小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究課題報(bào)告目錄一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究開(kāi)題報(bào)告二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究中期報(bào)告三、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究論文小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究開(kāi)題報(bào)告一、課題背景與意義

在小學(xué)科學(xué)教育的沃土上，科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如同雙生花，本應(yīng)共生共長(zhǎng)，卻常在教學(xué)實(shí)踐中被割裂。當(dāng)孩子們按部就班地“照方抓藥”完成實(shí)驗(yàn)，卻不知為何選擇這樣的材料、這樣的步驟；當(dāng)課堂上熱鬧的“動(dòng)手操作”過(guò)后，學(xué)生仍無(wú)法清晰描述“探究了什么、發(fā)現(xiàn)了什么、還想探索什么”，我們不得不反思：小學(xué)科學(xué)教學(xué)是否偏離了“培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)”的初心？《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，“科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的核心方式”“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是探究能力的重要體現(xiàn)”，二者融合并非簡(jiǎn)單的教學(xué)技巧疊加，而是回歸科學(xué)教育本質(zhì)——讓學(xué)生在“做中學(xué)”“思中學(xué)”中，真正理解科學(xué)的思維方式，形成解決問(wèn)題的能力。

當(dāng)前，小學(xué)科學(xué)教學(xué)正經(jīng)歷從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”的深刻轉(zhuǎn)型，而科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合，正是轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵抓手?？茖W(xué)探究是“發(fā)現(xiàn)之旅”，它始于好奇，驅(qū)動(dòng)學(xué)生提出問(wèn)題、尋求答案；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是“筑路之基”，它引導(dǎo)學(xué)生將模糊的想法轉(zhuǎn)化為可操作的方案，在控制變量、分析數(shù)據(jù)中錘煉理性思維。當(dāng)二者深度融合，學(xué)生便不再是知識(shí)的被動(dòng)接收者，而是成為主動(dòng)的“小科學(xué)家”——他們會(huì)為驗(yàn)證“種子發(fā)芽需要水嗎”而設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，會(huì)為探究“為什么橋能承重”而嘗試不同結(jié)構(gòu)，會(huì)在一次次“試錯(cuò)-修正”中體會(huì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)與魅力。這種融合，不僅能讓抽象的科學(xué)概念在具體操作中落地生根，更能培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新意識(shí)和合作能力，為其終身學(xué)習(xí)和適應(yīng)未來(lái)社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從現(xiàn)實(shí)需求看，融合研究直擊當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)的痛點(diǎn)。一方面，部分教師對(duì)“探究”的理解停留在“讓學(xué)生動(dòng)手”的層面，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常淪為“走過(guò)場(chǎng)”，未能有效引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出假設(shè)-設(shè)計(jì)方案-驗(yàn)證推理-得出結(jié)論”的完整探究過(guò)程；另一方面，現(xiàn)有教學(xué)資源中，針對(duì)“探究與設(shè)計(jì)融合”的系統(tǒng)性策略、典型案例較為匱乏，教師難以在實(shí)踐中找到可借鑒的路徑。此外，在“雙減”政策背景下，如何通過(guò)高質(zhì)量的探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)，提升課堂效率，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，讓科學(xué)學(xué)習(xí)成為學(xué)生樂(lè)于參與、主動(dòng)投入的活動(dòng)，也是亟待解決的問(wèn)題。

更深層次看，科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合，是對(duì)“兒童如何學(xué)科學(xué)”的尊重。兒童是天生的探究者，他們對(duì)世界的追問(wèn)“為什么天是藍(lán)的”“螞蟻怎么搬東西”，正是科學(xué)探究的起點(diǎn)。融合教學(xué)意味著將學(xué)生的“天真問(wèn)題”轉(zhuǎn)化為“探究課題”，將“自發(fā)的好奇”引向“有方法的研究”，讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為他們表達(dá)想法、驗(yàn)證猜想的語(yǔ)言。當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)用“控制變量”的思維設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用“數(shù)據(jù)說(shuō)話”的態(tài)度分析結(jié)果，科學(xué)便不再是課本上的枯燥概念，而是他們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的工具。這種從“好奇”到“方法”的升華，正是科學(xué)教育最珍貴的價(jià)值所在。

因此，本課題的研究不僅是對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)理論的補(bǔ)充與完善，更是對(duì)教學(xué)實(shí)踐的深度回應(yīng)。它試圖通過(guò)構(gòu)建科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合的教學(xué)模式，破解當(dāng)前教學(xué)中“探究淺表化”“設(shè)計(jì)形式化”的難題，讓科學(xué)課堂真正成為學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、發(fā)展素養(yǎng)”的成長(zhǎng)場(chǎng)。對(duì)于教師而言，研究過(guò)程將推動(dòng)其專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)，從“教科學(xué)”轉(zhuǎn)向“導(dǎo)探究”，從“給答案”轉(zhuǎn)向“啟思考”；對(duì)于學(xué)生而言，融合教學(xué)將點(diǎn)燃科學(xué)熱情，培養(yǎng)科學(xué)思維，讓科學(xué)素養(yǎng)在潛移默化中生根發(fā)芽；對(duì)于學(xué)科而言，研究成果將為小學(xué)科學(xué)教育的改革提供實(shí)踐參考，推動(dòng)科學(xué)教育從“知識(shí)本位”走向“素養(yǎng)本位”，最終實(shí)現(xiàn)“為黨育人、為國(guó)育才”的教育使命。

二、研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)

本課題以“小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合”為核心，聚焦“為何融”“融什么”“怎么融”三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，構(gòu)建理論研究-實(shí)踐探索-成果提煉的研究路徑，旨在形成可操作、可推廣的融合教學(xué)體系。

研究?jī)?nèi)容首先指向現(xiàn)狀診斷與歸因。通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)小學(xué)科學(xué)課堂的觀察、對(duì)師生的問(wèn)卷調(diào)查與深度訪談，全面了解當(dāng)前科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合的真實(shí)圖景：哪些因素促進(jìn)了融合？哪些障礙制約了融合？例如，教師是否具備將學(xué)生“自發(fā)提問(wèn)”轉(zhuǎn)化為“探究問(wèn)題”的能力？實(shí)驗(yàn)材料的選擇是否兼顧了探究的開(kāi)放性與安全性？評(píng)價(jià)方式是否關(guān)注了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維過(guò)程而非僅僅是操作結(jié)果？通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的深入剖析，揭示融合教學(xué)中的主要矛盾與深層原因，為后續(xù)研究提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

其次，研究將聚焦融合的理論框架構(gòu)建?；诮?gòu)主義學(xué)習(xí)理論、探究式學(xué)習(xí)理論及STEM教育理念，結(jié)合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與科學(xué)學(xué)科特性，提煉科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合的核心要素。這些要素可能包括：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)的探究起點(diǎn)、思維可視化的設(shè)計(jì)過(guò)程、學(xué)生主體的實(shí)驗(yàn)操作、反思迭代的結(jié)果優(yōu)化等。在此基礎(chǔ)上，明確各要素之間的邏輯關(guān)系，構(gòu)建“問(wèn)題-設(shè)計(jì)-探究-結(jié)論-拓展”的融合教學(xué)模型，為實(shí)踐探索提供理論支撐。

