一、認知奠基：探究式學習與高中科技實踐的內在關聯(lián)演講人認知奠基：探究式學習與高中科技實踐的內在關聯(lián)01實踐映照：典型案例中的探究式學習生長02路徑拆解：探究式學習在高中科技實踐中的實施框架03展望與總結：2025年高中科技實踐的探究式學習走向04目錄2025高中科技實踐之探究式學習課件各位教育同仁、同學們：作為一名深耕中學科技教育十余年的一線教師，我始終堅信：科技實踐不是簡單的“動手操作”，而是一場以探究為核心的思維旅程。2025年，隨著“新高考”深化改革與“核心素養(yǎng)”培養(yǎng)目標的全面落地，高中科技實踐正從“知識驗證”向“問題驅動”轉型，而探究式學習（Inquiry-BasedLearning）正是這場轉型的關鍵引擎。今天，我將結合自身指導20余組學生科技實踐項目的經(jīng)驗，從理論根基、實踐路徑到典型案例，系統(tǒng)梳理“2025高中科技實踐之探究式學習”的實施邏輯與操作方法。01認知奠基：探究式學習與高中科技實踐的內在關聯(lián)1探究式學習的本質界定探究式學習是一種以學生為主體、以問題為導向、以證據(jù)為支撐的學習模式，其核心是“像科學家一樣思考”。它區(qū)別于傳統(tǒng)接受式學習的關鍵在于：學習起點不是知識結論，而是真實問題；學習過程不是單向傳遞，而是協(xié)作建構；學習成果不是標準答案，而是可驗證的解釋或解決方案。從教育學理論看，這一模式深度契合皮亞杰的“認知建構理論”與杜威的“做中學”思想——學生通過主動觀察、提出假設、實驗驗證、反思修正，在“問題-行動-反饋”的循環(huán)中實現(xiàn)知識內化與能力提升。我曾帶學生研究“校園濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力”時，學生最初僅關注植物種類，后來在反復測量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)“水體微生物分解速率”才是關鍵變量，這種“認知沖突-修正”的過程，正是探究式學習的典型樣態(tài)。2高中科技實踐的特殊性高中階段的科技實踐并非“簡化版科研”，而是具備鮮明的教育屬性：目標雙重性：既需培養(yǎng)科學探究能力（如實驗設計、數(shù)據(jù)分析），更要滲透科學態(tài)度（如嚴謹性、批判性）與社會責任（如技術倫理、可持續(xù)發(fā)展）；內容情境性：選題需貼近學生生活（如“社區(qū)垃圾分類效率優(yōu)化”）、關聯(lián)學科知識（如結合物理的“光伏板角度調節(jié)”、生物的“廚余堆肥菌種篩選”）、呼應時代議題（如“雙碳目標下的校園節(jié)能方案”）；資源有限性：受課時、設備、經(jīng)費限制，需在“開放性”與“可操作性”間平衡——例如，我們曾用Arduino模塊替代專業(yè)傳感器，用Excel建模替代復雜軟件，讓“高大上”的科技實踐回歸“接地氣”的探究本質。3二者的協(xié)同邏輯探究式學習與高中科技實踐是“方法論”與“載體”的關系：科技實踐為探究提供真實問題場域，探究式學習為實踐注入思維深度。正如我指導的“智能雨水收集系統(tǒng)”項目，學生從“暴雨后校園積水”的日常觀察出發(fā)，通過文獻調研（發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)的溢流缺陷）、模型搭建（用3D打印制作縮尺裝置）、數(shù)據(jù)采集（連續(xù)3個月記錄降雨量與水位）、優(yōu)化迭代（調整導流槽角度與儲水模塊容量），最終形成可落地的改進方案。