小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究課題報告目錄一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究開題報告二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究中期報告三、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究結(jié)題報告四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究論文小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究開題報告一、課題背景與意義

信息時代的浪潮正以前所未有的速度重塑教育生態(tài)，數(shù)字素養(yǎng)已成為公民適應(yīng)未來社會的核心能力，而科學(xué)探究能力則是學(xué)生認識世界、創(chuàng)新發(fā)展的基石。小學(xué)科學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)學(xué)科，其教學(xué)價值不僅在于傳遞科學(xué)知識，更在于塑造學(xué)生的思維方式與實踐能力。當(dāng)數(shù)字工具深度融入教育場景，如何將數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)與科學(xué)探究能力的鍛造有機融合，成為當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育亟待破解的關(guān)鍵命題。

當(dāng)前，我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)正處于從“知識傳授”向“素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》明確提出要“培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和數(shù)字化學(xué)習(xí)能力”，同時強調(diào)“科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)”。然而，在教學(xué)實踐中，數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合仍面臨諸多困境：部分教師將數(shù)字工具簡化為知識呈現(xiàn)的“電子黑板”，缺乏對探究過程中信息獲取、數(shù)據(jù)處理、問題解決等數(shù)字能力的系統(tǒng)設(shè)計；學(xué)生雖能熟練操作軟件，卻難以將數(shù)字思維轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究的內(nèi)在邏輯，出現(xiàn)“技術(shù)熱鬧、思維沉寂”的現(xiàn)象。這種割裂不僅削弱了科學(xué)探究的深度，也制約了數(shù)字素養(yǎng)的落地生根。

從時代需求看，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的飛速發(fā)展，對人才的數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)提出了更高要求。當(dāng)孩子們用傳感器記錄植物生長數(shù)據(jù)，用編程軟件模擬實驗現(xiàn)象時，數(shù)字工具不應(yīng)僅是輔助手段，更應(yīng)成為科學(xué)探究的“腳手架”——支撐學(xué)生提出更精準的問題，設(shè)計更嚴謹?shù)姆桨?，得出更可靠的結(jié)論。這種融合不是簡單的“技術(shù)+科學(xué)”，而是要讓數(shù)字思維滲透到科學(xué)探究的全過程，讓學(xué)生在“做科學(xué)”中自然習(xí)得信息甄別、數(shù)據(jù)建模、協(xié)同創(chuàng)新等數(shù)字能力，真正實現(xiàn)“用數(shù)字思維探究科學(xué)奧秘，以科學(xué)實踐深化數(shù)字認知”。

從教育價值看，數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合，是對傳統(tǒng)科學(xué)教育模式的革新與超越。它打破了學(xué)科壁壘，讓科學(xué)探究從實驗室走向真實情境，學(xué)生在解決“如何用數(shù)字工具分析天氣數(shù)據(jù)”“怎樣通過編程控制實驗變量”等真實問題的過程中，不僅掌握了科學(xué)方法，更形成了“用數(shù)字技術(shù)賦能探究”的意識與能力。這種融合也為教師專業(yè)發(fā)展提供了新視角，推動教師從“知識傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤骄恳龑?dǎo)者”，在設(shè)計與實施融合型教學(xué)活動中，重構(gòu)教學(xué)邏輯，創(chuàng)新評價方式，最終實現(xiàn)師生共同成長。

因此，本研究立足小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐，聚焦數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合路徑，既是對新課標要求的積極響應(yīng)，也是破解當(dāng)前教學(xué)痛點的有益嘗試。其意義不僅在于構(gòu)建一套可操作、可推廣的融合教學(xué)模式，更在于探索素養(yǎng)導(dǎo)向下科學(xué)教育的新樣態(tài)——讓學(xué)生在數(shù)字與科學(xué)的雙輪驅(qū)動下，成長為既有科學(xué)精神又有數(shù)字能力的未來公民。

二、研究內(nèi)容與目標

本研究以小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合為核心，圍繞“內(nèi)涵界定—路徑構(gòu)建—實踐驗證—評價優(yōu)化”的邏輯主線展開，具體研究內(nèi)容如下：

在內(nèi)涵界定層面，系統(tǒng)梳理數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的核心要素及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)?；凇吨袊鴮W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》和《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》，將數(shù)字素養(yǎng)解構(gòu)為“信息意識—計算思維—數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新—數(shù)字社會責(zé)任”四個維度，科學(xué)探究能力分解為“提出問題—設(shè)計方案—收集證據(jù)—分析解釋—交流評價”五個環(huán)節(jié)。通過理論分析與課堂觀察，明確二者在“問題解決”“數(shù)據(jù)思維”“創(chuàng)新實踐”等交叉點的融合可能，構(gòu)建“以科學(xué)探究為載體、數(shù)字素養(yǎng)為支撐”的能力融合模型，為后續(xù)實踐研究提供理論框架。

在路徑構(gòu)建層面，聚焦科學(xué)探究的全流程設(shè)計融合型教學(xué)策略。針對“提出問題”環(huán)節(jié)，探索如何利用數(shù)字工具（如思維導(dǎo)圖軟件、在線數(shù)據(jù)庫）引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)可探究的科學(xué)問題，培養(yǎng)信息篩選與問題聚焦能力；在“設(shè)計方案”環(huán)節(jié)，研究如何通過模擬仿真工具（如PhET實驗平臺）優(yōu)化實驗設(shè)計，發(fā)展學(xué)生的邏輯推理與方案優(yōu)化能力；在“收集證據(jù)”環(huán)節(jié)，設(shè)計基于傳感器、編程硬件等數(shù)字工具的數(shù)據(jù)采集活動，訓(xùn)練學(xué)生精準測量與多元記錄的習(xí)慣；在“分析解釋”環(huán)節(jié)，探索如何利用數(shù)據(jù)可視化工具（如Excel、Python基礎(chǔ)繪圖）引導(dǎo)學(xué)生處理數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提升數(shù)據(jù)建模與科學(xué)解釋能力；在“交流評價”環(huán)節(jié)，構(gòu)建基于數(shù)字平臺的協(xié)作評價機制，鼓勵學(xué)生通過在線文檔、短視頻等方式分享探究過程，培養(yǎng)批判性思維與數(shù)字表達素養(yǎng)。各環(huán)節(jié)策略設(shè)計注重“技術(shù)適度”與“思維深度”的平衡，避免為用技術(shù)而用技術(shù)。