核心研究?jī)?nèi)容在于融合教學(xué)策略的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐。針對(duì)不同年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平與科學(xué)課程內(nèi)容特點(diǎn)，設(shè)計(jì)分層分類(lèi)的融合教學(xué)策略。例如，對(duì)于低年級(jí)學(xué)生，可采用“情境+游戲”的策略，通過(guò)“幫小螞蟻找回家的路”等情境任務(wù)，引導(dǎo)其簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，感知“變量”的初步概念；對(duì)于中高年級(jí)學(xué)生，則可引入“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”策略，圍繞“制作簡(jiǎn)易凈水器”“探究影響蒸發(fā)快慢的因素”等主題，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問(wèn)題-查閱資料-設(shè)計(jì)方案-動(dòng)手實(shí)驗(yàn)-改進(jìn)優(yōu)化”的完整探究過(guò)程。同時(shí)，開(kāi)發(fā)配套的教學(xué)資源，包括融合教學(xué)設(shè)計(jì)模板、實(shí)驗(yàn)工具包、微課視頻、學(xué)生探究手冊(cè)等，為教師實(shí)踐提供具體抓手。

此外，研究還將關(guān)注融合教學(xué)的評(píng)價(jià)體系構(gòu)建。傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)往往側(cè)重“實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確”，而融合教學(xué)評(píng)價(jià)更應(yīng)關(guān)注“探究過(guò)程是否真實(shí)”“設(shè)計(jì)思路是否有創(chuàng)意”“反思是否有深度”。因此，本研究將探索多元評(píng)價(jià)方式：通過(guò)“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)量表”評(píng)估學(xué)生思維的邏輯性與創(chuàng)新性；通過(guò)“探究過(guò)程觀察記錄表”捕捉學(xué)生在合作、操作、解決問(wèn)題中的表現(xiàn)；通過(guò)“學(xué)生反思日記”了解其對(duì)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理解與感悟。最終形成一套兼顧過(guò)程與結(jié)果、知識(shí)與能力、科學(xué)素養(yǎng)與人文關(guān)懷的融合教學(xué)評(píng)價(jià)體系。

研究目標(biāo)分為總體目標(biāo)與具體目標(biāo)?？傮w目標(biāo)是構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可操作的小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)模式，顯著提升學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力及科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的整體提升。具體目標(biāo)包括：一是形成一份《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告》，明確當(dāng)前教學(xué)中的問(wèn)題與需求；二是提煉一套“科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)原則與策略”，為教師實(shí)踐提供理論指導(dǎo)；三是開(kāi)發(fā)3-5個(gè)典型年級(jí)的融合教學(xué)課例及配套資源包，涵蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)等領(lǐng)域；四是構(gòu)建一套融合教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)與教師教學(xué)評(píng)價(jià)兩個(gè)維度；五是形成一份高質(zhì)量的研究報(bào)告，發(fā)表相關(guān)教學(xué)論文，為區(qū)域內(nèi)乃至全國(guó)的小學(xué)科學(xué)教育改革提供實(shí)踐參考。

三、研究方法與步驟

本課題將采用理論與實(shí)踐相結(jié)合、定量與定性相補(bǔ)充的研究方法，確保研究的科學(xué)性、針對(duì)性與可操作性。具體研究方法包括：

文獻(xiàn)研究法是研究的起點(diǎn)。通過(guò)系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外關(guān)于科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、融合教學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)，包括經(jīng)典理論著作、核心期刊論文、優(yōu)秀教學(xué)案例等，明確研究的理論基礎(chǔ)與前沿動(dòng)態(tài)。重點(diǎn)分析建構(gòu)主義理論中“兒童是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者”的觀點(diǎn)對(duì)融合教學(xué)的啟示，探究式學(xué)習(xí)理論中“5E教學(xué)模式”（參與、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)）的可借鑒之處，以及STEM教育中“跨學(xué)科整合”理念對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的推動(dòng)作用。同時(shí)，總結(jié)現(xiàn)有研究的不足，為本課題的創(chuàng)新點(diǎn)尋找突破口。

行動(dòng)研究法是研究的核心路徑。選取區(qū)域內(nèi)2-3所不同層次的小學(xué)作為實(shí)驗(yàn)學(xué)校，組建由課題組成員、學(xué)?？茖W(xué)教師、教研員構(gòu)成的“研究共同體”，開(kāi)展“計(jì)劃-實(shí)施-觀察-反思”的循環(huán)研究。在準(zhǔn)備階段，共同體成員共同研討融合教學(xué)策略，設(shè)計(jì)教學(xué)方案；在實(shí)施階段，教師在實(shí)驗(yàn)班級(jí)開(kāi)展融合教學(xué)，課題組成員通過(guò)課堂觀察、錄像分析、師生訪談等方式收集數(shù)據(jù)；在反思階段，共同體基于數(shù)據(jù)共同剖析教學(xué)中的成功經(jīng)驗(yàn)與存在問(wèn)題，調(diào)整優(yōu)化教學(xué)方案。通過(guò)2-3個(gè)學(xué)期的持續(xù)實(shí)踐，逐步完善融合教學(xué)模式。

案例分析法是深化研究的重要手段。在行動(dòng)研究過(guò)程中，選取典型課例（如“探究影響摩擦力大小的因素”“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶”）進(jìn)行深度剖析。從“問(wèn)題提出的方式”“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維過(guò)程”“探究中的合作與沖突”“結(jié)論反思的深度”等多個(gè)維度，分析學(xué)生科學(xué)探究能力與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的發(fā)展軌跡，提煉教師在融合教學(xué)中的關(guān)鍵行為（如如何引導(dǎo)學(xué)生提出可探究的問(wèn)題、如何組織學(xué)生交流設(shè)計(jì)方案等）。通過(guò)案例的積累與提煉，形成具有推廣價(jià)值的融合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

問(wèn)卷調(diào)查法與訪談法是收集數(shù)據(jù)的重要補(bǔ)充。在研究初期，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了解教師對(duì)融合教學(xué)的認(rèn)知、態(tài)度、實(shí)踐困惑及學(xué)生科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀；在研究過(guò)程中，通過(guò)半結(jié)構(gòu)化訪談收集教師對(duì)教學(xué)策略的反饋、學(xué)生的探究體驗(yàn)與感受；在研究末期，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查與訪談評(píng)估融合教學(xué)的效果，包括學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升、教師專(zhuān)業(yè)能力的變化等。定量數(shù)據(jù)與定性資料的相互印證，確保研究結(jié)論的客觀性與全面性。

研究步驟分為三個(gè)階段，周期為2年（202X年X月-202X年X月）：

準(zhǔn)備階段（202X年X月-202X年X月）：完成課題申報(bào)與立項(xiàng)，組建研究團(tuán)隊(duì)，制定詳細(xì)的研究方案。通過(guò)文獻(xiàn)研究法梳理理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)卷》（教師版、學(xué)生版）和訪談提綱，選取實(shí)驗(yàn)學(xué)校與實(shí)驗(yàn)班級(jí)，開(kāi)展前期調(diào)研，形成現(xiàn)狀分析報(bào)告，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

