高中课题申报书的范文

高中课题申报书的范文一、封面内容

项目名称：高中阶段学生科学探究能力培养路径与策略研究

申请人姓名及联系方式：张明，zhangming@

所属单位：XX中学教育科学研究院

申报日期：2023年10月26日

项目类别：应用研究

二．项目摘要

本项目旨在探索高中阶段学生科学探究能力的有效培养路径与策略，以提升学生科学素养和创新思维为核心目标。研究将基于建构主义学习理论和认知负荷理论，采用混合研究方法，结合定量与定性分析，系统考察当前高中科学教育中探究能力培养的现状与问题。通过构建科学探究能力评估模型，对典型教学案例进行深度分析，识别关键影响因素，提出针对性的教学干预方案。研究将选取不同地区、不同层次的高中作为实验样本，通过准实验设计验证干预策略的实效性，并开发一套可推广的探究能力培养课程模块。预期成果包括：科学探究能力评价指标体系、典型案例分析报告、教学干预方案集、数字化探究工具平台，以及实证研究论文。研究成果将为学生科学教育改革提供理论依据和实践参考，推动探究式教学模式在高中阶段的广泛应用，助力学生核心素养的全面发展。

三.项目背景与研究意义

当前，全球教育格局正经历深刻变革，核心素养导向的教育改革成为各国共识。科学探究能力作为科学素养的核心构成要素，是学生在科学领域取得成功的关键能力，也是未来社会公民必备的核心竞争力。然而，我国高中阶段科学教育在探究能力培养方面仍存在诸多挑战，与新时代人才培养需求存在显著差距。

从研究领域现状来看，高中科学探究能力的培养已受到教育学界广泛关注，但现有研究多集中于理论探讨或零散的实践探索，缺乏系统性的理论框架和实证支持。部分研究虽然构建了探究能力评价体系，但指标体系不够科学、客观，难以准确反映学生的真实探究水平。在教学方法层面，传统灌输式教学仍占据主导地位，探究式教学活动流于形式、深度不足，未能有效激发学生的内在动机和主动参与。此外，探究能力培养的资源支持体系尚不完善，实验设备、教学平台、师资队伍等方面存在明显短板，制约了探究式教学的广泛实施。

这些问题产生的原因是多方面的。首先，应试教育压力导致学校、教师和学生过度关注知识记忆和应试技巧，忽视了探究能力这一长期效益显著的能力培养。其次，教师队伍在探究式教学能力方面存在不足，缺乏系统的专业培训和实践指导，难以有效设计和实施高质量的探究活动。再次，课程标准和教材内容对探究能力的要求不够明确、具体，缺乏可操作的案例和资源支持。最后，科学探究能力评价机制不健全，难以有效激励学生和教师参与探究活动。

本项目的开展具有紧迫性和必要性。首先，通过系统研究高中阶段科学探究能力的培养路径与策略，可以弥补现有研究的不足，为科学教育改革提供理论依据和实践参考。其次，研究成果能够帮助教师提升探究式教学能力，促进科学教育模式的创新，从而有效改善当前科学教育质量。再次，通过构建科学探究能力评价体系，可以引导学校和教师更加关注学生探究能力的培养，形成科学的教育评价导向。最后，本项目的研究成果能够为教育行政部门制定科学教育政策提供决策支持，推动科学教育事业的健康发展。

本项目的意义主要体现在以下几个方面：社会价值方面，通过培养学生的科学探究能力，可以提升国民科学素养，为科技创新和社会进步奠定人才基础。在当前科技创新日益重要的时代背景下，具备科学探究能力的人才将成为推动社会发展的中坚力量。经济价值方面，探究能力是未来职业发展的重要基础，本项目的研究成果能够帮助学生更好地适应未来职业需求，提升就业竞争力，为经济社会发展贡献力量。学术价值方面，本项目将构建科学探究能力的理论框架和评价体系，丰富科学教育理论，推动学科交叉融合，为教育学研究提供新的视角和方法。此外，本项目的研究成果还能够促进高中科学教育的国际化交流，借鉴国际先进经验，提升我国科学教育的国际竞争力。