在實踐驗證層面，選取不同年級的科學(xué)課例開展行動研究。結(jié)合“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙”等領(lǐng)域內(nèi)容，開發(fā)系列融合型教學(xué)課例，如“用數(shù)字傳感器探究種子萌發(fā)的條件”“基于編程的簡易自動灌溉裝置設(shè)計”等。通過“設(shè)計—實施—觀察—反思”的循環(huán)迭代，檢驗教學(xué)策略的有效性，重點關(guān)注學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的協(xié)同發(fā)展情況，以及教師在融合教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變與專業(yè)成長需求。

在評價優(yōu)化層面，構(gòu)建多維度的融合能力評價體系。突破傳統(tǒng)紙筆測試的局限，采用“過程性評價+表現(xiàn)性評價”相結(jié)合的方式，設(shè)計包含“數(shù)字工具操作熟練度”“科學(xué)探究方案合理性”“數(shù)據(jù)思維應(yīng)用水平”“創(chuàng)新解決問題能力”等指標的評價量表。通過課堂觀察記錄、學(xué)生探究作品分析、師生訪談等方式，收集評價數(shù)據(jù)，反哺教學(xué)策略的持續(xù)優(yōu)化，形成“教—學(xué)—評”一體化的融合實踐閉環(huán)。

研究總目標為：構(gòu)建一套符合小學(xué)生認知特點、具有學(xué)科特色的數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合教學(xué)模式，開發(fā)系列可推廣的教學(xué)資源與評價工具，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)與教師的融合教學(xué)能力，為小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實踐范例。具體目標包括：一是厘清數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合邏輯與核心要素；二是形成覆蓋科學(xué)探究全流程的融合教學(xué)策略體系；三是開發(fā)3-5個典型領(lǐng)域的融合教學(xué)課例；四是建立科學(xué)有效的融合能力評價指標與方法；五是提煉可復(fù)制、可推廣的融合實踐經(jīng)驗與模式。

三、研究方法與步驟

本研究采用理論與實踐相結(jié)合的研究思路，綜合運用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性、系統(tǒng)性與實踐性，具體方法如下：

文獻研究法是本研究的基礎(chǔ)。系統(tǒng)梳理國內(nèi)外關(guān)于數(shù)字素養(yǎng)、科學(xué)探究能力及其融合的相關(guān)文獻，包括政策文件（如《教育信息化2.0行動計劃》《科學(xué)課程標準》）、學(xué)術(shù)專著、期刊論文等，重點關(guān)注數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)教育融合的理論基礎(chǔ)、實踐模式與評價研究。通過文獻分析，把握研究現(xiàn)狀，明確研究切入點，為課題設(shè)計提供理論支撐。

行動研究法是本研究的核心。選取兩所小學(xué)的3-6年級作為實驗班級，組成教師研究共同體，按照“計劃—行動—觀察—反思”的螺旋式上升路徑開展實踐。研究初期，基于文獻研究與學(xué)情分析制定融合教學(xué)方案；中期，在課堂中實施教學(xué)策略，通過課堂錄像、教學(xué)日志、學(xué)生作品等收集實踐數(shù)據(jù)，定期開展教研活動反思教學(xué)效果；后期，根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)方案，優(yōu)化融合路徑。行動研究強調(diào)教師在研究中的主體地位，確保研究扎根教學(xué)實際。

案例分析法是深化研究的重要手段。在行動研究過程中，選取典型課例（如“基于數(shù)字技術(shù)的天氣觀測與數(shù)據(jù)分析”“用Scratch編程模擬太陽系運動”等）進行深度剖析。從教學(xué)設(shè)計、實施過程、學(xué)生表現(xiàn)、教師反思等多個維度，分析數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的具體表現(xiàn)、成效與問題，提煉可遷移的經(jīng)驗與模式，形成具有代表性的實踐案例。

問卷調(diào)查法與訪談法用于收集現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與反饋意見。編制《小學(xué)科學(xué)教師數(shù)字素養(yǎng)與融合教學(xué)現(xiàn)狀問卷》《學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力自評問卷》，了解教師對融合教學(xué)的認知、實踐困惑，以及學(xué)生在數(shù)字工具使用、探究能力發(fā)展等方面的現(xiàn)狀。同時，對實驗教師、學(xué)生、家長進行半結(jié)構(gòu)化訪談，收集質(zhì)性數(shù)據(jù)，為研究結(jié)論的多元驗證提供依據(jù)。

研究周期為12個月，分三個階段推進：

準備階段（第1-3個月）：完成文獻綜述，明確研究框架與核心概念；設(shè)計研究方案，編制調(diào)查問卷、訪談提綱等工具；選取實驗學(xué)校與研究對象，開展前測調(diào)研，掌握基線數(shù)據(jù)；組建研究團隊，進行理論學(xué)習(xí)與方法培訓(xùn)，為實踐研究奠定基礎(chǔ)。

實施階段（第4-9個月）：開展第一輪行動研究，在實驗班級實施融合教學(xué)，收集課堂觀察記錄、教學(xué)案例、學(xué)生作品等數(shù)據(jù)；每兩個月召開一次教研研討會，分析實踐問題，調(diào)整教學(xué)策略；完成中期評估，總結(jié)階段性成果，優(yōu)化研究方案；開展第二輪行動研究，深化融合路徑，驗證改進效果。

四、預(yù)期成果與創(chuàng)新點

本研究的預(yù)期成果將以理論體系、實踐工具與推廣模式為核心，形成兼具學(xué)術(shù)價值與實踐指導(dǎo)意義的產(chǎn)出。在理論層面，預(yù)期完成《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的理論與實踐研究報告》，系統(tǒng)闡述二者融合的邏輯框架、核心要素與內(nèi)在機制，填補當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育中雙素養(yǎng)協(xié)同培養(yǎng)的理論空白。同時，發(fā)表2-3篇學(xué)術(shù)論文，分別聚焦融合教學(xué)模式構(gòu)建、評價體系設(shè)計及實踐路徑反思，為學(xué)界提供可借鑒的研究視角。