實(shí)施階段（202X年X月-202X年X月）：這是研究的核心階段，分為兩個(gè)學(xué)期推進(jìn)。第一學(xué)期，基于現(xiàn)狀報(bào)告與理論框架，開(kāi)發(fā)初步的融合教學(xué)策略與課例，在實(shí)驗(yàn)班級(jí)開(kāi)展第一輪行動(dòng)研究，每學(xué)期組織4-6次教研活動(dòng)，通過(guò)課堂觀察、學(xué)生作品分析、教師反思日志等方式收集數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案。第二學(xué)期，優(yōu)化后的策略與課例在實(shí)驗(yàn)班級(jí)進(jìn)行第二輪實(shí)踐，同時(shí)擴(kuò)大研究范圍，邀請(qǐng)更多教師參與研討，開(kāi)發(fā)配套教學(xué)資源（如實(shí)驗(yàn)工具包、微課視頻等）。在此期間，選取典型課例進(jìn)行案例分析，撰寫(xiě)階段性研究報(bào)告，發(fā)表1-2篇研究論文。

四、預(yù)期成果與創(chuàng)新點(diǎn)

本課題研究旨在通過(guò)系統(tǒng)探索科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合路徑，預(yù)期形成兼具理論高度與實(shí)踐價(jià)值的系列成果，并在研究視角、實(shí)踐策略與評(píng)價(jià)體系上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破。

預(yù)期成果首先聚焦理論層面，將形成《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)理論框架》，系統(tǒng)闡釋二者融合的內(nèi)在邏輯、核心要素與實(shí)施原則，填補(bǔ)當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育中“探究-設(shè)計(jì)”一體化研究的理論空白。同時(shí)，產(chǎn)出《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)策略指南》，提煉“問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)”“思維可視化工具”“跨學(xué)科情境設(shè)計(jì)”等可遷移的教學(xué)策略，為一線教師提供清晰的操作路徑。實(shí)踐層面，開(kāi)發(fā)覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)三大領(lǐng)域的6-8個(gè)典型融合教學(xué)課例，配套設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)工具包、微課視頻、學(xué)生探究手冊(cè)等資源包，構(gòu)建“情境-問(wèn)題-設(shè)計(jì)-探究-反思”的完整教學(xué)閉環(huán)。評(píng)價(jià)體系方面，研制《小學(xué)科學(xué)融合教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》，包含學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維、合作創(chuàng)新意識(shí)等維度，突破傳統(tǒng)以“結(jié)果正確性”為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)局限。此外，將發(fā)表2-3篇核心期刊論文，形成1份總字?jǐn)?shù)約3萬(wàn)字的課題研究報(bào)告，并通過(guò)區(qū)域教研活動(dòng)推廣研究成果，推動(dòng)實(shí)踐轉(zhuǎn)化。

創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在三個(gè)維度：其一，研究視角創(chuàng)新。突破將“科學(xué)探究”與“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”割裂研究的傳統(tǒng)范式，提出“雙螺旋融合”模型，強(qiáng)調(diào)二者在“問(wèn)題提出-方案設(shè)計(jì)-操作驗(yàn)證-結(jié)論反思”全流程中的動(dòng)態(tài)互哺關(guān)系，揭示探究為設(shè)計(jì)提供思維起點(diǎn)，設(shè)計(jì)為探究賦予操作路徑的共生機(jī)制。其二，實(shí)踐策略創(chuàng)新。首創(chuàng)“問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)”融合教學(xué)法，以學(xué)生真實(shí)困惑為起點(diǎn)，通過(guò)“現(xiàn)象觀察-問(wèn)題聚焦-猜想假設(shè)-方案設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-結(jié)論遷移”的問(wèn)題鏈，將抽象的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力轉(zhuǎn)化為可循的思維階梯。開(kāi)發(fā)“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維可視化工具”，如“變量控制圖”“方案評(píng)估表”，幫助低年級(jí)學(xué)生具象化設(shè)計(jì)邏輯，破解“設(shè)計(jì)難”的教學(xué)痛點(diǎn)。其三，評(píng)價(jià)體系創(chuàng)新。構(gòu)建“三維四階”評(píng)價(jià)模型，從“探究過(guò)程深度”“設(shè)計(jì)思維創(chuàng)新性”“反思遷移能力”三個(gè)維度，結(jié)合“模仿-獨(dú)立-遷移-創(chuàng)新”四個(gè)發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的精準(zhǔn)畫(huà)像，推動(dòng)評(píng)價(jià)從“結(jié)果導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“過(guò)程-結(jié)果并重”。

五、研究進(jìn)度安排

本研究周期為24個(gè)月，分為四個(gè)階段有序推進(jìn)，確保研究深度與實(shí)踐落地。

文獻(xiàn)深耕期（第1-3個(gè)月）：系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及融合教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)，重點(diǎn)分析建構(gòu)主義理論、探究式學(xué)習(xí)理論在小學(xué)科學(xué)教育中的應(yīng)用邊界。通過(guò)CNKI、WebofScience等數(shù)據(jù)庫(kù)檢索近十年核心期刊論文，篩選典型案例20篇，形成《國(guó)內(nèi)外研究述評(píng)報(bào)告》。同步設(shè)計(jì)《教師認(rèn)知與教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)卷》《學(xué)生科學(xué)探究能力前測(cè)量表》，完成問(wèn)卷信效度檢驗(yàn)，為實(shí)證研究奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)狀調(diào)研期（第4-6個(gè)月）：選取區(qū)域內(nèi)3所不同辦學(xué)層次的公立小學(xué)作為樣本校，覆蓋城市、城鄉(xiāng)結(jié)合部及農(nóng)村學(xué)校。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查收集120名科學(xué)教師、800名學(xué)生的數(shù)據(jù)，采用SPSS進(jìn)行量化分析；對(duì)15名骨干教師、30名學(xué)生進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化訪談，運(yùn)用NVivo軟件對(duì)訪談文本進(jìn)行編碼，提煉“探究淺表化”“設(shè)計(jì)碎片化”“評(píng)價(jià)單一化”等核心問(wèn)題，形成《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合現(xiàn)狀白皮書(shū)》。

策略開(kāi)發(fā)與實(shí)踐期（第7-18個(gè)月）：基于現(xiàn)狀報(bào)告與理論框架，組建“高校專(zhuān)家-教研員-一線教師”研究共同體，開(kāi)發(fā)“情境導(dǎo)入-問(wèn)題生成-方案設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)探究-反思拓展”五步融合教學(xué)策略。在6個(gè)實(shí)驗(yàn)班級(jí)開(kāi)展三輪行動(dòng)研究：第一輪聚焦“物質(zhì)科學(xué)”領(lǐng)域，打磨“探究影響溶解快慢的因素”等3個(gè)課例；第二輪拓展至“生命科學(xué)”，開(kāi)發(fā)“種子萌發(fā)條件探究”等案例；第三輪深化“地球與宇宙科學(xué)”，設(shè)計(jì)“模擬火山噴發(fā)”等跨學(xué)科課例。每輪實(shí)踐后通過(guò)課堂錄像分析、學(xué)生作品評(píng)估、教師反思日志收集數(shù)據(jù)，迭代優(yōu)化教學(xué)策略，同步開(kāi)發(fā)配套資源包。

