哪些不確定性等科學本質(zhì)問題關注不足。改進建議：可以引導學生思考“為什么之前有人認為植物生長不需要陽光？”“光合作用的研究經(jīng)歷了哪些發(fā)展？”等問題，介紹科學史上的相關研究。③案例缺乏STSE整合。沒有將植物生長與實際生活、環(huán)境、農(nóng)業(yè)技術等聯(lián)系起來。改進建議：可以引導學生討論植物生長與農(nóng)業(yè)種植的關系（如品種改良、溫室種植）、植物生長與環(huán)境問題（如光照不足對森林的影響）。④案例的表征方式可能較為單一，主要依賴教師講解和實物展示。改進建議：可以鼓勵學生繪制實驗裝置圖、結果對比圖，或用文字、表格等方式記錄和表達觀察結果與解釋。⑤評價方式較為單一，主要看學生是否能說出“光合作用”。改進建議：可以增加過程性評價，如評價學生在討論中的參與度、提出問題的質(zhì)量、實驗操作中的細心程度等。五、教學設計題假設你是一位科學教師，請為高中一年級學生設計一個關于“水循環(huán)”的探究式學習活動方案。方案應包含以下內(nèi)容：1.活動主題及目標（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀）。2.活動對象（年級、科目）。3.活動準備（所需材料、資源等）。4.活動過程（主要環(huán)節(jié)、教師活動、學生活動、預設問題與引導）。5.活動評價（評價方式、評價內(nèi)容、評價標準）。解析思路：這是一個開放性的教學設計題，考察考生綜合運用科學教育原則設計教學活動的能力。需要根據(jù)“探究式學習”、“水循環(huán)”的主題，設計一個結構完整、邏輯清晰、符合學生認知特點的活動方案。注意涵蓋所有要求的內(nèi)容要點，并體現(xiàn)出科學探究、合作學習等原則。答案要點：活動主題：探究水循環(huán)的奧秘活動對象：高中一年級學生活動目標：*知識與技能：*描述水循環(huán)的主要過程（蒸發(fā)、蒸騰、凝結、降水、徑流等）。*識別水循環(huán)中涉及的關鍵要素和影響因素（如太陽輻射、大氣環(huán)流、地形地貌、人類活動）。*能夠繪制簡單的水循環(huán)示意圖。*運用模型或?qū)嶒災M水循環(huán)的某個或多個過程。*過程與方法：*通過觀察、實驗、討論、資料分析等方式，體驗科學探究的過程。*學習運用控制變量法設計簡單的實驗。*培養(yǎng)合作學習能力和溝通表達能力。*情感態(tài)度價值觀：*認識到水資源的珍貴和水循環(huán)的重要性。*增強保護水資源的意識和責任感。*體會科學探究的樂趣和價值?；顒訙蕚洌?材料：燒杯、酒精燈（或加熱器）、玻璃片、棉花、冰塊、塑料袋、黑色紙片、透明塑料瓶、水、土壤、小石子、彩筆、紙張等。*資源：水循環(huán)相關圖片、視頻資料；當?shù)厮Y源狀況介紹；相關科學文章或新聞報道?；顒舆^程：1.情境導入與問題提出（約10分鐘）*教師活動：展示世界各地缺水或水災的圖片/視頻，提問：“水去哪兒了？”“水是如何移動的？”引發(fā)學生思考。*學生活動：觀看、思考并嘗試回答問題。*預設問題與引導：“你見過哪些現(xiàn)象說明水在移動？”“你覺得水會自己跑起來嗎？”2.小組合作與資料收集（約15分鐘）*教師活動：將學生分成小組，提供水循環(huán)相關圖片、視頻或閱讀材料，引導學生初步了解水循環(huán)的概念和主要過程。*學生活動：小組合作閱讀資料、觀看視頻，討論并嘗試畫出自己理解的水循環(huán)示意圖。*預設問題與引導：“根據(jù)資料，水循環(huán)包括哪些主要的步驟？”“這些步驟之間有什么聯(lián)系？”3.實驗探究：模擬水循環(huán)（約20分鐘）*教師活動：介紹并演示兩個簡單的模擬實驗：*實驗一（模擬蒸騰作用和凝結）：在玻璃片上滴幾滴水，蓋上塑料袋，放入陽光下或用酒精燈加熱，觀察袋內(nèi)壁是否出現(xiàn)水珠。*實驗二（模擬降水和徑流）：在透明塑料瓶底部鉆幾個小孔，瓶內(nèi)裝入濕潤的土壤和小石子，倒入水，觀察水如何下滲和從不同地方流出來。*學生活動：分組動手操作實驗，仔細觀察現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，并嘗試解釋實驗原理與水循環(huán)過程的關系。*預設問題與引導：“實驗一中水珠是怎么來的？”“實驗二中水都去了哪里？”“這些實驗模擬了水循環(huán)的哪些環(huán)節(jié)？”4.討論交流與完善模型（約15分鐘）*教師活動：組織各小組分享實驗結果和解釋，引導學生討論實驗中遇到的問題，如何改進實驗，以及如何將實驗結果整合到水循環(huán)模型中。*學生活動：小組代表匯報，其他小組提問和補充，共同完善班級的水循環(huán)模型（可以是繪畫、拼貼或使用數(shù)字工具）。*預設問題與引導：“你的實驗結果支持水循環(huán)的哪個環(huán)節(jié)？”“