四.国内外研究现状

在科学探究能力培养领域，国内外学者已开展了一系列研究，积累了丰富成果，但也存在明显的不足和研究空白，为本项目的开展提供了重要参考。

国外研究方面，自20世纪初杜威提出“做中学”的理念以来，探究式科学教育逐渐成为国际科学教育改革的主流方向。美国国家科学教育标准（NSES）明确提出科学探究是科学教育的核心，强调通过探究活动培养学生的科学思维和问题解决能力。美国科学促进会（AAAS）的“2061计划”和“科学素养对于所有人”报告，系统阐述了科学探究能力的内涵和培养目标，并开发了相应的评估工具。在实践层面，美国、加拿大、澳大利亚等国已建立了较为完善的探究式科学教育体系，包括基于项目的学习（PBL）、探究实验室、科学工作室等多种教学模式，并积累了丰富的实践经验。芬兰作为教育强国的代表，其基础教育注重培养学生的自主学习和探究能力，通过灵活的课程设置和教学模式，有效提升了学生的科学素养。英国国家课程也强调科学探究能力培养，通过设计驱动式学习（Design-BasedLearning）等方式，引导学生主动探究问题。近年来，国外研究开始关注信息技术与探究式学习的融合，如虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术为探究式学习提供了新的平台和工具。然而，国外研究也存在一些问题，如部分探究式教学活动流于形式，缺乏对探究深度和思维过程的关注；探究能力评价工具的开发和应用仍不成熟，难以准确评估学生的真实探究能力；不同文化背景下探究式学习的有效性和普适性研究尚不充分。

国内研究方面，我国科学探究能力的培养起步相对较晚，但近年来受到高度重视。教育部颁布的《义务教育科学课程标准（2022年版）》和《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》等文件，都明确将科学探究能力作为重要的学习目标，并提出了相应的教学要求。国内学者对科学探究能力的内涵、结构和评价进行了深入研究，构建了一些科学探究能力评价模型，如基于表现性评价的探究能力评价体系、基于核心素养的探究能力评价指标体系等。在实践层面，国内部分高校和科研机构开展了科学探究式教学的实验研究，探索了基于问题式学习（PBL）、项目式学习（PBL）等多种教学模式在科学教育中的应用，取得了一定的成效。例如，一些学校开发了基于当地资源的探究式科学课程，引导学生关注身边的科学问题；一些教师探索了信息技术支持下的探究式学习模式，利用在线平台和数字化资源开展探究活动。然而，国内研究也存在一些明显不足。首先，理论研究相对薄弱，对科学探究能力的本质、形成机制和发展规律缺乏深入系统的研究，缺乏具有本土特色的科学探究能力理论框架。其次，实践研究多集中于个别案例的探索，缺乏大规模、多层次的实证研究，研究成果的普适性和推广性有限。再次，探究能力评价研究存在重工具开发轻实证应用的问题，评价工具的科学性、信度和效度有待进一步检验。此外，教师队伍在探究式教学能力方面存在普遍不足，缺乏系统的专业培训和实践指导，制约了探究式教学的广泛实施。最后，探究能力培养的资源支持体系尚不完善，实验设备、教学平台、课程资源等方面存在明显短板，难以满足探究式教学的需求。

综合来看，国内外在科学探究能力培养领域已取得了一定的研究成果，为本项目的开展奠定了基础。但同时也存在明显的不足和研究空白，为本项目的研究提供了重要切入点。国外研究在理论深度和实践创新方面有一定优势，但缺乏对文化背景差异的关注和本土化探索；国内研究在政策导向和实践探索方面有一定基础，但在理论构建和评价体系方面存在明显短板。本项目拟在国内外研究的基础上，结合我国高中教育的实际情况，深入探讨科学探究能力的培养路径与策略，构建科学、可行的探究能力评价体系，开发有效的探究式教学干预方案，为提升我国高中科学教育质量提供理论和实践支持。

