课题申报书：青少年科学高阶思维能力培养的国际经验与本土循证创新实践

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。青少年科学高阶思维能力培养的国际经验与本土循证创新实践课题设计论证一、研究现状、选题意义、研究价值1.研究现状国际研究现状：美国、英国、新加坡等国将高阶思维能力纳入基础教育科学课程标准，国际学界对高阶思维的研究主要集中在特定学科高阶思维培养策略、高阶地位表现与能力测量、特定群体高阶思维发展现状调查等方面。国内研究现状：我国高阶思维研究于2000年起步，主要集中在教学中培养高阶思维能力的方法和具体学科中如何培养高阶思维。我国更倾向于在不同学科中以整体性观点研究高阶思维。2.选题意义高阶思维能力是人类重要的认知能力之一，对学生的创新能力和竞争力有重要影响。项目学习有助于学生全面提升高阶思维能力，研究如何通过项目学习促进学生的高阶思维能力发展具有现实意义。我国中小学生在复杂认知和高阶思维能力方面表现欠缺，实现从“双基”教学到高阶思维的科学教育育人目标升级势在必行。3.研究价值深入推进并落实青少年科学高阶思维能力的培养，是驱动科学教育改革发展并落实科学教育加法的核心动力。有助于提升学生的知识水平和学习能力，培养具有创新精神和实践能力的新时代人才。具体而言，2022年度国家社科基金教育学立项名单公布，众多项目涵盖了不同领域的教育研究，这体现了国家对教育研究的重视。如福建师范大学获立37项国家社会科学基金年度项目，其中就包括“青少年科学高阶思维能力培养的国际经验与本土循证创新实践”这一一般项目。此外，从相关文献资料来看，培养学生高阶思维具有多方面的价值。例如，基于学生科学核心素养的高阶思维培养的实践中，通过联系生活、搭建框架、动态建构等方式，激发学生的主动性和积极性，引导学生思考，在丰富阅历的同时，形成自己的正确判断标准，对所学知识具有质疑、猜想和实践的能力，进而提升学生的科学核心素养。同时，党的二十大报告将教育、科技和人才统筹部署，强调了科学教育在培养拔尖创新人才中的重要性，当下做好科学教育加法的关键一步在于落实青少年的科学高阶思维培养。国内外高阶思维能力研究综述也表明，高阶思维能力的培养是全球教育研究的热点，我国在探讨高阶思维时更倾向于以整体性观点在不同学科中进行研究。项目学习促进学生高阶思维能力发展的研究综述报告指出，项目学习是一种可以帮助学生发展高阶思维能力的有效方法，能够培养学生的批判性思维、创造性思维、问题解决能力以及协作和沟通技巧等高阶思维能力。二、研究目标、研究内容、重要观点1.研究目标本课题旨在探索青少年科学高阶思维能力培养的国际经验与本土循证创新实践方法，以提高青少年科学高阶思维能力，培养具备科学家潜质的青少年群体。具体而言，通过对国际先进经验的借鉴和本土创新实践的探索，为青少年科学高阶思维能力的培养提供有效途径和方法。2.研究内容青少年科学高阶思维能力的内涵与特征：科学高阶思维不仅包括单个的思维技能，还包括单个思维技能的交互整合和影响关系。它作为一个动态交互的综合能力系统，体现在学生创造性地解决科学问题的过程之中，并且以科学推理、论证和建模能力为核心“执行者”，以元认知和批判性思维作为“反思者”，以科学态度、动机和效能感为“调控者”，全面诠释学生科学学习的认知与非认知过程。国际经验借鉴：美英日等国将高阶思维能力纳入基础教育科学课程标准，如包括比例推理、定量思维、批判性思维和计算思维在内的高阶思维能力被纳入其中。我国近年来也逐渐重视将思维培养作为青少年科学教育的基本落脚点之一，2022年版义务教育物理、化学、生物和科学课程标准也都将模型建构、推理论证和创新思维等科学思维列为科学核心素养的重要结构维度。本土循证创新实践：探索适合我国青少年的科学高阶思维能力培养方法，如积极开展项目式教学、探究式教学以及STEM教学活动，充分利用科技馆和博物馆等公共资源和设施环境，拓宽青少年科学高阶思维培养的场域范围。3.重要观点科学高阶思维是一种综合性、复杂性、创新性的思维，它不仅包括单个的思维技能，还包括单个思维技能的交互整合和影响关系。以科学推理、论证和建模能力为核心“执行者”，以元认知和批判性思维作为“反思者”，以科学态度、动机和效能感为“调控者”，能够全面诠释学生科学学习的认知与非认知过程。培养青少年科学高阶思维能力，对于提高学生的创新能力和竞争力，实现从“双基”教学到高阶思维的科学教育育人目标升级，具有重要的现实意义。三、研究思路、研究方法、创新之处1.研究思路明晰科学高阶思维内涵，探索发展内在机理：科学高阶思维不仅包括单个的思维技能，还包括单个思维技能的交互整合和影响关系。作为一个动态交互的综合能力系统，它体现在学生创造性地解决科学问题的过程之中。通过加强对各学科领域科学高阶思维系统各维度能力的认识与探索，落实培养目标、教学内容和教学实践方面的政策标准，同时挖掘青少年科学思维发展的关键证据和内在机理，为青少年科学高阶思维培养体系筑牢科学地基。