课题申报书：九年一贯制学校科学思维课堂教学进阶设计与实施研究

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。九年一贯制学校科学思维课堂教学进阶设计与实施研究课题设计论证一、研究现状、选题意义、研究价值（一）研究现状近年来，随着教育改革的不断推进，九年一贯制学校在科学思维课堂教学方面取得了一定进展。部分学校开始意识到科学思维培养的重要性，尝试将科学思维的训练融入日常教学中。一些先行学校积极探索跨学科融合教学模式，打破学科界限，以项目式学习、主题探究等方式引导学生综合运用知识，解决实际问题，促进科学思维的发展。例如，杭州师范大学东城实验学校开展的《九年一贯制学校阶梯式思维课堂的实践研究》，历经多年实践，探索不同学段学生思维发展规律，构建阶梯式思维课堂架构，分学段研究思维课堂范式及学科思维发展要素，取得了丰硕成果，为同类学校提供了有益借鉴。然而，当前九年一贯制学校科学思维课堂教学仍存在一些问题亟待解决。一方面，教学方法上，传统的灌输式教学在部分课堂依然占据主导，学生多处于被动接受知识的状态，缺乏主动思考、质疑探究的机会，难以有效激发科学思维潜能。另一方面，不同学段教学衔接不够紧密，小学与初中科学教学在目标、内容、方法上未能实现有机连贯，导致学生科学思维发展出现断层。此外，教师队伍的科学思维教学能力参差不齐，部分教师对科学思维内涵把握不足，缺乏系统培养学生科学思维的策略与方法。（二）选题意义顺应时代发展需求：当今社会，科技迅猛发展，创新驱动成为国家发展的核心动力。具备良好科学思维的人才，能够更好地适应快速变化的科技环境，为国家的科技进步、产业升级贡献力量。九年一贯制学校作为基础教育的重要阶段，肩负着为学生未来奠基的重任，开展科学思维课堂教学进阶设计与实施研究，有助于从小培养学生的科学思维习惯，为国家储备创新型人才。契合学生成长规律：九年一贯制涵盖小学与初中阶段，是学生身心发展和认知成长的关键时期。依据皮亚杰的儿童思维发展理论，这一时期学生的思维从具体形象逐步向抽象逻辑过渡。在此过程中，科学思维课堂教学的进阶设计能够根据学生不同阶段的思维特点，提供适宜的学习内容与方法，精准助力学生思维能力的提升，促进学生全面发展。深化教育教学改革：聚焦九年一贯制学校科学思维课堂教学的研究，有助于打破传统教学的学科壁垒与学段分割，探索出一套连贯、系统的科学思维培养路径。这不仅能丰富基础教育阶段科学教育的理论与实践体系，还可为其他学科教学改革提供新思路，推动整个基础教育朝着更加注重学生核心素养培养的方向发展。（三）研究价值理论丰富价值：本研究将深入剖析九年一贯制学校科学思维课堂教学的内在规律，进一步完善科学思维培养的理论框架。通过对不同学段学生科学思维发展特点、影响因素及培养策略的系统探究，为科学教育领域提供具有针对性的理论支撑，填补九年一贯制学校科学思维教学研究的部分空白。实践指导价值：研究成果将直接服务于九年一贯制学校的课堂教学实践。为教师提供科学、系统的教学进阶设计方案与实施策略，帮助教师明晰各学段教学重点与衔接要点，掌握有效的科学思维训练方法，提升教学质量，使学生真正受益于科学思维的培养，提高学习效果与综合素养。教育创新价值：探索九年一贯制学校科学思维课堂教学的新模式、新方法，本身就是教育创新的实践。这种创新不仅体现在教学内容与形式上，更在于对教育理念的更新，强调以学生为中心，关注学生终身发展所需的科学思维能力，为教育改革注入新活力，推动九年一贯制学校教育特色化、优质化发展。二、研究目标、研究内容、重要观点（一）研究目标构建九年一贯制学校科学思维课堂教学的进阶模型。