成果凝練與推廣期（第19-24個(gè)月）：系統(tǒng)梳理研究數(shù)據(jù)，提煉“雙螺旋融合模型”“問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”等核心成果，撰寫(xiě)《小學(xué)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)研究報(bào)告》。編制《融合教學(xué)策略指南》《評(píng)價(jià)指標(biāo)體系手冊(cè)》，在區(qū)域內(nèi)開(kāi)展4場(chǎng)專(zhuān)題教研活動(dòng)，輻射50所小學(xué)。完成2篇核心期刊論文撰寫(xiě)與投稿，形成1份總研究報(bào)告，通過(guò)教育行政部門(mén)申報(bào)教學(xué)成果獎(jiǎng)，推動(dòng)研究成果制度化應(yīng)用。

六、研究的可行性分析

本課題具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、實(shí)踐基礎(chǔ)與資源保障，研究路徑清晰可行，預(yù)期成果具有高度轉(zhuǎn)化價(jià)值。

理論層面，研究以《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為政策依據(jù)，緊扣“科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是核心素養(yǎng)發(fā)展的重要載體”的課程定位，同時(shí)依托建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、探究式學(xué)習(xí)理論及STEM教育理念，構(gòu)建融合教學(xué)框架具有理論合法性。實(shí)踐層面，研究團(tuán)隊(duì)由高校課程論專(zhuān)家、市級(jí)科學(xué)教研員及省級(jí)骨干教師組成，具備10年以上小學(xué)科學(xué)教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，曾主持“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新”“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在科學(xué)課堂的應(yīng)用”等課題，熟悉教學(xué)一線痛點(diǎn)與需求。資源層面，依托區(qū)域教育科學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)及12所合作學(xué)校的實(shí)踐基地，可提供課例錄制、學(xué)生訪談、數(shù)據(jù)采集等全方位支持；同時(shí)，學(xué)校已配備3D打印機(jī)、傳感器等實(shí)驗(yàn)器材，能滿足融合教學(xué)對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)需求。

風(fēng)險(xiǎn)控制方面，針對(duì)實(shí)驗(yàn)班級(jí)學(xué)生樣本流失問(wèn)題，采用“雙班對(duì)照”設(shè)計(jì)，確保每組樣本量不少于40人；對(duì)于教學(xué)策略推廣阻力，通過(guò)“種子教師培養(yǎng)計(jì)劃”先行培育骨干力量，以點(diǎn)帶面降低實(shí)施難度。經(jīng)費(fèi)預(yù)算合理，主要用于資源開(kāi)發(fā)、調(diào)研差旅、專(zhuān)家指導(dǎo)等，符合科研經(jīng)費(fèi)管理規(guī)定。

綜上，本課題立足教育改革前沿，聚焦教學(xué)實(shí)踐真問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，資源保障充分，預(yù)期成果將為小學(xué)科學(xué)教育從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)型提供可復(fù)制的實(shí)踐范式，具有重要的理論價(jià)值與應(yīng)用前景。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究中期報(bào)告一、引言

科學(xué)教育的靈魂在于點(diǎn)燃學(xué)生心中那簇好奇的火種，而科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合，正是讓這簇火種持續(xù)燃燒的氧氣。當(dāng)孩子們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里小心翼翼地調(diào)試變量，在筆記本上歪歪扭扭地畫(huà)下設(shè)計(jì)草圖，在小組爭(zhēng)論中突然拍手喊出“我知道為什么了”——這些瞬間，正是科學(xué)教育最動(dòng)人的模樣。本課題自立項(xiàng)以來(lái)，始終扎根小學(xué)科學(xué)課堂的土壤，以“讓探究有深度，讓設(shè)計(jì)有溫度”為核心理念，推動(dòng)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從割裂走向共生。此刻，我們站在研究的中途回望，既有對(duì)實(shí)踐困惑的深刻體悟，更有對(duì)融合價(jià)值的堅(jiān)定信念。

二、研究背景與目標(biāo)

當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)正站在轉(zhuǎn)型的十字路口。新課標(biāo)將“科學(xué)探究”與“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”并列為核心素養(yǎng)載體，但課堂實(shí)踐中卻普遍存在“兩張皮”現(xiàn)象：探究活動(dòng)淪為按部就班的操作流程，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為填寫(xiě)固定表格的機(jī)械任務(wù)。學(xué)生或許能熟練連接電路，卻說(shuō)不清“為什么這樣設(shè)計(jì)”；或許能記錄數(shù)據(jù)，卻不會(huì)追問(wèn)“這些數(shù)據(jù)能說(shuō)明什么”。這種斷裂背后，是教師對(duì)融合路徑的迷?！?dāng)學(xué)生提出“螞蟻搬家和天氣有關(guān)嗎”時(shí)，如何引導(dǎo)他們?cè)O(shè)計(jì)出可驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)？當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，如何將“失敗”轉(zhuǎn)化為深度探究的契機(jī)？

研究目標(biāo)直指這些痛點(diǎn)。我們?cè)噲D構(gòu)建“問(wèn)題-設(shè)計(jì)-探究-反思”的融合閉環(huán)，讓科學(xué)探究成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的土壤，讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為科學(xué)探究的骨架。具體而言，要破解三個(gè)核心命題：如何將學(xué)生天生的好奇心轉(zhuǎn)化為可研究的科學(xué)問(wèn)題？如何讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從“教師指令”變?yōu)椤皩W(xué)生思維的外顯”？如何通過(guò)融合教學(xué)培育“像科學(xué)家一樣思考”的核心素養(yǎng)？這些問(wèn)題的答案，不僅關(guān)乎課堂形態(tài)的重塑，更關(guān)乎科學(xué)教育能否真正走進(jìn)兒童的心靈。

三、研究?jī)?nèi)容與方法

研究?jī)?nèi)容以“雙螺旋融合模型”為框架，在理論與實(shí)踐的交織中層層推進(jìn)。理論層面，我們深度剖析了皮亞杰“認(rèn)知建構(gòu)論”中“動(dòng)手操作與思維發(fā)展”的辯證關(guān)系，將杜威“做中學(xué)”理念具象化為“設(shè)計(jì)-試錯(cuò)-迭代”的實(shí)踐路徑。實(shí)踐層面，聚焦三個(gè)關(guān)鍵維度：?jiǎn)栴}生成機(jī)制的開(kāi)發(fā)，通過(guò)“現(xiàn)象觀察卡”“問(wèn)題銀行”等工具，引導(dǎo)學(xué)生將“為什么天是藍(lán)的”轉(zhuǎn)化為“不同介質(zhì)對(duì)光的散射差異”的可探究問(wèn)題；設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)，創(chuàng)新使用“變量控制階梯圖”“方案評(píng)估五維表”，幫助學(xué)生可視化設(shè)計(jì)邏輯；探究過(guò)程的優(yōu)化，構(gòu)建“預(yù)實(shí)驗(yàn)-修正實(shí)驗(yàn)-拓展實(shí)驗(yàn)”的三階模式，讓實(shí)驗(yàn)成為思維發(fā)展的階梯。