强化科学教师专业发展支持，以跨学科实践助力科学高阶思维发展：强教必先强师，在教师专业发展中全面推进跨学科实践与合作式问题解决教学。一方面积极开展跨学科教学实践活动，如开展专题讲座或新课标优秀课例展示活动等，使教师在实操体验中深刻体悟科学教学的探究性和实践性本质并强化思维型教学信念；另一方面，组建科学教师跨学科教研共同体，通过研训结合活动推进各级教师的联动合作，以提升教师科学高阶思维的教学技能。拓展非正式学习场域的思维教学，创新科学高阶思维教学模式：充分利用科技馆和博物馆等公共资源和设施环境，拓宽青少年科学高阶思维培养的场域范围。科学教师积极开展项目式教学、探究式教学以及STEM教学活动，用行动有效践行科学高阶思维培养的教育目标。2.研究方法文献研究法：查阅国内外相关文献，了解青少年科学高阶思维能力培养的研究现状，包括国际先进经验和国内已有研究成果，为课题研究提供理论支持。调查研究法：对青少年科学高阶思维能力发展现状进行调查，了解学生在科学高阶思维方面的实际水平和存在的问题，为后续的培养方法制定提供依据。实验研究法：开展教学实验，验证培养方法的有效性。通过设置实验组和对照组，对比不同培养方法对青少年科学高阶思维能力的提升效果。3.创新之处结合国际经验与本土实践：借鉴美英日等国将高阶思维能力纳入基础教育科学课程标准的国际经验，同时结合我国近年来逐渐重视将思维培养作为青少年科学教育基本落脚点的本土实际，探索创新的青少年科学高阶思维能力培养方法。强调跨学科实践和非正式学习场域的思维教学：通过强化科学教师专业发展支持，开展跨学科教学实践活动和组建跨学科教研共同体，助力科学高阶思维发展。同时拓展非正式学习场域的思维教学，充分利用科技馆、博物馆等公共资源和设施环境，创新科学高阶思维教学模式，拓宽培养渠道。四、研究基础、条件保障、研究步骤1.研究基础国内外已有相关研究为课题提供了理论基础。美国、英国、新加坡等国将高阶思维能力纳入基础教育科学课程标准，国际学界对高阶思维的研究主要集中在特定学科高阶思维培养策略、高阶地位表现与能力测量、特定群体高阶思维发展现状调查等方面。我国高阶思维研究于2000年起步，主要集中在教学中培养高阶思维能力的方法和具体学科中如何培养高阶思维。我国更倾向于在不同学科中以整体性观点研究高阶思维。课题组成员具有相关研究经验和专业背景，他们在科学教育领域有着丰富的教学和研究经验，熟悉青少年科学高阶思维能力培养的方法和策略。2.条件保障学校和科研机构提供研究经费和设备支持。研究经费可以用于购买研究所需的书籍、资料、设备等，为课题研究提供物质保障。设备支持可以包括实验室设备、计算机设备等，为实证研究提供技术支持。与相关教育部门和学校合作，确保研究的可行性和有效性。与教育部门合作可以获得政策支持和指导，与学校合作可以获得实践场所和研究对象，确保研究能够紧密结合实际教育教学情况，提高研究的可行性和有效性。3.研究步骤第一阶段：课题准备阶段，查阅文献，制定研究方案。在这个阶段，课题组成员将广泛查阅国内外关于青少年科学高阶思维能力培养的文献资料，了解国内外研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。同时，课题组成员将根据研究目标和内容，制定详细的研究方案，明确研究方法、研究步骤和预期成果。第二阶段：实证研究阶段，开展调查和实验研究。在这个阶段，课题组成员将开展调查研究，了解青少年科学高阶思维能力的现状和存在的问题。同时，课题组成员将开展实验研究，探索青少年科学高阶思维能力培养的有效方法和策略。实验研究将采用对照组实验的方法，对比不同培养方法对青少年科学高阶思维能力的提升效果。第三阶段：总结分析阶段，整理研究成果，撰写研究报告。在这个阶段，课题组成员将对实证研究阶段的研究数据进行整理和分析，总结研究成果。同时，课题组成员将撰写研究报告，阐述（全文共3680字）课题评审意见：本课题针对教育领域的重要问题进行了深入探索，展现出了较高的研究价值和实际意义。研究目标明确且具体，研究方法科学严谨，数据采集和分析过程规范，确保了研究成果的可靠性和有效性。通过本课题的研究，不仅丰富了相关领域的理论知识，还为教育实践提供了有益的参考和指导。课题组成员在研究中展现出了扎实的专业素养和严谨的研究态度，对问题的剖析深入透彻，提出的解决方案和创新点具有较强的可操作性和实用性。此外，本课题在研究方法、数据分析等方面也具有一定的创新性，为相关领域的研究提供了新的思路和视角。总之，这是一项具有较高水平和质量的教科研课题，对于推动教育事业的发展和进步具有重要意义。课题评审标准：1、研究价值与创新性评审关注课题是否针对教育领域的重要或前沿问题进行研究，是否具有理论或实践上的创新点，能否为相关领域带来新的见解或解决方案。2、研究设计与科学性课题的研究设计是否合理，研究方法是否科学严谨，数据收集与分析过程是否规范，以及结论是否基于充分的数据支持，是评审的