五.研究目标与内容

本研究旨在系统探究高中阶段学生科学探究能力的培养路径与策略，以期为提升我国高中科学教育质量、促进学生核心素养发展提供理论依据和实践参考。基于此，项目设定以下研究目标：

1.系统梳理和界定高中阶段学生科学探究能力的核心要素和结构，构建科学、合理的科学探究能力评价体系。

2.深入分析当前高中科学教育中探究能力培养的现状、问题及影响因素，揭示影响学生科学探究能力发展的关键因素。

3.探索和构建有效的科学探究能力培养教学模式与策略，开发相应的教学资源和方法，并进行实践验证。

4.评估所提出的培养策略的实效性，分析其对学生科学探究能力、科学素养及创新思维的影响，提出优化建议。

为实现上述研究目标，本项目将围绕以下研究内容展开：

1.高中阶段学生科学探究能力的理论框架构建与评价体系研究

1.1研究问题：

（1）高中阶段学生科学探究能力的核心构成要素是什么？

（2）如何科学、系统地界定和描述这些要素？

（3）如何构建能够准确评估学生科学探究能力发展水平的多维度评价体系？

1.2研究假设：

（1）科学探究能力可分解为若干核心维度，包括提出问题、制定计划、搜集证据、解释论证、反思评估等。

（2）通过结合表现性评价、过程性评价和结果性评价，可以构建科学、全面的科学探究能力评价体系。

（3）该评价体系能够有效区分不同探究能力水平的学生，并对教学实践提供反馈。

1.3研究内容：

（1）基于建构主义学习理论、认知负荷理论和核心素养理论，系统梳理国内外关于科学探究能力的研究成果，明确其内涵、结构和评价方法。

（2）通过文献分析、专家咨询和德尔菲法，确定高中阶段学生科学探究能力的核心维度和具体指标。

（3）设计并开发包含观察量表、访谈提纲、表现性任务等多种形式的评价工具，构建科学探究能力评价指标体系。

（4）对评价指标体系进行信度和效度检验，确保其科学性和实用性。

2.高中科学教育中科学探究能力培养的现状、问题及影响因素分析

2.1研究问题：

（1）当前高中科学教育中探究能力培养的实施现状如何？

（2）存在哪些主要问题和挑战？

（3）影响学生科学探究能力发展的关键因素有哪些？

2.2研究假设：

（1）当前高中科学教育中，探究式教学活动实施力度不足，存在形式化、浅层化的问题。

（2）影响学生科学探究能力发展的主要因素包括教师探究式教学能力、课程资源、评价机制和学习环境等。

（3）不同地区、不同层次的高中在探究能力培养方面存在显著差异。

2.3研究内容：

（1）通过问卷调查、访谈和课堂观察等方法，对全国范围内不同地区、不同类型的高中科学教育中探究能力培养的现状进行调查，了解教师的教学实践、学生的学习体验和学校的支持条件。