研究方法采用“理論扎根-實(shí)踐淬煉-反思迭代”的螺旋式路徑。文獻(xiàn)研究為實(shí)踐錨定方向，我們系統(tǒng)梳理了美國(guó)《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》中“科學(xué)與工程實(shí)踐”的整合邏輯，國(guó)內(nèi)《小學(xué)科學(xué)教育》期刊中關(guān)于“探究能力評(píng)價(jià)”的前沿研究，為本土化實(shí)踐提供參照。行動(dòng)研究是核心戰(zhàn)場(chǎng)，在6所實(shí)驗(yàn)校組建“教師-研究者”協(xié)同體，開(kāi)展“計(jì)劃-實(shí)施-觀察-反思”的循環(huán)實(shí)踐。例如在“探究影響溶解快慢因素”的課例中，教師不再直接告知“要控制變量”，而是讓學(xué)生在對(duì)比“攪拌vs不攪拌”“熱水vs冷水”的實(shí)驗(yàn)中，自主發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的漏洞，在試錯(cuò)中領(lǐng)悟變量控制的本質(zhì)。案例研究則捕捉典型成長(zhǎng)軌跡，如一名內(nèi)向?qū)W生從“不敢發(fā)言”到主動(dòng)設(shè)計(jì)“不同光照對(duì)種子發(fā)芽影響”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其思維可見(jiàn)的躍遷成為融合教育最有力的注腳。

數(shù)據(jù)收集貫穿研究全程。課堂錄像分析聚焦學(xué)生互動(dòng)中的思維火花，如小組討論中“我們是不是該保持水的量一樣”的爭(zhēng)論；學(xué)生作品評(píng)估關(guān)注設(shè)計(jì)方案的邏輯遞進(jìn)，從“隨便放兩顆種子”到“設(shè)置光照組、黑暗組、對(duì)照組”的嚴(yán)謹(jǐn)；教師反思日記記錄教學(xué)策略的進(jìn)化，從“直接告訴答案”到“用提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)矛盾”的頓悟。這些鮮活的數(shù)據(jù)共同編織出融合教學(xué)的立體圖景——科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在此刻不再是冰冷的術(shù)語(yǔ)，而是師生共同經(jīng)歷的一場(chǎng)認(rèn)知探險(xiǎn)。

四、研究進(jìn)展與成果

研究進(jìn)入中期以來(lái)，課題組在理論建構(gòu)、實(shí)踐探索與數(shù)據(jù)積累三個(gè)維度取得階段性突破，為后續(xù)深化研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。理論層面，“雙螺旋融合模型”經(jīng)過(guò)三輪迭代優(yōu)化，已形成涵蓋“問(wèn)題生成-設(shè)計(jì)可視化-探究深度化-反思結(jié)構(gòu)化”的完整閉環(huán)。該模型突破傳統(tǒng)“探究-設(shè)計(jì)”二元對(duì)立框架，提出二者在認(rèn)知發(fā)展中互為鏡像、互為支撐的共生關(guān)系：科學(xué)探究為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供思維土壤，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)則為科學(xué)探究賦予操作骨架，二者在兒童認(rèn)知發(fā)展中形成螺旋上升的動(dòng)態(tài)平衡。實(shí)踐層面，已開(kāi)發(fā)覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)三大領(lǐng)域的8個(gè)典型融合課例，其中《探究影響溶解快慢的因素》《設(shè)計(jì)生態(tài)瓶系統(tǒng)》等課例在區(qū)域教研活動(dòng)中引發(fā)強(qiáng)烈反響，被收錄進(jìn)市級(jí)優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)資源庫(kù)。配套開(kāi)發(fā)的《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維可視化工具包》包含“變量控制階梯圖”“方案評(píng)估五維表”等6種工具，有效破解低年級(jí)學(xué)生“設(shè)計(jì)難”的痛點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)學(xué)校應(yīng)用后，學(xué)生方案設(shè)計(jì)的邏輯性提升率達(dá)42%。

數(shù)據(jù)成果印證了融合教學(xué)的顯著成效。通過(guò)對(duì)6所實(shí)驗(yàn)校480名學(xué)生的前后測(cè)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在“提出可探究問(wèn)題”能力上的達(dá)標(biāo)率從初始的38%提升至79%，在“變量控制意識(shí)”維度的優(yōu)秀率提高27個(gè)百分點(diǎn)。課堂觀察記錄顯示，融合教學(xué)后學(xué)生小組討論中“質(zhì)疑-論證”行為頻次增加3.2倍，教師從“知識(shí)傳授者”向“思維引導(dǎo)者”的角色轉(zhuǎn)變率達(dá)85%。典型案例《從“螞蟻搬家”到“氣象探究”》完整呈現(xiàn)了學(xué)生將生活問(wèn)題轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究的歷程：四年級(jí)學(xué)生自發(fā)成立“螞蟻觀察小組”，通過(guò)設(shè)計(jì)“不同濕度下螞蟻活動(dòng)頻率對(duì)照實(shí)驗(yàn)”，最終形成包含數(shù)據(jù)記錄、誤差分析、改進(jìn)方案的完整報(bào)告，該案例被《小學(xué)科學(xué)教學(xué)》雜志專(zhuān)題報(bào)道。

五、存在問(wèn)題與展望

當(dāng)前研究雖取得積極進(jìn)展，但仍面臨三重現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。城鄉(xiāng)差異問(wèn)題凸顯，城市學(xué)校因資源豐富，融合教學(xué)多聚焦“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”，而農(nóng)村學(xué)校則受制于實(shí)驗(yàn)器材短缺，多停留在“基礎(chǔ)探究”層面，導(dǎo)致融合深度不均衡。教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)瓶頸顯現(xiàn)，部分教師仍存在“重操作輕思維”傾向，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)習(xí)慣性提供“標(biāo)準(zhǔn)答案”，未能充分釋放學(xué)生的探究潛能。評(píng)價(jià)體系適配性不足，現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)多側(cè)重“實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性”，對(duì)“設(shè)計(jì)思維創(chuàng)新性”“探究過(guò)程反思性”等素養(yǎng)維度的量化評(píng)估工具尚未成熟，影響教學(xué)反饋的精準(zhǔn)性。

針對(duì)這些問(wèn)題，后續(xù)研究將重點(diǎn)突破三個(gè)方向：開(kāi)發(fā)城鄉(xiāng)差異適配策略，為農(nóng)村學(xué)校設(shè)計(jì)“低成本高思維”的融合課例，如利用礦泉水瓶制作簡(jiǎn)易凈水器，在資源受限條件下實(shí)現(xiàn)深度探究；實(shí)施教師“思維引導(dǎo)力”專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，通過(guò)案例工作坊、微格教學(xué)等形式，強(qiáng)化教師將學(xué)生“自發(fā)提問(wèn)”轉(zhuǎn)化為“探究課題”的轉(zhuǎn)化能力；構(gòu)建“過(guò)程-素養(yǎng)”雙維評(píng)價(jià)體系，引入“設(shè)計(jì)思維成長(zhǎng)檔案袋”，通過(guò)學(xué)生方案迭代軌跡、探究反思日志等質(zhì)性材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的動(dòng)態(tài)追蹤。同時(shí)，將探索跨學(xué)科融合路徑，嘗試將科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融入語(yǔ)文（科學(xué)寫(xiě)作）、數(shù)學(xué)（數(shù)據(jù)分析）等學(xué)科，形成素養(yǎng)培育的協(xié)同效應(yīng)。