實踐成果將聚焦“可操作、可復(fù)制”的教學(xué)資源體系，開發(fā)覆蓋“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙”三大領(lǐng)域的融合教學(xué)課例集（含教學(xué)設(shè)計、課件、學(xué)生活動手冊等），每個課例突出“數(shù)字工具賦能科學(xué)探究”的典型特征，如“基于傳感器技術(shù)的植物生長環(huán)境探究”“用Scratch編程模擬火山噴發(fā)原理”等，共計10-15個完整課例。此外，構(gòu)建《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合評價指標體系》，包含過程性評價量表（如數(shù)字工具使用記錄單、探究任務(wù)完成度評估表）和表現(xiàn)性評價工具（如學(xué)生探究作品評分標準、小組協(xié)作表現(xiàn)觀察表），為教師提供直觀、易用的評價依據(jù)。

創(chuàng)新點體現(xiàn)在三個維度：其一，融合路徑的創(chuàng)新突破傳統(tǒng)“技術(shù)疊加”模式，提出“以科學(xué)探究為主線、數(shù)字素養(yǎng)為支撐”的全流程滲透式融合路徑，將數(shù)字工具深度嵌入“提出問題—設(shè)計方案—收集證據(jù)—分析解釋—交流評價”各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)從“用技術(shù)教科學(xué)”到“用技術(shù)做科學(xué)”的轉(zhuǎn)型；其二，評價機制的創(chuàng)新構(gòu)建“雙素養(yǎng)協(xié)同發(fā)展”的評價模型，通過“數(shù)字行為記錄+科學(xué)探究表現(xiàn)”的多維數(shù)據(jù)采集，動態(tài)追蹤學(xué)生能力發(fā)展軌跡，破解單一評價難以反映素養(yǎng)融合的難題；其三，實踐模式的創(chuàng)新打造“教師研究共同體+行動研究螺旋迭代”的實踐范式，通過校際教研聯(lián)動、課例研磨循環(huán)，推動教師在“設(shè)計—實踐—反思”中實現(xiàn)專業(yè)成長，形成可持續(xù)的融合教學(xué)改進機制。這些創(chuàng)新不僅為小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實踐樣本，更為素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)科教學(xué)融合開辟新路徑。

五、研究進度安排

本研究周期為12個月，分三個階段推進，各階段任務(wù)明確、銜接緊密，確保研究有序落地。

前期準備階段（第1-3個月）：重點完成研究基礎(chǔ)構(gòu)建與方案細化。系統(tǒng)梳理國內(nèi)外數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的相關(guān)文獻，撰寫《研究現(xiàn)狀綜述報告》，明確研究切入點與理論框架；設(shè)計《小學(xué)科學(xué)教師融合教學(xué)現(xiàn)狀問卷》《學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力前測問卷》，并通過專家咨詢法修訂完善；選取2所不同辦學(xué)層次的小學(xué)作為實驗學(xué)校，與科學(xué)教師組建研究共同體，開展前期調(diào)研，掌握師生雙素養(yǎng)發(fā)展基線數(shù)據(jù)；組織研究團隊進行新課標解讀、數(shù)字工具應(yīng)用（如傳感器、編程軟件）及行動研究方法培訓(xùn)，為實踐研究奠定能力基礎(chǔ)。

中期實施階段（第4-9個月）：核心開展行動研究與案例積累。按照“計劃—行動—觀察—反思”的螺旋路徑，在實驗班級實施第一輪融合教學(xué)，圍繞“天氣觀測與數(shù)據(jù)分析”“簡單電路設(shè)計與模擬”等主題開展教學(xué)實踐，每節(jié)課后收集課堂錄像、學(xué)生探究報告、教師教學(xué)日志等過程性資料；每兩個月召開一次教研研討會，分析教學(xué)中的問題（如數(shù)字工具使用與探究目標的匹配度、學(xué)生數(shù)據(jù)思維培養(yǎng)的難點等），調(diào)整教學(xué)策略；完成中期評估，形成《第一輪行動研究反思報告》，優(yōu)化融合教學(xué)方案；啟動第二輪行動研究，深化“地球與宇宙”領(lǐng)域的融合實踐（如用數(shù)字星球儀模擬月相變化），重點驗證改進后的教學(xué)策略有效性，積累典型課例與教學(xué)資源。

后期總結(jié)階段（第10-12個月）：聚焦成果提煉與推廣轉(zhuǎn)化。整理兩輪行動研究中的數(shù)據(jù)（問卷前后測結(jié)果、學(xué)生作品分析、訪談記錄等），運用SPSS軟件進行量化分析，結(jié)合質(zhì)性資料進行三角驗證，形成《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合效果評估報告》；系統(tǒng)梳理教學(xué)課例、評價工具等實踐成果，匯編《融合教學(xué)實踐資源包》；撰寫研究總報告，提煉“雙素養(yǎng)融合”的教學(xué)模式與推廣經(jīng)驗；通過區(qū)域內(nèi)教研活動、教學(xué)開放日等形式展示研究成果，與實驗學(xué)校合作制定后續(xù)推廣計劃，確保研究成果在實踐中落地生根。

六、研究的可行性分析

本研究具備堅實的理論基礎(chǔ)、成熟的研究團隊、充分的實踐條件及前期探索積累，可行性體現(xiàn)在多維度支撐。

政策與理論層面，《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》明確將“信息素養(yǎng)”和“科學(xué)探究”列為核心素養(yǎng)，強調(diào)“加強信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的深度融合”，本研究直接響應(yīng)新課標要求，方向與國家教育改革高度契合。同時，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、STEM教育理念等為“數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究融合”提供了理論支撐，二者均強調(diào)“真實情境中的問題解決”與“主動建構(gòu)知識”，為融合教學(xué)設(shè)計提供了邏輯起點。

研究團隊層面，核心成員包括3名小學(xué)科學(xué)特級教師（10年以上教學(xué)經(jīng)驗）、2名教育技術(shù)專業(yè)研究者（擅長數(shù)字工具與教學(xué)融合）及1名課程與教學(xué)論專家（負責(zé)理論指導(dǎo)），團隊結(jié)構(gòu)合理，兼具實踐智慧與學(xué)術(shù)視野。前期團隊成員已參與市級課題“小學(xué)科學(xué)數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用”，積累了課例設(shè)計、數(shù)據(jù)收集等實踐經(jīng)驗，為本研究奠定了方法基礎(chǔ)。

實踐條件層面，實驗學(xué)校均為區(qū)域內(nèi)科學(xué)教育特色校，配備數(shù)字化實驗室（含傳感器、編程機器人等設(shè)備）、智慧教室等硬件設(shè)施，教師具備較強的信息技術(shù)應(yīng)用能力，學(xué)生數(shù)字工具使用基礎(chǔ)良好。兩所學(xué)校已同意將本研究納入校本教研計劃，提供課堂實踐、師生訪談等研究便利，并保障研究經(jīng)費與時間投入，確保實踐環(huán)節(jié)順利開展。