深入剖析不同学段学生科学思维发展的阶段性特征与连续性需求，结合学科知识体系，搭建从小学低年级到初中高年级逐步进阶、螺旋上升的教学框架，明确各学段教学目标、内容与方法的衔接要点，为科学思维教学提供系统的操作指南。研发适用于九年一贯制学校科学思维课堂的进阶式教学方法与策略。探索多样化、趣味性强且契合学生认知规律的教学手段，如情境教学、项目式学习、问题驱动式教学等，激发学生主动参与科学思维活动的积极性，提升学生在观察、实验、分析、推理、创新等方面的科学思维能力，使学生能够灵活运用科学思维解决实际问题。提升教师的科学思维教学专业素养与实践能力。通过系列培训、研讨、实践反思等活动，帮助教师深刻理解科学思维内涵与进阶教学理念，掌握有效的教学方法与评价策略，能够依据学生特点和教学实际精准设计教学方案，促进教师专业成长，打造一支高素质的科学思维教学师资队伍。显著提高学生的科学思维品质与综合素养。以课堂教学为核心阵地，借助丰富多元的教学活动，培养学生严谨、创新、批判性等科学思维品质，促进学生在知识学习、能力提升、态度养成等方面协同发展，为学生后续的学习、生活以及未来投身科技创新领域奠定坚实基础。（二）研究内容九年一贯制学校学生科学思维发展特征的纵向研究。综合运用教育心理学、脑科学等理论，通过问卷调查、课堂观察、学生作品分析、思维测评等方法，系统追踪学生从小学到初中阶段科学思维发展的动态轨迹，剖析不同年级、不同性别学生在科学思维各维度（如逻辑思维、形象思维、创新思维、批判性思维等）上的发展速度、水平差异以及关键转折点，绘制科学思维发展的年龄特征曲线，为教学进阶设计提供精准依据。基于课程标准的科学思维课堂教学目标进阶体系构建。细致研读小学科学、初中科学课程标准，梳理不同学段课程目标中对科学思维培养的要求，结合教材知识编排逻辑，将总体目标细化分解为各年级、各学期、各单元乃至每节课的具体教学目标，确保教学目标层次分明、梯度合理，既体现连贯性又突出阶段性，形成从简单到复杂、从基础到综合的科学思维教学目标链。科学思维课堂教学内容的进阶式编排与整合。打破学科界限，以科学主题为线索，对小学与初中的科学教材内容进行系统梳理与重新整合，筛选出适合不同学段学生思维发展水平的核心知识与拓展内容，设计跨学科、综合性的学习项目，如“校园生态系统的探究”“新能源的开发与利用”等，让学生在解决复杂问题的过程中，实现科学思维的逐步进阶，体会知识的内在联系与应用价值。进阶式科学思维教学方法与策略的探索与实践。针对不同教学环节（导入、探究、总结、拓展等）与不同课型（新授课、实验课、复习课等），研究如何灵活运用情境创设、问题引导、小组合作、探究实验、模型建构等教学方法激发学生思维；探索基于学生思维发展差异的分层教学、个别辅导策略；分析信息技术（如虚拟实验室、智能学习平台、教育APP等）在支持科学思维教学进阶中的应用优势与有效模式，通过行动研究不断优化教学方法组合，提升教学效果。科学思维课堂教学评价体系的构建与实施。依据科学思维培养目标与教学内容进阶特点，构建多元化、过程性的教学评价体系，涵盖学生课堂表现、作业完成、项目成果、测试成绩等多维度数据；创新评价方式，采用教师评价、学生自评、互评、家长评价等多元主体参与模式；注重对学生思维过程的诊断性评价，如思维路径的合理性、思维方法的运用熟练度、思维品质的展现等，及时反馈评价结果，为教学调整与学生自我改进提供有力支撑。（三）重要观点科学思维培养需遵循学生认知发展的阶段性与连续性规律。学生的科学思维从幼稚走向成熟是一个渐进的过程，不同学段有着不同的思维发展特点与任务。