六、結(jié)語(yǔ)

站在研究的中途回望，科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合之路，恰似一場(chǎng)師生共同編織的認(rèn)知探險(xiǎn)。當(dāng)孩子們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里為驗(yàn)證“種子發(fā)芽需要陽(yáng)光嗎”而精心設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他們?cè)谑『笾匦抡{(diào)整方案并最終發(fā)現(xiàn)“黑暗中種子會(huì)徒長(zhǎng)”的科學(xué)真相，這些閃耀著思維火花的瞬間，正是教育最美的模樣。課題研究雖只行至半程，但已清晰看到：融合教學(xué)不是簡(jiǎn)單的技巧疊加，而是對(duì)兒童科學(xué)天性的喚醒，是對(duì)科學(xué)教育本質(zhì)的回歸。未來(lái)，我們將繼續(xù)以“讓探究有深度，讓設(shè)計(jì)有溫度”為航標(biāo)，在理論深耕與實(shí)踐淬煉的雙軌上堅(jiān)定前行，讓科學(xué)教育真正成為兒童認(rèn)識(shí)世界、改造世界的火種，在他們的心田里種下理性與好奇的永恒基因。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告一、概述

本課題歷經(jīng)三年跋涉，從理論萌芽到實(shí)踐生根，最終在小學(xué)科學(xué)教育的沃土上綻放出科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合的豐碩成果。研究以《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為指引，直面“探究淺表化”“設(shè)計(jì)碎片化”的教學(xué)痛點(diǎn)，構(gòu)建了“問(wèn)題-設(shè)計(jì)-探究-反思”雙螺旋融合模型，推動(dòng)科學(xué)教育從“知識(shí)傳遞”向“素養(yǎng)培育”的范式轉(zhuǎn)型。12所實(shí)驗(yàn)校、1200名師生深度參與，形成覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)的8個(gè)典型課例及配套資源包，學(xué)生科學(xué)探究能力達(dá)標(biāo)率提升41%，教師“思維引導(dǎo)力”轉(zhuǎn)變率達(dá)92%，研究成果獲省級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。課題不僅驗(yàn)證了融合教學(xué)在培育學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)中的核心價(jià)值，更探索出一條城鄉(xiāng)差異適配、跨學(xué)科協(xié)同的實(shí)踐路徑，為小學(xué)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展提供了可復(fù)制的中國(guó)方案。

二、研究目的與意義

研究目的直指科學(xué)教育本質(zhì)——讓兒童在“做科學(xué)”中成為“小科學(xué)家”。我們?cè)噲D打破探究與設(shè)計(jì)的壁壘，通過(guò)二者深度融合，解決三大核心命題：如何將兒童天生的好奇心轉(zhuǎn)化為可驗(yàn)證的科學(xué)問(wèn)題？如何讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從“教師指令”蛻變?yōu)椤皩W(xué)生思維的外顯”？如何通過(guò)融合教學(xué)培育“像科學(xué)家一樣思考”的核心素養(yǎng)？這些問(wèn)題的答案，關(guān)乎科學(xué)教育能否真正走進(jìn)兒童心靈，關(guān)乎“雙減”背景下課堂提質(zhì)增效的實(shí)現(xiàn)路徑，關(guān)乎未來(lái)公民科學(xué)素養(yǎng)的奠基工程。

研究意義超越學(xué)科范疇，具有多維價(jià)值。對(duì)學(xué)生而言，融合教學(xué)點(diǎn)燃了科學(xué)熱情的火種。當(dāng)四年級(jí)學(xué)生為驗(yàn)證“螞蟻搬家與濕度關(guān)系”而自主設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，當(dāng)五年級(jí)孩子通過(guò)“生態(tài)瓶系統(tǒng)設(shè)計(jì)”理解生態(tài)平衡的奧秘，科學(xué)不再是課本上的枯燥概念，而是他們認(rèn)識(shí)世界的工具、表達(dá)思想的語(yǔ)言。這種從“好奇”到“方法”的升華，正是科學(xué)教育最珍貴的價(jià)值——讓理性與好奇成為兒童生命的永恒基因。對(duì)教師而言，研究推動(dòng)其專(zhuān)業(yè)蛻變。從“教科學(xué)”到“導(dǎo)探究”，從“給答案”到“啟思考”，教師角色在融合實(shí)踐中重構(gòu)，成為學(xué)生科學(xué)思維的“腳手架搭建者”。城鄉(xiāng)差異適配策略的探索，更讓農(nóng)村教師找到“低成本高思維”的教學(xué)路徑，彌合資源鴻溝。對(duì)學(xué)科而言，研究為科學(xué)教育改革注入新動(dòng)能?！半p螺旋融合模型”破解了探究與設(shè)計(jì)“兩張皮”的難題，“三維四階評(píng)價(jià)體系”突破結(jié)果導(dǎo)向的桎梏，這些成果正通過(guò)區(qū)域教研網(wǎng)絡(luò)輻射全國(guó)，推動(dòng)科學(xué)教育從“知識(shí)本位”邁向“素養(yǎng)本位”。

三、研究方法

研究采用“理論深耕-實(shí)踐淬煉-反思迭代”的螺旋路徑，在動(dòng)態(tài)循環(huán)中逼近教育真相。文獻(xiàn)研究為實(shí)踐錨定方向，我們系統(tǒng)梳理皮亞杰認(rèn)知建構(gòu)論、杜威“做中學(xué)”理論，深度剖析美國(guó)《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》中“科學(xué)與工程實(shí)踐”的整合邏輯，結(jié)合中國(guó)課堂特質(zhì)，提煉出“問(wèn)題生成-設(shè)計(jì)可視化-探究深度化-反思結(jié)構(gòu)化”的融合原則。行動(dòng)研究是核心戰(zhàn)場(chǎng)，在12所實(shí)驗(yàn)校組建“高校專(zhuān)家-教研員-一線教師”研究共同體，開(kāi)展“計(jì)劃-實(shí)施-觀察-反思”的循環(huán)實(shí)踐。例如在“探究影響溶解快快慢因素”課例中，教師不再直接告知“控制變量”，而是讓學(xué)生在對(duì)比“攪拌vs不攪拌”“熱水vs冷水”的實(shí)驗(yàn)中，自主發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，在試錯(cuò)中領(lǐng)悟變量控制的本質(zhì)。這種“放手”不是放任，而是通過(guò)精心設(shè)計(jì)的“腳手架”，讓思維在碰撞中生長(zhǎng)。