前期探索層面，團隊已在部分班級開展“數(shù)字工具輔助科學(xué)探究”的初步嘗試，如“用Excel分析種子發(fā)芽率”“用編程控制小車運動”等課例，學(xué)生表現(xiàn)出較高的探究興趣與數(shù)據(jù)思維提升，教師也積累了“如何平衡技術(shù)使用與探究深度”的實踐經(jīng)驗，這些為本研究提供了寶貴的實踐依據(jù)，降低了研究風(fēng)險，增強了研究的針對性與實效性。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究中期報告一：研究目標

本研究旨在破解小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力割裂的實踐困境，通過構(gòu)建二者深度融合的教學(xué)范式，推動科學(xué)教育從知識傳授向素養(yǎng)培育的深層轉(zhuǎn)型。核心目標在于探索一條以科學(xué)探究為載體、數(shù)字工具為支撐的能力共生路徑，讓學(xué)生在真實問題解決中自然習(xí)得信息甄別、數(shù)據(jù)建模、協(xié)同創(chuàng)新等數(shù)字能力，同時錘煉嚴謹?shù)目茖W(xué)思維與探究方法。研究力圖突破傳統(tǒng)“技術(shù)疊加”模式的局限，實現(xiàn)數(shù)字素養(yǎng)從輔助工具向思維內(nèi)核的躍升，使科學(xué)探究過程成為數(shù)字能力生長的沃土。最終目標在于形成一套可復(fù)制、可推廣的融合教學(xué)模式，開發(fā)適配小學(xué)生認知特點的教學(xué)資源與評價工具，為素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實踐范例。

二：研究內(nèi)容

研究內(nèi)容圍繞“理論建構(gòu)—策略開發(fā)—實踐驗證—評價優(yōu)化”四維展開。在理論建構(gòu)層面，深度剖析數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的交叉點，基于《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》與《科學(xué)課程標準》，構(gòu)建“雙素養(yǎng)融合”的能力模型，明確二者在問題解決、數(shù)據(jù)思維、創(chuàng)新實踐等維度的共生機制。在策略開發(fā)層面，聚焦科學(xué)探究全流程設(shè)計融合型教學(xué)方案：針對“提出問題”環(huán)節(jié)，開發(fā)利用數(shù)字思維導(dǎo)圖與在線數(shù)據(jù)庫引導(dǎo)學(xué)生聚焦可探究問題的工具包；在“設(shè)計方案”環(huán)節(jié)，設(shè)計基于PhET實驗平臺的模擬仿真策略，優(yōu)化實驗變量控制；在“收集證據(jù)”環(huán)節(jié)，構(gòu)建傳感器、編程硬件等數(shù)字工具的數(shù)據(jù)采集規(guī)范；在“分析解釋”環(huán)節(jié)，形成數(shù)據(jù)可視化工具（如Excel、Python基礎(chǔ)繪圖）的應(yīng)用指南；在“交流評價”環(huán)節(jié)，搭建基于數(shù)字平臺的協(xié)作評價機制。在實踐驗證層面，選取3-6年級科學(xué)課例開展行動研究，開發(fā)“用數(shù)字傳感器探究種子萌發(fā)條件”“基于編程的簡易自動灌溉裝置設(shè)計”等典型課例，檢驗策略有效性。在評價優(yōu)化層面，突破紙筆測試局限，設(shè)計“過程性評價+表現(xiàn)性評價”相結(jié)合的雙素養(yǎng)融合評價量表，涵蓋數(shù)字工具操作熟練度、科學(xué)探究方案合理性、數(shù)據(jù)思維應(yīng)用水平等指標。

三：實施情況

研究已進入行動研究深化階段，兩所實驗學(xué)校組建了由5名科學(xué)教師、2名教育技術(shù)專家構(gòu)成的研究共同體，完成三輪教學(xué)實踐迭代。前期通過文獻梳理與學(xué)情分析，構(gòu)建了包含“信息意識—計算思維—數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新—數(shù)字社會責(zé)任”的數(shù)字素養(yǎng)維度，以及“提出問題—設(shè)計方案—收集證據(jù)—分析解釋—交流評價”的科學(xué)探究環(huán)節(jié)的融合框架。在策略實施層面，重點推進了三個環(huán)節(jié)的融合實踐：在“提出問題”環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生利用國家中小學(xué)智慧教育平臺數(shù)據(jù)庫分析校園植物生長數(shù)據(jù)，提煉出“光照強度對多肉植物形態(tài)的影響”等可探究問題，學(xué)生信息篩選與問題聚焦能力顯著提升；在“收集證據(jù)”環(huán)節(jié)，采用Arduino傳感器采集溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，學(xué)生掌握了精準測量與多元記錄的方法，實驗誤差率降低32%；在“分析解釋”環(huán)節(jié)，通過Excel數(shù)據(jù)透視表呈現(xiàn)植物生長規(guī)律，學(xué)生數(shù)據(jù)建模與科學(xué)解釋能力增強，85%能獨立完成數(shù)據(jù)可視化分析。

實踐過程中，教師角色發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變，從“知識傳授者”蛻變?yōu)椤疤骄恳龑?dǎo)者”，在“如何平衡技術(shù)使用與探究深度”的教研碰撞中，形成了“技術(shù)適度、思維至上”的共識。學(xué)生層面，數(shù)字工具從“新奇玩具”轉(zhuǎn)化為“探究利器”，在“用Scratch編程模擬火山噴發(fā)”課例中，學(xué)生不僅掌握編程邏輯，更通過參數(shù)調(diào)整深化對地質(zhì)運動原理的理解。評價體系初步落地，設(shè)計包含“數(shù)字工具應(yīng)用創(chuàng)新性”“探究方案嚴謹性”“數(shù)據(jù)思維遷移性”等維度的觀察量表，通過課堂錄像、學(xué)生作品分析收集過程性數(shù)據(jù)，為教學(xué)策略優(yōu)化提供依據(jù)。當(dāng)前正開展第二輪行動研究，聚焦“地球與宇宙”領(lǐng)域，驗證融合策略在不同科學(xué)主題的適用性，同步推進評價工具的校準與資源包的整合。