九年一贯制学校应立足这一成长规律，在教学内容、方法、评价等方面进行系统设计，小学阶段注重形象思维、直观体验的积累，为初中抽象逻辑思维的发展筑牢根基；初中阶段则在巩固基础的同时，着重提升学生的批判性、创新性思维能力，实现思维发展的无缝衔接与螺旋上升。科学思维的培养要紧密融合学科知识教学。科学知识是科学思维的载体，脱离知识空谈思维培养犹如无根之木。教师应深入挖掘教材中的科学思维要素，将思维训练有机融入知识传授过程，让学生在学习科学概念、原理、规律的同时，经历观察、思考、质疑、探究、论证等思维过程，实现知识增长与思维发展的相互促进，提升学生运用科学知识解决实际问题的能力。情境创设与问题驱动是激发科学思维的关键动力。真实、有趣、富有启发性的情境能够唤醒学生的好奇心与求知欲，使其主动融入学习情境；精心设计的问题链则如思维的导火索，引导学生在解决问题的过程中不断调用已有知识经验，深入思考、推理、创新，逐步提升科学思维能力。教师应善于创设多样化情境，提出层次递进、逻辑严密的问题，激发学生思维的活跃度与深度。合作学习与自主探究是发展科学思维的有效途径。学生在小组合作中，能够相互交流、启发、质疑，碰撞出思维的火花，拓宽思维视野；自主探究则给予学生独立思考、实践操作的空间，让学生在探索未知的过程中锻炼问题解决能力与创新思维。教师应合理组织合作学习活动，提供充足的自主探究机会，引导学生在互动协作中实现科学思维的共同成长。三、研究思路、研究方法、创新之处（一）研究思路本研究将遵循“理论研究—现状调研—模型构建—实践探索—总结推广”的总体思路展开。首先，广泛搜集与整理国内外科学思维培养、九年一贯制课程教学等相关理论文献，深入剖析科学思维的内涵、要素、发展机制以及九年一贯制学校教学特点，为后续研究奠定坚实的理论基础。其次，运用多种调研方法，对九年一贯制学校科学思维课堂教学现状进行全面调查，精准把握当前教学中存在的问题与挑战，明确学生科学思维发展的实际需求。在此基础上，结合理论研究成果与调研数据，依据学生不同学段的思维发展规律，构建科学思维课堂教学进阶模型，涵盖教学目标、内容、方法、评价等各个维度，并精心设计具有针对性与可操作性的进阶式教学方案。随后，选取多所九年一贯制学校作为实验校，开展为期较长的教学实践探索，在实践过程中，密切关注教学效果，及时收集师生反馈，通过行动研究法对教学方案进行反复优化与调整，验证进阶模型与教学策略的有效性。最后，系统总结实践经验与研究成果，形成一套成熟的九年一贯制学校科学思维课堂教学进阶设计与实施模式，通过举办学术研讨会、成果展示会等形式，向同类学校广泛推广，助力基础教育阶段科学思维教学质量的整体提升。（二）研究方法文献研究法：全面查阅国内外关于科学思维培养、九年一贯制学校课程教学、学习进阶理论等方面的学术著作、期刊论文、研究报告等文献资料，梳理相关研究的发展脉络、前沿动态与已有成果，精准把握研究现状，为本课题研究提供深厚的理论支撑，借鉴先进的研究理念与方法，避免重复劳动，确保研究的科学性与前瞻性。调查研究法：针对九年一贯制学校科学思维课堂教学现状，设计科学合理的调查问卷、访谈提纲与课堂观察量表，分别面向学生、教师、学校管理者展开大规模调研。了解学生的科学思维水平、学习兴趣、学习需求以及在不同学段面临的思维发展困惑；掌握教师对科学思维教学的认知程度、教学方法运用情况、教学过程中遇到的问题；明晰学校在课程设置、教学资源配置、师资培训等方面对科学思维教学的支持状况。通过对调研数据的深入分析，找出当前教学存在的关键问题，为后续研究提供现实依据。