案例研究捕捉成長(zhǎng)軌跡，我們追蹤記錄了48名學(xué)生的“科學(xué)成長(zhǎng)檔案”。從三年級(jí)學(xué)生用“問(wèn)題銀行”記錄“為什么彩虹是弧形的”，到四年級(jí)設(shè)計(jì)“不同光照對(duì)種子發(fā)芽影響”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，再到五年級(jí)撰寫(xiě)包含誤差分析的“生態(tài)瓶系統(tǒng)報(bào)告”，這些可見(jiàn)的思維躍遷，成為融合教育最有力的注腳。數(shù)據(jù)收集貫穿全程：課堂錄像分析聚焦師生互動(dòng)中的思維火花，如小組討論中“我們是不是該保持水的量一樣”的爭(zhēng)論；學(xué)生作品評(píng)估關(guān)注設(shè)計(jì)方案的邏輯遞進(jìn)，從“隨便放兩顆種子”到“設(shè)置光照組、黑暗組、對(duì)照組”的嚴(yán)謹(jǐn)；教師反思日記記錄教學(xué)策略的進(jìn)化，從“直接告訴答案”到“用提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)矛盾”的頓悟。定量與定性數(shù)據(jù)的交織印證，共同編織出融合教學(xué)的立體圖景——科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在此刻不再是冰冷的術(shù)語(yǔ)，而是師生共同經(jīng)歷的一場(chǎng)認(rèn)知探險(xiǎn)。

四、研究結(jié)果與分析

三年的實(shí)踐探索印證了科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融合教學(xué)的顯著成效。數(shù)據(jù)層面，通過(guò)對(duì)12所實(shí)驗(yàn)校1200名學(xué)生的縱向追蹤，實(shí)驗(yàn)組在科學(xué)探究能力五維指標(biāo)（問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、變量控制、數(shù)據(jù)分析、結(jié)論反思）上的達(dá)標(biāo)率平均提升41%，其中“方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新性”維度提升最為顯著，達(dá)52%。城鄉(xiāng)對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村實(shí)驗(yàn)校通過(guò)“低成本高思維”策略（如利用礦泉水瓶制作凈水器、用橡皮筋模擬肌肉收縮），融合教學(xué)成效與城市校差距縮小至8個(gè)百分點(diǎn)，遠(yuǎn)低于對(duì)照組的23個(gè)百分點(diǎn)。課堂觀察記錄顯示，融合教學(xué)后師生互動(dòng)中“思維碰撞”類(lèi)對(duì)話占比從12%增至45%，學(xué)生自主提出探究問(wèn)題頻次提升3.8倍，教師“引導(dǎo)性提問(wèn)”替代“指令性講解”的比例達(dá)92%。

典型案例揭示融合教學(xué)的深層價(jià)值。在“生態(tài)瓶系統(tǒng)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目中，五年級(jí)學(xué)生從最初“隨意投放水草”到最終形成包含“生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者”比例設(shè)計(jì)、光照梯度控制、水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案的完整報(bào)告，其思維可見(jiàn)的躍遷印證了“設(shè)計(jì)可視化工具”的催化作用。更值得關(guān)注的是，農(nóng)村學(xué)生小林在“種子萌發(fā)條件探究”中，用廢舊紙盒搭建簡(jiǎn)易恒溫箱，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“恒溫25℃時(shí)發(fā)芽率最高”，該成果被收錄進(jìn)《鄉(xiāng)村科學(xué)創(chuàng)新案例集》。這些案例生動(dòng)詮釋了：當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為學(xué)生表達(dá)探究思維的載體，科學(xué)便從抽象概念轉(zhuǎn)化為可觸摸的創(chuàng)造。

教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)同樣印證融合路徑的有效性。行動(dòng)研究記錄顯示，參與教師對(duì)“融合教學(xué)”的認(rèn)知從“技巧疊加”深化為“素養(yǎng)培育”，87%的教師能獨(dú)立設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)”的融合課例。教研員反饋：“過(guò)去教師常糾結(jié)‘實(shí)驗(yàn)步驟是否規(guī)范’，現(xiàn)在更關(guān)注‘學(xué)生是否在思考’?！边@種轉(zhuǎn)變直接推動(dòng)教學(xué)行為革新——教師平均每節(jié)課的“思維引導(dǎo)型”提問(wèn)增加12次，學(xué)生自主探究時(shí)長(zhǎng)占比從28%提升至57%。

五、結(jié)論與建議

研究證實(shí)，科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合是培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心路徑。雙螺旋融合模型通過(guò)“問(wèn)題生成-設(shè)計(jì)可視化-探究深度化-反思結(jié)構(gòu)化”的閉環(huán)設(shè)計(jì)，有效破解了探究與設(shè)計(jì)割裂的難題。學(xué)生在此過(guò)程中經(jīng)歷“好奇驅(qū)動(dòng)-思維外顯-操作驗(yàn)證-認(rèn)知迭代”的成長(zhǎng)軌跡，科學(xué)思維從碎片走向系統(tǒng)，創(chuàng)新能力從萌芽走向自覺(jué)。城鄉(xiāng)差異適配策略證明，融合教學(xué)不受資源條件制約，關(guān)鍵在于教師能否將“思維可視化”理念轉(zhuǎn)化為低成本、高認(rèn)知的教學(xué)行為。

基于研究結(jié)論，提出三層建議：對(duì)教師而言，應(yīng)強(qiáng)化“思維引導(dǎo)力”修煉，善用“問(wèn)題銀行”“變量控制圖”等工具將學(xué)生自發(fā)提問(wèn)轉(zhuǎn)化為可探究課題，在試錯(cuò)中培育批判性思維；對(duì)教育部門(mén)而言，需構(gòu)建“過(guò)程-素養(yǎng)”雙維評(píng)價(jià)體系，將“設(shè)計(jì)思維創(chuàng)新性”“探究反思深度”納入評(píng)價(jià)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)跨學(xué)科融合課程指南；對(duì)學(xué)校而言，應(yīng)建立“城鄉(xiāng)教研共同體”，通過(guò)“同課異構(gòu)”“案例共研”彌合資源鴻溝，讓融合教學(xué)惠及每一間科學(xué)教室。

六、研究局限與展望

研究仍存在三重局限。城鄉(xiāng)差異適配策略雖取得突破，但農(nóng)村學(xué)校在高端實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)用、數(shù)字化探究工具使用等方面仍顯不足，影響融合深度；評(píng)價(jià)體系雖構(gòu)建“三維四階”模型，但對(duì)“科學(xué)態(tài)度”“社會(huì)責(zé)任”等素養(yǎng)維度的量化評(píng)估工具尚未成熟；跨學(xué)科融合探索僅停留在科學(xué)-語(yǔ)文、科學(xué)-數(shù)學(xué)的淺層結(jié)合，與藝術(shù)、技術(shù)等學(xué)科的深度融合有待深化。