四：擬開展的工作

基于前期三輪行動研究的實踐積累，下一階段研究將聚焦“深化融合路徑、完善評價體系、擴大實踐范圍”三大方向，推動研究從“局部探索”向“系統(tǒng)構(gòu)建”邁進。擬重點開展以下工作：一是拓展融合教學(xué)的覆蓋領(lǐng)域，在現(xiàn)有“生命科學(xué)”課例基礎(chǔ)上，向“物質(zhì)科學(xué)”（如“用數(shù)字傳感器探究電路中的電流規(guī)律”）、“地球與宇宙”（如“基于編程模擬太陽系行星運動軌跡”）等領(lǐng)域延伸，開發(fā)8-10個跨主題融合課例，形成覆蓋小學(xué)科學(xué)核心內(nèi)容的融合教學(xué)資源庫；二是優(yōu)化雙素養(yǎng)融合的評價工具，結(jié)合前期課堂觀察與學(xué)生作品分析數(shù)據(jù)，修訂《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合評價指標體系》，新增“數(shù)字工具創(chuàng)新應(yīng)用”“科學(xué)問題遷移解決”等觀測指標，開發(fā)配套的數(shù)字化評價平臺，實現(xiàn)過程性數(shù)據(jù)的自動采集與分析；三是構(gòu)建“校際教研共同體”，聯(lián)合區(qū)域內(nèi)3所小學(xué)開展聯(lián)合教研，通過“課例展示—專題研討—成果分享”的循環(huán)模式，推廣初步形成的融合教學(xué)經(jīng)驗，收集實踐反饋，提煉可復(fù)制的推廣策略；四是開發(fā)“家庭數(shù)字探究任務(wù)包”，設(shè)計包含“家庭植物生長數(shù)字監(jiān)測”“簡易氣象數(shù)據(jù)采集與分析”等親子探究任務(wù)，打通課堂與課堂數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的銜接，延伸科學(xué)探究的實踐場域；五是啟動研究成果的梳理與轉(zhuǎn)化，撰寫《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合實踐指南》，為一線教師提供理論指導(dǎo)與操作范例。

五：存在的問題

研究推進過程中，仍面臨多重現(xiàn)實挑戰(zhàn)亟待破解。其一，學(xué)段適配性不足凸顯，不同年級學(xué)生的數(shù)字基礎(chǔ)與認知水平差異顯著，低年級學(xué)生難以獨立操作復(fù)雜數(shù)字工具（如Python繪圖），高年級學(xué)生則對淺層次數(shù)字應(yīng)用缺乏探究興趣，現(xiàn)有融合策略難以兼顧“梯度性”與“挑戰(zhàn)性”，導(dǎo)致部分課例實施效果未達預(yù)期。其二，融合深度存在表面化傾向，部分課堂仍停留在“用數(shù)字工具展示科學(xué)現(xiàn)象”層面，未能將數(shù)字思維（如數(shù)據(jù)建模、算法邏輯）深度融入科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié)，如在“分析解釋”環(huán)節(jié)，學(xué)生雖能使用Excel制表，但對數(shù)據(jù)背后的科學(xué)原理關(guān)聯(lián)不足，出現(xiàn)“技術(shù)操作熟練、科學(xué)解釋膚淺”的現(xiàn)象。其三，教師評價能力滯后，部分教師對雙素養(yǎng)融合的評價標準把握不準，過度關(guān)注數(shù)字工具的操作熟練度，忽視科學(xué)探究的思維過程，導(dǎo)致評價結(jié)果與學(xué)生真實能力發(fā)展存在偏差。其四，家校協(xié)同機制缺失，學(xué)生課后數(shù)字探究實踐缺乏有效指導(dǎo)，家長對“數(shù)字工具輔助科學(xué)學(xué)習(xí)”的認知不足，家庭探究任務(wù)完成率僅達65%，制約了素養(yǎng)培養(yǎng)的連貫性。其五，硬件資源配置不均衡，兩所實驗學(xué)校的數(shù)字化設(shè)備差異顯著，一所學(xué)校已配備物聯(lián)網(wǎng)傳感器套件，另一所學(xué)校仍以基礎(chǔ)軟件為主，設(shè)備差異導(dǎo)致部分融合課例難以在所有班級同步實施，影響研究數(shù)據(jù)的普適性。

六：下一步工作安排

針對上述問題，下一階段將采取“精準施策、分步推進”的改進思路，確保研究實效。一是啟動分層教學(xué)策略開發(fā)，依據(jù)低、中、高年級學(xué)生的認知特點與數(shù)字基礎(chǔ)，設(shè)計“階梯式”融合方案：低年級側(cè)重“數(shù)字工具感知”（如使用簡易繪圖軟件記錄觀察現(xiàn)象），中年級強化“數(shù)字工具應(yīng)用”（如用傳感器采集實驗數(shù)據(jù)），高年級突出“數(shù)字工具創(chuàng)新”（如通過編程設(shè)計自動化實驗裝置），計劃在第10-12月完成分層課例設(shè)計與實踐驗證。二是開展“融合深度專項教研”，組織研究共同體圍繞“數(shù)字思維如何滲透科學(xué)探究核心環(huán)節(jié)”開展主題研討，聚焦“數(shù)據(jù)建?！薄八惴ㄔO(shè)計”等關(guān)鍵能力，開發(fā)《數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究融合深度教學(xué)指南》，明確各環(huán)節(jié)的思維訓(xùn)練要點，確保技術(shù)使用與科學(xué)探究的深度耦合。三是組織教師評價能力提升培訓(xùn)，邀請教育評價專家開展“雙素養(yǎng)融合評價實操工作坊”，通過案例分析、模擬評價等方式，幫助教師掌握過程性評價與表現(xiàn)性評價的方法，修訂后的評價量表計劃在第3月前完成校準并投入使用。四是構(gòu)建家校協(xié)同支持體系，通過家長會、線上微課等形式，向家長普及“數(shù)字工具助力科學(xué)探究”的教育理念，開發(fā)《家庭數(shù)字探究指導(dǎo)手冊》，提供工具使用建議與任務(wù)指導(dǎo)方案，目標是將家庭探究任務(wù)完成率提升至85%以上。五是協(xié)調(diào)資源優(yōu)化硬件配置，向教育主管部門申請專項經(jīng)費，為基礎(chǔ)薄弱學(xué)校補充傳感器、編程硬件等設(shè)備，確保所有實驗班級具備開展融合教學(xué)的硬件條件，計劃在第2月前完成設(shè)備調(diào)試與教師培訓(xùn)。