（2）深入分析当前探究能力培养中存在的问题，如教学目标不明确、教学活动设计不合理、评价方式单一、学生参与度低等。

（3）采用结构方程模型等统计方法，分析影响学生科学探究能力发展的关键因素，构建影响因素模型。

3.高中阶段科学探究能力培养的教学模式与策略研究

3.1研究问题：

（1）哪些教学模式和策略能够有效培养学生的科学探究能力？

（2）如何根据不同的学科特点和教学内容选择合适的教学模式？

（3）如何将信息技术与探究式学习有效融合？

3.2研究假设：

（1）基于问题的学习（PBL）、项目式学习（PjBL）、设计型学习（DBL）等探究式教学模式能够有效提升学生的科学探究能力。

（2）针对不同的学科特点和教学内容，可以设计差异化的探究式教学方案。

（3）信息技术可以为学生提供丰富的探究资源和工具，促进探究式学习的开展。

3.3研究内容：

（1）系统研究国内外典型的探究式教学模式，如5E教学模式、IBL教学模式等，分析其特点和适用性。

（2）结合不同学科（物理、化学、生物、地理等）的教学内容，设计并开发一系列基于探究式学习的教学案例和课程模块。

（3）探索信息技术在探究式学习中的应用，如利用虚拟实验、在线数据平台、协作学习平台等，开发数字化探究工具和资源。

（4）组织教师培训和教学研讨活动，推广有效的探究式教学方法和策略。

4.科学探究能力培养策略的实践验证与效果评估

4.1研究问题：

（1）所提出的培养策略在实际教学中是否有效？

（2）这些策略对学生科学探究能力、科学素养及创新思维有何影响？

（3）如何根据实践效果对培养策略进行优化？

4.2研究假设：

（1）所提出的培养策略能够有效提升学生的科学探究能力水平。

（2）探究式学习能够促进学生科学素养和创新思维的发展。

（3）通过持续的实践和反思，可以对培养策略进行优化和完善。

4.3研究内容：

（1）选取不同地区、不同层次的高中作为实验样本，开展准实验研究，验证所提出的培养策略的实效性。

（2）采用科学探究能力评价体系、科学素养测试、创新思维测验等多种工具，对实验组和对照组学生进行前测和后测，评估培养策略的效果。

（3）收集教师和学生的反馈意见，分析培养策略在实际应用中的优势和不足，提出优化建议。

（4）总结提炼有效的科学探究能力培养经验和模式，形成可推广的教学指南和资源包。

六.研究方法与技术路线

本项目将采用混合研究方法（MixedMethodsResearch），结合定量研究和定性研究的优势，以全面、深入地探究高中阶段学生科学探究能力的培养路径与策略。具体研究方法、实验设计、数据收集与分析方法以及技术路线如下：

1.研究方法

1.1定量研究方法

（1）问卷调查法：设计结构化问卷，用于大规模收集学生科学探究能力自评数据、学习兴趣、学习习惯等信息，以及教师教学观念、教学行为、专业发展需求等信息。问卷将包含封闭式问题和部分李克特量表题，确保数据的标准化和可比性。

（2）准实验研究法：选取若干所高中，将学生随机分配到实验组和对照组。实验组采用基于项目式学习（PjBL）和设计型学习（DBL）融合的探究式教学模式，对照组采用传统的讲授式教学模式。通过前测、后测以及过程性数据收集，比较两组学生在科学探究能力、学业成绩、科学态度等方面的差异。前测和后测将采用标准化的科学探究能力测试工具和科学素养测试量表。

（3）统计分析法：运用SPSS、Mplus等统计软件对收集到的定量数据进行描述性统计、差异检验（t检验、方差分析）、相关分析、回归分析、结构方程模型分析等，以检验研究假设，揭示变量之间的关系。

1.2定性研究方法

（1）文献研究法：系统梳理国内外关于科学探究能力、探究式教学、科学教育评价等方面的文献，为理论框架构建、研究设计、结果解释提供支撑。

（2）深度访谈法：对实验组和对照组的教师、学生进行半结构化访谈，深入了解他们对探究式教学的体验、看法、遇到的困难和需求，以及探究式学习对学生思维方式和学习行为的影响。

（3）课堂观察法：采用结构化观察量表，对实验组和对照组的课堂进行系统观察，记录教师的教学行为、学生的参与情况、课堂互动模式等，分析探究式教学在实际课堂环境中的实施情况。