未來(lái)研究將向三方向延伸：一是開(kāi)發(fā)“智慧融合平臺(tái)”，整合傳感器、虛擬仿真等技術(shù)，破解農(nóng)村學(xué)校資源短板；二是研制“科學(xué)素養(yǎng)成長(zhǎng)畫(huà)像”系統(tǒng)，通過(guò)AI分析學(xué)生設(shè)計(jì)方案的迭代軌跡、探究日志的情感傾向，實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)發(fā)展的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；三是構(gòu)建“五育融合”科學(xué)課程群，探索科學(xué)探究與勞動(dòng)教育（如校園種植）、美育（如科學(xué)繪畫(huà)）的深度耦合，讓科學(xué)教育真正成為培育全面發(fā)展的人的沃土。當(dāng)孩子們?cè)谌诤系耐寥乐袑W(xué)會(huì)用科學(xué)思維觀察世界，用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表達(dá)創(chuàng)造，科學(xué)便不再是課本上的知識(shí)，而是照亮未來(lái)的永恒火種。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合課題報(bào)告教學(xué)研究論文一、引言

科學(xué)教育的本質(zhì)，在于喚醒兒童心中那簇對(duì)世界的好奇之火，而科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的融合，正是讓這簇火種持續(xù)燃燒的氧氣。當(dāng)孩子們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里小心翼翼地調(diào)試變量，在筆記本上歪歪扭扭地畫(huà)下設(shè)計(jì)草圖，在小組爭(zhēng)論中突然拍手喊出“我知道為什么了”——這些瞬間，正是科學(xué)教育最動(dòng)人的模樣?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確將“科學(xué)探究”與“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”并列為核心素養(yǎng)載體，二者本應(yīng)如雙生藤蔓般共生共長(zhǎng)，卻常在教學(xué)實(shí)踐中被割裂為兩張皮：探究活動(dòng)淪為按部就班的操作流程，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為填寫(xiě)固定表格的機(jī)械任務(wù)。這種斷裂背后，是兒童科學(xué)天性的壓抑，是科學(xué)教育本質(zhì)的偏離。本課題歷經(jīng)三年深耕，以“讓探究有深度，讓設(shè)計(jì)有溫度”為核心理念，構(gòu)建“雙螺旋融合模型”，推動(dòng)二者從割裂走向共生，讓科學(xué)課堂真正成為兒童“像科學(xué)家一樣思考”的成長(zhǎng)場(chǎng)。

二、問(wèn)題現(xiàn)狀分析

當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的割裂現(xiàn)象普遍存在，其深層矛盾直指教育理念與實(shí)踐的脫節(jié)。課堂觀察發(fā)現(xiàn)，探究活動(dòng)常陷入“操作化”泥潭：學(xué)生按教師指令連接電路、記錄數(shù)據(jù)，卻無(wú)法回答“為什么選擇這樣的材料”“變量控制的意義何在”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)則淪為“形式化”任務(wù)，教師提供標(biāo)準(zhǔn)表格，學(xué)生機(jī)械填寫(xiě)“目的、器材、步驟”，思維過(guò)程被壓縮成填空游戲。這種割裂導(dǎo)致學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展呈現(xiàn)“跛腳”狀態(tài)——或許能熟練完成溶解實(shí)驗(yàn)，卻不會(huì)設(shè)計(jì)“探究溫度對(duì)溶解速度影響”的對(duì)比方案；或許能背誦“控制變量”概念，卻無(wú)法在“螞蟻搬家與天氣關(guān)系”的探究中自主識(shí)別關(guān)鍵變量。

教師層面的困境同樣突出。調(diào)研顯示，78%的教師承認(rèn)“難以將學(xué)生自發(fā)提問(wèn)轉(zhuǎn)化為可探究課題”，65%的教師表示“缺乏引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維的有效策略”。當(dāng)學(xué)生提出“為什么天是藍(lán)的”時(shí)，教師習(xí)慣用“這是光的散射現(xiàn)象”直接告知答案，而非引導(dǎo)其設(shè)計(jì)“不同介質(zhì)散射差異”的實(shí)驗(yàn)；當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，教師常以“操作失誤”掩蓋認(rèn)知沖突，錯(cuò)失將“失敗”轉(zhuǎn)化為深度探究的契機(jī)。這種“重結(jié)果輕過(guò)程”“重指令輕思維”的教學(xué)慣性，本質(zhì)上是教師對(duì)科學(xué)教育本質(zhì)的誤讀——將“教科學(xué)知識(shí)”等同于“育科學(xué)素養(yǎng)”。

資源與評(píng)價(jià)的短板進(jìn)一步加劇了割裂。城鄉(xiāng)差異導(dǎo)致融合教學(xué)深度失衡：城市學(xué)校憑借豐富資源聚焦“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”，而農(nóng)村學(xué)校受制于器材短缺，多停留在“基礎(chǔ)探究”層面。評(píng)價(jià)體系則陷入“結(jié)果導(dǎo)向”的桎梏，試卷中“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題”的標(biāo)準(zhǔn)答案往往固化步驟，忽視學(xué)生思維的獨(dú)特性與邏輯性。這種評(píng)價(jià)導(dǎo)向反向強(qiáng)化了教學(xué)的碎片化，教師為追求“正確率”壓縮探究空間，學(xué)生為迎合標(biāo)準(zhǔn)答案放棄批判性思考。

更深層的矛盾，在于科學(xué)教育對(duì)兒童認(rèn)知規(guī)律的忽視。兒童是天生的探究者，他們對(duì)世界的追問(wèn)“為什么螞蟻排隊(duì)走”“種子怎么發(fā)芽”，本應(yīng)是科學(xué)探究的起點(diǎn)。然而，當(dāng)前教學(xué)常以“知識(shí)結(jié)論”替代“探究過(guò)程”，將兒童的“天真問(wèn)題”視為“不科學(xué)”的干擾。這種對(duì)兒童認(rèn)知主體性的漠視，使得探究與設(shè)計(jì)成為無(wú)源之水、無(wú)本之木。當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)脫離兒童的真實(shí)困惑，當(dāng)科學(xué)探究割裂于生活經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)便失去了滋養(yǎng)兒童思維的土壤，淪為課本上冰冷的符號(hào)。

三、解決問(wèn)題的策略

針對(duì)科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)割裂的深層矛盾，本研究構(gòu)建“雙螺旋融合模型”，通過(guò)問(wèn)題生成機(jī)制創(chuàng)新、設(shè)計(jì)可視化工具開(kāi)發(fā)、探究深度化路徑優(yōu)化，推動(dòng)二者從形式疊加走向本質(zhì)共生。問(wèn)題生成機(jī)制以“問(wèn)題銀行”為載體，引導(dǎo)學(xué)生將生活困惑轉(zhuǎn)化為可探究的科學(xué)課題。四年級(jí)學(xué)生自發(fā)成立“螞蟻觀察小組”，通過(guò)“現(xiàn)象觀察卡”記錄“雨天前螞蟻頻繁搬家”的現(xiàn)象，在教師引導(dǎo)下聚焦“濕度是否影響螞蟻活動(dòng)頻率”的核心問(wèn)題，進(jìn)而設(shè)計(jì)“干燥組-濕潤(rùn)組-對(duì)照組”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。這種從“好奇”到“可研究”的轉(zhuǎn)化，讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)扎根于兒童真實(shí)的認(rèn)知土壤，避免為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的虛假探究。

設(shè)計(jì)可視化工具破解