案例分析法：选取具有代表性的九年一贯制学校作为案例研究对象，这些学校既包括在科学思维教学方面已取得一定成效、形成特色模式的先进校，也涵盖处于探索阶段、面临诸多问题的普通校。深入剖析各案例校的课程体系架构、教学实践过程、学生学习成果、教师成长路径等方面的详细资料，总结成功经验与失败教训，挖掘其背后的影响因素与作用机制，为构建科学思维课堂教学进阶模型与教学策略提供实践范例与启示。行动研究法：在多所九年一贯制学校组建研究团队，联合一线教师共同开展行动研究。将研究方案细化为具体的教学行动计划，在真实的课堂教学情境中付诸实践。教师在行动过程中，密切观察学生的学习反应与思维变化，及时记录教学过程中的问题与困惑；研究团队定期组织研讨活动，依据反馈信息对教学方案进行调整优化，再将改进后的方案应用于后续教学实践，如此循环往复，通过持续的行动、反思、调整，不断提升教学效果，验证并完善研究成果。实验研究法：选取一定数量的、具有相似生源质量与教学条件的九年一贯制学校，随机分为实验组与对照组。实验组学校采用本课题研发的科学思维课堂教学进阶设计方案与实施策略进行教学，对照组学校则沿用传统教学模式。在实验周期内，对两组学生的科学思维发展水平、学习成绩、学习态度等方面进行前测与后测，并运用统计分析方法对比两组数据，以严谨的实验证据验证研究成果的有效性，明确科学思维课堂教学进阶设计对学生发展的促进作用。（三）创新之处教学模式创新：打破传统科学教学中学段分割、学科孤立的局面，构建九年一贯制的科学思维课堂教学进阶模式。该模式依据学生从小学到初中连续九年的思维发展规律，将教学目标、内容、方法、评价等要素进行系统整合与精细分层，设计出一条连贯且逐级进阶的科学思维培养路径，确保学生在不同学段都能得到适宜的思维训练，实现思维能力的螺旋式上升，填补九年一贯制学校科学思维教学系统性模式的空白。思维培养视角创新：突破以往单纯关注知识传授或单一思维能力培养的局限，将科学思维的多种维度（逻辑思维、形象思维、创新思维、批判性思维等）有机融合于课堂教学全过程。以真实问题情境为载体，引导学生在解决问题的过程中综合运用多种思维方式，从不同角度分析问题、提出假设、验证结论，促进学生科学思维的全面发展，使学生不仅掌握科学知识，更能养成科学思维习惯，提升运用科学思维解决复杂实际问题的能力。跨学科融合创新：充分发挥九年一贯制学校课程资源整合的优势，探索科学思维培养的跨学科融合机制。打破科学学科内部界限，将物理、化学、生物、地理等学科知识围绕科学主题进行重组，同时积极融入语文、数学、艺术等其他学科的思维方法与表现形式，创设跨学科学习项目。让学生在综合性学习活动中，拓宽思维视野，感受不同学科思维的碰撞与互补，培养跨学科思维能力，以适应未来社会对复合型人才的需求。评价体系创新：构建与科学思维课堂教学进阶模式相匹配的多元化、过程性评价体系。摒弃传统以考试成绩为主的终结性评价方式，将评价贯穿于教学的各个环节，涵盖学生课堂参与度、小组合作表现、实验操作技能、项目成果展示、思维过程呈现等多个维度。采用教师评价、学生自评、互评、家长评价等多元主体评价模式，注重对学生思维发展过程的动态监测与反馈，及时发现学生思维成长的闪光点与薄弱点，为教学调整与个性化辅导提供精准依据，激发学生持续提升科学思维能力的动力。四、研究基础、条件保障、研究步骤（一）研究基础前期研究成果：课题组成员在科学教育领域积累了丰富的研究经验，部分成员曾参与过与科学思维培养相关的课题研究，如“基于项目式学习的小学科学探究能力培养研究”“初中科学课堂中批判性思维训练的实践探索”等，这些研究为本次课题提供了理论与实践基础，使课题组成员对科学思维的内涵、培养策略以及课堂教学实践有了深入理解，熟悉科学思维研究的基本方法与流程，能够精准把握研究方向，避免走弯路。