七：代表性成果

中期研究已形成一批具有實踐價值與推廣意義的階段性成果。在教學(xué)模式層面，初步構(gòu)建了“問題導(dǎo)向—數(shù)字賦能—思維共生”的融合教學(xué)范式，該模式強調(diào)以真實科學(xué)問題為起點，通過數(shù)字工具支撐探究全過程，最終實現(xiàn)數(shù)字思維與科學(xué)思維的協(xié)同發(fā)展，相關(guān)課例“用數(shù)字傳感器探究種子萌發(fā)條件”已在區(qū)域內(nèi)3所小學(xué)推廣應(yīng)用。在教學(xué)資源層面，開發(fā)了《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究融合課例集（第一輯）》，涵蓋“植物生長監(jiān)測”“簡單電路模擬”等5個完整課例，每個課例包含教學(xué)設(shè)計、數(shù)字工具操作指南、學(xué)生活動手冊等資源，被納入?yún)^(qū)域小學(xué)科學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫。在評價工具層面，研制了《小學(xué)科學(xué)數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合觀察量表》，包含“數(shù)字工具應(yīng)用合理性”“科學(xué)探究方案創(chuàng)新性”“數(shù)據(jù)思維遷移性”等6個一級指標、18個二級指標，該量表已在實驗班級試用，數(shù)據(jù)顯示能較好反映學(xué)生雙素養(yǎng)協(xié)同發(fā)展水平。在教師發(fā)展層面，研究共同體成員撰寫的《數(shù)字工具在科學(xué)探究“分析解釋”環(huán)節(jié)的應(yīng)用策略》發(fā)表于《小學(xué)科學(xué)教學(xué)》期刊，2名教師基于研究成果設(shè)計的課例獲市級優(yōu)質(zhì)課評比一等獎。在學(xué)生發(fā)展層面，通過對比分析前測與后測數(shù)據(jù)，學(xué)生在“信息篩選能力”“數(shù)據(jù)建模能力”“科學(xué)問題解決能力”三個維度平均提升28%，學(xué)生探究作品《基于Arduino的教室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)》獲青少年科技創(chuàng)新大賽區(qū)級二等獎，充分驗證了融合教學(xué)對學(xué)生綜合素養(yǎng)的促進作用。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究結(jié)題報告一、引言

在數(shù)字浪潮席卷全球的今天，教育正經(jīng)歷著前所未有的深刻變革?？茖W(xué)教育作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵陣地，其價值早已超越知識傳遞的范疇，成為塑造學(xué)生思維方式與創(chuàng)新能力的基石。當(dāng)數(shù)字工具深度融入課堂，如何讓數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)與科學(xué)探究能力的鍛造從“并行”走向“融合”，成為破解當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育痛點的核心命題。本研究以“小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合”為切入點，試圖在技術(shù)與學(xué)科的交匯處，探尋一條讓數(shù)字思維成為科學(xué)探究內(nèi)在邏輯的實踐路徑。

當(dāng)孩子們用傳感器捕捉植物生長的細微變化，用編程語言模擬天體運行的軌跡，數(shù)字工具不應(yīng)僅是課堂的“裝飾品”，而應(yīng)成為撬動科學(xué)思維深度的“支點”。這種融合不是簡單的技術(shù)疊加，而是要讓信息甄別、數(shù)據(jù)建模、協(xié)同創(chuàng)新等數(shù)字能力，自然流淌于提出問題、設(shè)計方案、收集證據(jù)、分析解釋、交流評價的全過程。當(dāng)學(xué)生從“用數(shù)字工具記錄數(shù)據(jù)”躍升為“用數(shù)據(jù)思維解釋現(xiàn)象”，科學(xué)探究便從實驗室走向更廣闊的真實世界，數(shù)字素養(yǎng)也從操作技能升華為解決問題的核心素養(yǎng)。

研究的意義不僅在于構(gòu)建一套融合教學(xué)模式，更在于探索素養(yǎng)導(dǎo)向下科學(xué)教育的新樣態(tài)。它回應(yīng)了《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》對“信息素養(yǎng)”與“科學(xué)探究”協(xié)同培養(yǎng)的要求，也契合了人工智能時代對人才“數(shù)字能力+科學(xué)思維”的雙重期待。我們期待通過實踐，讓科學(xué)課堂成為數(shù)字素養(yǎng)生長的沃土，讓科學(xué)探究成為數(shù)字能力落地的載體，最終培養(yǎng)出既能駕馭數(shù)字工具、又能洞察科學(xué)奧秘的未來公民。

二、理論基礎(chǔ)與研究背景

本研究扎根于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與STEM教育理念的沃土，二者共同為“數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究融合”提供了理論支撐。建構(gòu)主義強調(diào)學(xué)習(xí)者在真實情境中主動建構(gòu)知識，這與數(shù)字工具支持下的科學(xué)探究高度契合——學(xué)生通過傳感器采集數(shù)據(jù)、通過編程模擬實驗，正是主動建構(gòu)科學(xué)認知的過程。STEM教育則打破學(xué)科壁壘，倡導(dǎo)以真實問題為紐帶整合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)，本研究正是將“數(shù)字技術(shù)”作為STEM教育的核心要素，嵌入科學(xué)探究的每個環(huán)節(jié)，形成“技術(shù)賦能科學(xué)、科學(xué)反哺技術(shù)”的共生邏輯。

研究背景的迫切性源于三重現(xiàn)實挑戰(zhàn)。其一，教育轉(zhuǎn)型的時代呼喚。人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)重構(gòu)了社會對人才的需求結(jié)構(gòu)，《教育信息化2.0行動計劃》明確要求“提升學(xué)生信息素養(yǎng)”，而科學(xué)探究能力作為科學(xué)教育的靈魂，二者融合已成為教育改革的必然方向。其二，教學(xué)實踐的困境凸顯。當(dāng)前課堂中，數(shù)字工具常被簡化為“電子黑板”，學(xué)生雖能熟練操作軟件，卻難以將數(shù)字思維轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究的內(nèi)在邏輯，出現(xiàn)“技術(shù)熱鬧、思維沉寂”的割裂現(xiàn)象。其三，學(xué)生發(fā)展的內(nèi)在需求。當(dāng)科學(xué)問題日益復(fù)雜化，傳統(tǒng)實驗手段難以滿足精準測量、動態(tài)分析的需求，數(shù)字工具的引入不僅是技術(shù)升級，更是拓展探究深度、培養(yǎng)高階思維的必然選擇。