（4）案例研究法：选取具有代表性的探究式教学案例进行深入分析，包括教学目标、教学设计、教学过程、教学评价等，总结提炼有效的教学策略和经验。

（5）内容分析法：对访谈记录、课堂观察记录、学生作品（如实验报告、项目报告）等定性资料进行编码和主题分析，提炼关键主题和模式。

1.3混合研究设计

本研究将采用解释性顺序设计（ExplanatorySequentialDesign），首先通过问卷调查和准实验研究，收集定量数据，分析探究式教学对学生科学探究能力的影响。然后，通过深度访谈、课堂观察和案例研究，收集定性数据，深入解释定量研究结果，探究影响探究式教学效果的因素，以及学生对探究式学习的体验和看法。最后，综合定量和定性研究结果，构建科学探究能力培养的理论框架和实践策略。

2.实验设计

2.1实验对象：选取我国东、中、西部不同地区、不同类型（城市、农村；重点、普通）的高中，共选取6所学校，每所学校随机选取2个平行班作为实验组和对照组，每个班级约40名学生，总计480名学生参与实验。实验周期为一个学年。

2.2实验分组：采用随机分配法，将选取的学生随机分配到实验组和对照组。

2.3实验干预：实验组采用基于PjBL和DBL融合的探究式教学模式，对照组采用传统的讲授式教学模式。探究式教学模式将围绕真实的科学问题或社会问题展开，学生通过小组合作，进行问题探究、方案设计、实验验证、结果分析、成果展示等环节。教师将扮演引导者、促进者的角色，引导学生主动思考、合作学习。

2.4数据收集：在实验前后，对实验组和对照组学生进行科学探究能力测试、科学素养测试，并收集学生的学业成绩、学习兴趣、学习习惯等数据。同时，对教师、学生进行深度访谈，进行课堂观察，收集探究式教学案例。

2.5数据分析：采用统计分析法，比较实验组和对照组在实验前后科学探究能力、科学素养、学业成绩等方面的差异，分析探究式教学的效果。

3.数据收集方法

3.1定量数据收集：

（1）问卷调查：在实验开始前1个月，对实验组和对照组学生进行前测问卷调查，了解其基线情况。在实验结束后1个月，进行后测问卷调查，了解其变化情况。同时，对教师进行问卷调查，了解其教学观念、教学行为、专业发展需求等信息。