实践经验储备：课题组成员大多来自九年一贯制学校的一线教学岗位，长期从事科学学科教学工作，对九年一贯制学校的教学现状、学生特点有着深刻认识。在日常教学中，积极尝试将科学思维培养融入课堂，开展过诸如“科学思维工作坊”“学科思维导图在教学中的应用”等教学实践活动，积累了大量一手教学案例与实践数据，了解学生在科学思维发展过程中的实际困难与需求，为课题研究提供了真实、鲜活的素材，确保研究成果能够切实落地，指导教学实践。（二）条件保障师资力量：课题组成员涵盖了科学骨干教师、学科教研员以及教育技术专家等，他们在科学教育、教育心理学、课程设计、信息技术应用等方面各有所长，形成了多学科交叉、理论与实践互补的研究团队。其中，骨干教师熟悉课堂教学，能够精准实施教学实验；教研员把握教育政策与研究动态，为课题研究提供前沿视角；教育技术专家则可为教学资源开发、信息技术融合提供技术支持，保障课题研究从理论构建到实践操作全方位推进。教学资源：学校配备了完善的科学实验室、探究活动室、智能教学设备等硬件设施，为开展多样化教学实践提供了物质基础。同时，学校图书馆藏有丰富的科学教育书籍、期刊杂志，校园网连接学术数据库，方便课题组成员查阅国内外最新研究资料。此外，依托区域教研联盟，可与其他学校共享优质课程资源、教学案例，拓宽研究视野，丰富研究素材。经费支持：学校设立专项课题研究经费，确保经费充足，用于开展教师培训、教学调研、教学资源开发、学术交流活动以及成果推广等各项工作。经费的合理规划与严格管理，将为课题研究的顺利进行提供坚实的经济保障，确保每一项研究任务按计划有序推进，不受资金短缺的困扰。（三）研究步骤第一阶段：准备阶段（[具体时间区间1]）成立课题研究小组，明确成员分工，制定课题研究管理制度，确保团队协作高效有序。开展全面的文献研究，搜集、整理国内外九年一贯制学校科学思维教学相关资料，撰写文献综述，把握研究前沿动态，为课题研究找准理论基点。组织课题组成员参加相关培训，学习科学思维理论、教育研究方法、课程设计等知识，提升团队研究素养。设计课题研究方案，包括研究目标、内容、方法、步骤、预期成果等，邀请专家进行论证，根据专家意见修改完善方案。第二阶段：调研阶段（[具体时间区间2]）依据研究方案，设计针对学生、教师、学校管理者的调查问卷、访谈提纲与课堂观察量表，对九年一贯制学校科学思维课堂教学现状展开大规模调研。运用统计分析软件对调研数据进行深入分析，梳理当前教学中存在的问题，剖析学生科学思维发展的现状与需求，撰写调研报告，为后续研究提供现实依据。选取典型案例学校，开展实地调研，深入了解其科学思维教学的实践经验、成功做法与面临困境，挖掘可供借鉴与反思的案例素材。第三阶段：实践探索阶段（[具体时间区间3]）根据调研结果与理论分析，结合学生思维发展规律，构建九年一贯制学校科学思维课堂教学进阶模型，涵盖教学目标、内容、方法、评价等维度，制定详细的教学实施方案。选取多所九年一贯制学校作为实验校，组织课题组成员与实验校教师协同开展教学实践，按照进阶式教学方案进行课堂教学，在实践中观察学生学习反应、思维变化，收集过程性数据。定期组织课题研讨活动，依据教学实践反馈，运用行动研究法对教学方案进行优化调整，解决实践过程中出现的问题，不断提升教学效果，总结实践经验。第四阶段：总结推广阶段（[具体时间区间4]）系统整理课题研究资料，包括研究过程记录、教学案例、学生作品、调研数据、