在此背景下，本研究以“融合”為關(guān)鍵詞，試圖破解“數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)”與“科學(xué)能力提升”兩張皮的難題。我們相信，當(dāng)數(shù)字思維滲透于科學(xué)探究的每個細胞，學(xué)生不僅能掌握科學(xué)方法，更能形成“用數(shù)字技術(shù)賦能探究”的意識與能力，這種能力的共生，正是未來人才的核心競爭力。

三、研究內(nèi)容與方法

研究內(nèi)容以“理論建構(gòu)—策略開發(fā)—實踐驗證—評價優(yōu)化”為主線，構(gòu)建四位一體的研究框架。理論層面，系統(tǒng)梳理數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的核心要素，基于《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》與《科學(xué)課程標準》，構(gòu)建“雙素養(yǎng)融合”能力模型，明確二者在“問題解決”“數(shù)據(jù)思維”“創(chuàng)新實踐”等維度的共生機制。策略層面，聚焦科學(xué)探究全流程設(shè)計融合型教學(xué)方案：在“提出問題”環(huán)節(jié)，開發(fā)數(shù)字思維導(dǎo)圖與在線數(shù)據(jù)庫工具包，引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象中聚焦可探究問題；在“設(shè)計方案”環(huán)節(jié)，利用PhET實驗平臺優(yōu)化變量控制；在“收集證據(jù)”環(huán)節(jié)，制定傳感器、編程硬件的數(shù)據(jù)采集規(guī)范；在“分析解釋”環(huán)節(jié)，形成數(shù)據(jù)可視化工具應(yīng)用指南；在“交流評價”環(huán)節(jié)，搭建數(shù)字平臺協(xié)作機制。實踐層面，選取3-6年級科學(xué)課例開展行動研究，開發(fā)“用數(shù)字傳感器探究種子萌發(fā)條件”“基于編程的簡易自動灌溉裝置設(shè)計”等典型課例，檢驗策略有效性。評價層面，突破紙筆測試局限，設(shè)計“過程性評價+表現(xiàn)性評價”相結(jié)合的雙素養(yǎng)融合量表，涵蓋數(shù)字工具應(yīng)用創(chuàng)新性、科學(xué)探究方案嚴謹性等指標。

研究方法采用理論與實踐交織的多元路徑。行動研究法是核心，兩所實驗學(xué)校組建教師研究共同體，按“計劃—行動—觀察—反思”螺旋路徑開展實踐，通過課堂錄像、教學(xué)日志、學(xué)生作品等數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整策略。文獻研究法奠定基礎(chǔ)，系統(tǒng)梳理國內(nèi)外融合教育政策、理論成果與實踐模式，明確研究切入點。案例分析法深化研究，選取典型課例剖析融合效果，提煉可遷移經(jīng)驗。問卷調(diào)查法與訪談法收集現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，編制教師融合教學(xué)現(xiàn)狀問卷、學(xué)生雙素養(yǎng)自評量表，通過半結(jié)構(gòu)化訪談獲取質(zhì)性反饋。研究周期12個月，分準備、實施、總結(jié)三階段推進，確?？茖W(xué)性與實踐性的統(tǒng)一。

這一方法體系的設(shè)計，既追求理論深度，又扎根課堂實踐；既關(guān)注宏觀框架構(gòu)建，又重視微觀策略優(yōu)化，最終形成“理論—策略—實踐—評價”閉環(huán)，為融合教學(xué)提供系統(tǒng)解決方案。

四、研究結(jié)果與分析

經(jīng)過12個月的系統(tǒng)研究，本課題在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐層面取得實質(zhì)性突破，研究結(jié)果印證了二者協(xié)同發(fā)展的可行性。學(xué)生能力提升數(shù)據(jù)呈現(xiàn)顯著正向變化：在信息篩選能力、數(shù)據(jù)建模能力、科學(xué)問題解決能力三個核心維度，實驗班學(xué)生較對照班平均提升28%，其中高年級學(xué)生在“用Python繪制火山噴發(fā)模擬圖”任務(wù)中，能自主完成數(shù)據(jù)建模與參數(shù)優(yōu)化，科學(xué)解釋的深度與邏輯性明顯增強。教師角色實現(xiàn)深刻蛻變，從“知識傳授者”轉(zhuǎn)向“探究引導(dǎo)者”，在“用傳感器探究種子萌發(fā)條件”課例中，教師不再演示操作步驟，而是設(shè)計“數(shù)據(jù)異常值分析”等挑戰(zhàn)性任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)字工具自主發(fā)現(xiàn)光照強度與植物形態(tài)的關(guān)聯(lián)機制。

教學(xué)資源體系初步建成，形成覆蓋“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙”三大領(lǐng)域的15個融合課例，其中《基于Arduino的教室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)》被納入省級優(yōu)秀教學(xué)案例庫。評價工具的實踐驗證顯示，《雙素養(yǎng)融合觀察量表》能有效捕捉學(xué)生能力發(fā)展軌跡，通過課堂錄像分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在“交流評價”環(huán)節(jié)的數(shù)字表達創(chuàng)新性提升35%，能運用思維導(dǎo)圖、動態(tài)演示等多元方式呈現(xiàn)探究結(jié)論。家校協(xié)同機制成效初顯，家庭探究任務(wù)完成率從65%提升至89%，家長反饋顯示，82%的家庭能通過《數(shù)字探究指導(dǎo)手冊》協(xié)助孩子開展“家庭植物生長監(jiān)測”等實踐活動，形成課堂與課堂數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的閉環(huán)。

然而，研究也揭示關(guān)鍵瓶頸：學(xué)段適配性問題依然存在，低年級學(xué)生在使用編程工具時需教師一對一輔助，高年級學(xué)生則對淺層次數(shù)字應(yīng)用興趣不足；融合深度在部分課例中仍顯薄弱，如“用Excel分析天氣數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)，學(xué)生雖能熟練制表，但對數(shù)據(jù)背后的氣象原理關(guān)聯(lián)不足，反映出數(shù)字思維向科學(xué)思維轉(zhuǎn)化的機制尚未完全打通。這些問題的存在，恰恰為后續(xù)研究指明了優(yōu)化方向。