（2）标准化测试：在实验开始前1个月，对实验组和对照组学生进行前测科学探究能力测试和科学素养测试。在实验结束后1个月，进行后测科学探究能力测试和科学素养测试。

（3）学业成绩：收集实验组和对照组学生的科学学科期中、期末考试成绩。

3.2定性数据收集：

（1）深度访谈：在实验开始前、实验中期、实验结束后，对实验组和对照组的教师、学生进行半结构化访谈，每次访谈时间约30-60分钟。

（2）课堂观察：在实验期间，对实验组和对照组的课堂进行随机观察，每次观察时间约40分钟，每节课观察2-3次，共观察每个班级10节课。

（3）案例收集：在实验期间，收集实验组学生的探究式学习项目报告、实验记录、成果展示等资料，形成教学案例。

4.数据分析方法

4.1定量数据分析：

（1）描述性统计：计算各组学生科学探究能力、科学素养、学业成绩等的平均值、标准差等指标。

（2）差异检验：采用t检验比较实验组和对照组在实验前后科学探究能力、科学素养、学业成绩等方面的差异。

（3）相关分析：分析科学探究能力、科学素养、学业成绩、学习兴趣、学习习惯等变量之间的关系。

（4）回归分析：分析影响学生科学探究能力发展的因素。

（5）结构方程模型分析：构建影响学生科学探究能力发展的因素模型，检验模型的拟合度和路径系数。

4.2定性数据分析：

（1）编码：对访谈记录、课堂观察记录进行编码，将开放式问题回答和观察记录转化为可分析的主题和概念。

（2）主题分析：通过反复阅读资料，识别、定义和提炼主题，分析主题之间的联系。

（3）内容分析：对案例资料进行内容分析，总结提炼有效的教学策略和经验。

5.技术路线

5.1准备阶段（2024年1月-2024年3月）

（1）文献研究：系统梳理国内外关于科学探究能力、探究式教学、科学教育评价等方面的文献。

（2）理论框架构建：基于文献研究，构建高中阶段学生科学探究能力的理论框架，设计科学探究能力评价指标体系。

（3）研究设计：确定研究方法、实验设计、数据收集和分析方法。

（4）工具开发：设计并开发问卷调查量表、访谈提纲、课堂观察量表、标准化测试工具等。

（5）专家咨询：邀请相关领域的专家对研究设计、工具开发进行咨询和评审。

5.2实施阶段（2024年4月-2025年6月）

（1）实验对象选取：选取实验学校，随机分配实验组和对照组。

（2）前测：对实验组和对照组学生进行前测问卷调查、科学探究能力测试、科学素养测试，并对教师进行问卷调查。

（3）实验干预：实验组实施基于PjBL和DBL融合的探究式教学模式，对照组实施传统的讲授式教学模式。同时，进行课堂观察和深度访谈。

（4）过程性数据收集：收集实验组学生的探究式学习项目报告、实验记录、成果展示等资料。

（5）后测：在实验结束后，对实验组和对照组学生进行后测问卷调查、科学探究能力测试、科学素养测试。

5.3数据分析与报告撰写阶段（2025年7月-2025年12月）

（1）定量数据分析：对问卷调查数据、标准化测试数据进行统计分析。

（2）定性数据分析：对访谈记录、课堂观察记录、案例资料进行编码、主题分析和内容分析。

（3）混合研究整合：整合定量和定性研究结果，进行解释和验证。

（4）报告撰写：撰写研究总报告，总结研究成果，提出政策建议和实践指导。

5.4总结与推广阶段（2026年1月-2026年3月）

（1）成果总结：总结研究成果，提炼科学探究能力培养的有效路径和策略。

（2）成果推广：通过学术会议、期刊发表、教师培训等方式推广研究成果。

（3）反思与改进：反思研究过程中的不足，提出改进建议，为后续研究提供参考。

通过以上研究方法和技术路线，本项目将系统、深入地探究高中阶段学生科学探究能力的培养路径与策略，为提升我国高中科学教育质量、促进学生核心素养发展提供理论依据和实践参考。

七．创新点

本项目在理论构建、研究方法、实践应用等方面均具有显著的创新性，具体体现在以下几个方面：

1.理论层面的创新：构建具有本土特色的科学探究能力理论框架

（1）现有关于科学探究能力的研究多借鉴西方理论框架，缺乏对本土文化背景和教育情境的深入考量。本项目将基于中国学生的学习特点、认知发展规律以及科学教育的实际情况，构建具有本土特色的科学探究能力理论框架，弥补现有研究的不足。该框架将不仅包含科学探究能力的核心要素，还将融入中国文化背景下的价值取向和思维模式，例如强调合作、实践、情境化学习等，从而更准确地解释和指导中国高中生的科学探究能力发展。

（2）本项目将探索科学探究能力与学生核心素养其他维度（如批判性思维、问题解决能力、创新能力等）之间的关系，构建更加整合的理论模型。这将有助于我们更全面地理解科学探究能力的价值，并为培养全面发展的人才提供理论依据。

（3）本项目将关注科学探究能力发展的动态过程，探讨不同阶段学生科学探究能力的特点和发展规律。这将有助于我们更深入地理解科学探究能力的形成机制，并为不同阶段的教育教学提供针对性指导。

2.方法层面的创新：采用混合研究设计，结合多种数据收集与分析方法

（1）本项目将采用混合研究设计，将定量研究和定性研究有机结合，以全面、深入地探究高中阶段学生科学探究能力的培养路径与策略。这种设计能够弥补单一研究方法的局限性，提高研究结果的可靠性和有效性。例如，通过定量研究可以揭示探究式教学对学生科学探究能力的影响程度，而通过定性研究可以深入解释这种影响背后的机制和过程。