這一過程中，探究式學習的“問題鏈”（觀察→提問→假設→驗證→結論）與科技實踐的“操作鏈”（選題→設計→實施→改進→展示）完全融合，實現(xiàn)了“手腦并用”的深度學習。02路徑拆解：探究式學習在高中科技實踐中的實施框架1前期準備：從“被動任務”到“主動選題”的轉化選題是科技實踐的“第一粒扣子”。傳統(tǒng)模式中，教師常直接給定“研究課題”，學生淪為“執(zhí)行者”；而探究式學習要求學生成為“問題發(fā)現(xiàn)者”。我的經(jīng)驗是通過“三級問題篩”引導選題：生活觀察層：組織“科技實踐周”，讓學生用“科技視角”記錄日常困惑（如“為什么食堂餐后垃圾總被直接填埋？”“教室空調溫度設定是否科學？”）；學科關聯(lián)層：指導學生將生活問題轉化為可研究的科學問題（如“垃圾填埋的甲烷排放與堆肥處理的碳減排對比”“教室空調溫度與人體舒適度、能耗的相關性”）；可行性評估層：從“科學性”（是否符合學科原理）、“操作性”（是否有設備/時間完成）、“創(chuàng)新性”（是否有改進空間）三方面篩選。例如，2023年某組學生最初想研究“月球土壤種植”，經(jīng)評估后調整為“模擬月壤成分對本地蔬菜發(fā)芽率的影響”，既保留了探索性，又降低了操作難度。2過程指導：從“教師主導”到“支架支持”的轉變探究式學習的關鍵是“教師退后半步”，但絕非“放任自流”。教師需構建“思維支架”，幫助學生突破關鍵障礙：工具支架：提供“問題清單模板”（如“我觀察到____，這可能與____有關，我需要驗證____”）、“實驗設計表”（自變量/因變量/控制變量）、“數(shù)據(jù)可視化指南”（如何用折線圖呈現(xiàn)趨勢、用箱線圖比較組間差異）；方法支架：針對“文獻調研”，教學生使用CNKI的“高級檢索”“被引頻次篩選”；針對“實驗誤差”，示范“重復測量取均值”“空白對照設置”；針對“邏輯論證”，訓練“證據(jù)-主張-推理”的表達模式（如“數(shù)據(jù)顯示A組產(chǎn)量比B組高20%，這可能是因為A組添加了菌種X，而X能分解有機物釋放氮元素”）；2過程指導：從“教師主導”到“支架支持”的轉變心理支架：科技實踐常因“實驗失敗”“數(shù)據(jù)矛盾”陷入停滯。我曾帶學生研究“光質對多肉植物著色的影響”，連續(xù)兩周測量發(fā)現(xiàn)“紅光下著色效果不顯著”，學生一度想放棄。此時，我引導他們回顧“植物色素合成的階段性”，調整觀察周期至4周，最終發(fā)現(xiàn)“紅光在成熟期才起關鍵作用”。這種“挫折-反思-突破”的經(jīng)歷，比“順利出成果”更能培養(yǎng)科學韌性。3評價機制：從“結果導向”到“過程增值”的重構傳統(tǒng)評價易陷入“唯成果論”（如是否獲獎、論文是否發(fā)表），而探究式學習更關注“成長軌跡”。我們采用“三維評價體系”：過程性評價：通過“探究日志”記錄每日進展（如“今天調整了實驗步驟，因為第一次測量時溫度計未完全浸入溶液”）、“小組互評表”反饋協(xié)作表現(xiàn)（如“小明主動承擔了數(shù)據(jù)錄入，效率很高”）；表現(xiàn)性評價：設置“關鍵能力觀測點”（如“能否提出可驗證的假設”“是否合理控制變量”“能否用證據(jù)支持結論”），通過課堂匯報、中期答辯量化評分；發(fā)展性評價：對比項目前后的能力變化（如某學生入學時不會使用Excel函數(shù)，項目后能獨立完成回歸分析）、態(tài)度轉變（如從“害怕失敗”到“主動分析誤差來源”）。