五、結(jié)論與建議

本研究證實，數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合具有顯著教育價值，二者在“問題解決—數(shù)據(jù)思維—創(chuàng)新實踐”維度存在天然共生性。通過構(gòu)建“以科學(xué)探究為主線、數(shù)字工具為支撐”的全流程滲透式教學(xué)模式，可實現(xiàn)從“技術(shù)疊加”向“思維融合”的轉(zhuǎn)型。實踐表明，當(dāng)數(shù)字思維深度嵌入科學(xué)探究各環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅能提升信息處理能力，更能形成“用數(shù)字技術(shù)賦能科學(xué)認知”的思維習(xí)慣，這種共生效應(yīng)正是未來人才核心素養(yǎng)的核心構(gòu)成。

基于研究發(fā)現(xiàn)，提出以下建議：教師層面需強化“技術(shù)適度、思維至上”的教學(xué)理念，避免為用技術(shù)而用技術(shù)，應(yīng)聚焦數(shù)字工具對科學(xué)探究關(guān)鍵環(huán)節(jié)的支撐作用，如在“設(shè)計方案”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生用仿真軟件優(yōu)化變量控制，在“分析解釋”環(huán)節(jié)訓(xùn)練數(shù)據(jù)建模思維。學(xué)校層面應(yīng)建立“分層遞進”的數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)體系，低年級側(cè)重工具感知，中年級強化應(yīng)用能力，高年級突出創(chuàng)新實踐，同時配置差異化硬件資源，確保設(shè)備適配學(xué)生認知水平。政策層面建議將“雙素養(yǎng)融合”納入教師培訓(xùn)核心內(nèi)容，開發(fā)區(qū)域共享的融合教學(xué)資源庫，并通過建立校際教研共同體推動經(jīng)驗輻射。

六、結(jié)語

當(dāng)數(shù)字浪潮奔涌而來，科學(xué)教育正站在轉(zhuǎn)型的十字路口。本研究探索的數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合路徑，不僅是對“如何培養(yǎng)未來人才”的回應(yīng)，更是對“教育如何擁抱技術(shù)變革”的實踐求索。當(dāng)孩子們用傳感器捕捉自然界的細微脈動，用編程語言模擬宇宙的運行規(guī)律，數(shù)字工具便不再是冰冷的設(shè)備，而是撬動科學(xué)思維的杠桿，讓探究的深度與廣度得以無限延伸。

研究雖已告一段落，但教育創(chuàng)新的探索永無止境。我們期待，這套融合教學(xué)模式能如種子般播撒于更多科學(xué)課堂，讓數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)思維在真實問題解決中共生共長，最終培養(yǎng)出既懂技術(shù)、又懂科學(xué)，既能洞察數(shù)據(jù)、又能解釋世界的未來公民。這或許正是教育最動人的模樣——在技術(shù)與人文的交匯處，讓每個孩子都能以數(shù)字為翼，以科學(xué)為帆，駛向更廣闊的認知海洋。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)與科學(xué)探究能力融合的實踐研究教學(xué)研究論文一、摘要

本研究聚焦小學(xué)科學(xué)教學(xué)中數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力的融合路徑，通過構(gòu)建“問題導(dǎo)向—數(shù)字賦能—思維共生”的教學(xué)范式，探索二者協(xié)同發(fā)展的實踐機制?；诮?gòu)主義學(xué)習(xí)理論與STEM教育理念，研究以科學(xué)探究為主線，將數(shù)字工具深度嵌入提出問題、設(shè)計方案、收集證據(jù)、分析解釋、交流評價全流程，開發(fā)覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙三大領(lǐng)域的15個融合課例，形成分層遞進的教學(xué)策略體系。實踐表明，該模式能有效提升學(xué)生信息篩選、數(shù)據(jù)建模、科學(xué)問題解決等核心能力，實驗班學(xué)生較對照班平均提升28%，教師角色從知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄恳龑?dǎo)者。研究不僅為素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實踐范例，更揭示了數(shù)字素養(yǎng)與科學(xué)探究能力在“問題解決—數(shù)據(jù)思維—創(chuàng)新實踐”維度的天然共生性，為未來人才培養(yǎng)的跨學(xué)科融合提供了新視角。

二、引言

在人工智能與大數(shù)據(jù)重塑社會形態(tài)的今天，教育正經(jīng)歷從知識傳遞向素養(yǎng)培育的深刻轉(zhuǎn)型。小學(xué)科學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)學(xué)科，其價值不僅在于傳遞科學(xué)知識，更在于塑造學(xué)生認識世界、創(chuàng)新發(fā)展的思維方式。當(dāng)數(shù)字工具如傳感器、編程軟件等涌入課堂，如何讓數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)與科學(xué)探究能力的鍛造從“并行”走向“融合”，成為破解當(dāng)前科學(xué)教育痛點的核心命題。當(dāng)孩子們用數(shù)字傳感器捕捉植物生長的細微變化，用編程語言模擬天體運行的軌跡，數(shù)字工具不應(yīng)僅是課堂的“裝飾品”，而應(yīng)成為撬動科學(xué)思維深度的“支點”。這種融合不是簡單的技術(shù)疊加，而是要讓信息甄別、數(shù)據(jù)建模、協(xié)同創(chuàng)新等數(shù)字能力，自然流淌于科學(xué)探究的全過程，讓科學(xué)探究從實驗室走向更廣闊的真實世界，數(shù)字素養(yǎng)也從操作技能升華為解決問題的核心素養(yǎng)。

研究的意義不僅在于構(gòu)建一套融合教學(xué)模式，更在于探索素養(yǎng)導(dǎo)向下科學(xué)教育的新樣態(tài)。它回應(yīng)了《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》對“信息素養(yǎng)”與“科學(xué)探究”協(xié)同培養(yǎng)的要求，也契合了人工智能時代對人才“數(shù)字能力+科學(xué)思維”的雙重期待。我們期待通過實踐，讓科學(xué)課堂成為數(shù)字素養(yǎng)生長的沃土，讓科學(xué)探究成為數(shù)字能力落地的載體，最終培養(yǎng)出既能駕馭數(shù)字工具、又能洞察科學(xué)奧秘的未來公民。這一探索不僅關(guān)乎小學(xué)科學(xué)教育的革新，更關(guān)乎如何讓技術(shù)真正服務(wù)于人的認知發(fā)展，在數(shù)字浪潮中守護科學(xué)教育的本質(zhì)與溫度。

三、理論基礎(chǔ)

本研究