2022年一組學生的“校園流浪貓投喂點優(yōu)化”項目雖未獲市級獎項，但學生在報告中寫道：“我們學會了用GPS定位分析活動范圍，用問卷調查了解居民需求，這些方法比結果更重要?！边@正是評價機制轉型的意義所在。03實踐映照：典型案例中的探究式學習生長1案例背景：“社區(qū)廚余垃圾就地處理系統(tǒng)”項目2023年，我指導高二年級6名學生開展此項目。選題源于學生觀察到“社區(qū)廚余垃圾轉運距離遠、易腐臭”，目標是設計一套“小型化、低成本、易維護”的堆肥裝置。項目周期6個月，覆蓋生物（微生物分解）、物理（溫度/濕度控制）、工程（結構設計）多學科知識。2探究過程的關鍵節(jié)點問題拆解階段：學生最初認為“只要添加菌種就能快速堆肥”，但通過文獻調研發(fā)現(xiàn)“溫度（55-60℃）、濕度（50-60%）、碳氮比（25:1）”是三大關鍵參數(shù)。我引導他們用“魚骨圖”分析影響因素，將大問題拆解為“如何維持恒溫”“如何調節(jié)濕度”“如何控制碳氮比”三個子問題；實驗驗證階段：為測試不同菌種的分解效率，學生設計了對照實驗（A組添加市售菌劑，B組添加自制EM菌，C組無添加），每天測量溫度、記錄體積變化。兩周后發(fā)現(xiàn)“B組溫度上升最快，體積減少35%”，但進一步分析發(fā)現(xiàn)“B組濕度控制不佳，后期出現(xiàn)酸臭”，于是調整方案——在裝置中增加“透氣網(wǎng)”和“濕度傳感器聯(lián)動的噴淋裝置”；迭代優(yōu)化階段：學生用PVC管、泡沫箱制作初代模型，測試時發(fā)現(xiàn)“翻堆困難”（需人工攪拌）、“滲濾液泄漏”（液體未收集）。他們參考工業(yè)堆肥設備，增加“旋轉軸”實現(xiàn)自動翻堆，底部安裝“導流槽+收集瓶”處理滲濾液，最終形成第三代原型機；2探究過程的關鍵節(jié)點成果轉化階段：項目結束后，學生將裝置捐贈給社區(qū)，并制作《家庭堆肥操作指南》（含“果皮/菜葉比例”“翻堆頻率”等具體建議），還通過短視頻科普“廚余堆肥的環(huán)境效益”（如“1公斤廚余可轉化0.3公斤有機肥，減少0.5公斤二氧化碳排放”）。3案例啟示這個項目讓我深刻體會到：探究式學習的價值不僅在于“解決問題”，更在于“培養(yǎng)解決問題的人”。學生不僅掌握了“變量控制”“數(shù)據(jù)建?！钡瓤茖W方法，更形成了“用科技改善生活”的責任意識——正如項目組長在總結中所說：“以前覺得‘環(huán)保’是大人的事，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我們的小發(fā)明也能讓社區(qū)更美好?！?4展望與總結：2025年高中科技實踐的探究式學習走向展望與總結：2025年高中科技實踐的探究式學習走向1站在2024年的節(jié)點回望，2025年的高中科技實踐必將更深度融入探究式學習理念。結合政策趨勢與技術發(fā)展，我預判以下方向值得關注：2跨學科融合深化：隨著“大概念教學”推進，科技實踐將突破單一學科邊界（如“智能農(nóng)業(yè)”項目融合生物、物理、編程），探究式學習需更注重“概念聯(lián)結”；3數(shù)字技術賦能：AI工具（如ChatGPT輔助文獻篩選）、物聯(lián)網(wǎng)設備（如傳感器實時采集數(shù)據(jù)）將降低探究門檻，教師需引導學生“用技術做研究，而非為技術而研究”；4社會參與拓展：科技實踐將從“校內項目”走向“社區(qū)共建”（如參與城市微更新、鄉(xiāng)村振興），探究式學習需強化“用戶需求分析”“方案落地評估”等環(huán)節(jié)。展望與總結：2025年高中科技實踐的探究式學習走