（2）本项目将采用多种数据收集方法，包括问卷调查、标准化测试、深度访谈、课堂观察、案例研究等，以获取多源、丰富的数据资料。这将有助于我们从不同角度、不同层面了解科学探究能力培养的现状、问题和发展规律。

（3）本项目将采用先进的统计分析方法，如结构方程模型、多层线性模型等，对收集到的数据进行深入分析。这些方法能够更准确地揭示变量之间的关系，并控制无关变量的影响，从而提高研究结果的科学性和可靠性。

3.实践层面的创新：开发基于PjBL和DBL融合的探究式教学模式，并进行实践验证

（1）本项目将开发一套基于项目式学习（PjBL）和设计型学习（DBL）融合的探究式教学模式，并将其应用于高中科学教学实践中。这种教学模式将结合PjBL的实践性和DBL的创新性，更加注重学生的主动探究、合作学习和问题解决，从而更有效地培养学生的科学探究能力。

（2）本项目将开发一系列数字化探究工具和资源，例如虚拟实验平台、在线数据平台、协作学习平台等，以支持探究式学习的开展。这些工具和资源将为学生提供更加丰富的学习资源和更加便捷的学习方式，从而提高探究式学习的效率和效果。

（3）本项目将基于实践效果，对培养策略进行优化和完善，形成可推广的教学指南和资源包。这将有助于将研究成果转化为实际应用，为一线教师提供具体的指导和帮助，从而推动科学探究能力培养的广泛实施。

4.应用层面的创新：构建科学探究能力评价体系，为教育决策提供依据

（1）本项目将构建一套科学、可行的科学探究能力评价体系，包括观察量表、访谈提纲、表现性任务等多种形式的评价工具。这套评价体系将能够准确评估学生的科学探究能力发展水平，为教师提供教学反馈，为学生提供学习指导。

（2）本项目将基于研究结果，为教育行政部门制定科学教育政策提供决策支持。例如，可以根据研究结果，提出改进科学探究能力培养的建议，完善科学教育课程标准，加强科学教师培训等。

（3）本项目将推动科学探究能力培养的广泛实施，促进学生核心素养的发展，为建设创新型国家提供人才支撑。通过本项目的研究成果，可以提升我国高中科学教育质量，培养学生的科学探究能力、创新思维和问题解决能力，使他们成为未来社会发展的中坚力量。

综上所述，本项目在理论、方法、实践和应用等方面均具有显著的创新性，具有重要的学术价值和社会意义。本项目的研究成果将为我们提供新的视角和方法来理解和培养高中生的科学探究能力，为提升我国高中科学教育质量、促进学生核心素养发展提供理论依据和实践参考。

八．预期成果

本项目旨在通过系统研究，深入探究高中阶段学生科学探究能力的培养路径与策略，预期将取得一系列具有重要理论价值和实践应用价值的成果，具体包括：

1.理论成果

（1）构建具有本土特色的高中阶段学生科学探究能力理论框架：基于对国内外相关理论的梳理和对中国教育情境的深入分析，本项目将提出一个更加全面、系统、本土化的科学探究能力理论框架。该框架将明确科学探究能力的核心构成要素、结构层次、发展规律及其与学生核心素养其他维度（如批判性思维、问题解决能力、创新能力等）之间的关系。这将丰富和发展科学教育理论，为理解和指导中国高中生的科学探究能力发展提供新的理论视角。

（2）揭示影响高中学生科学探究能力发展的关键因素：通过定量和定性研究相结合的方法，本项目将系统分析影响学生科学探究能力发展的各种因素，包括学生自身因素（如学习动机、学习策略、先前知识等）、教师因素（如教学观念、教学行为、专业发展等）、学校因素（如课程设置、教学资源、评价机制等）和环境因素（如家庭环境、社会文化等）。本研究将构建一个较为完整的影响因素模型，揭示各因素之间的相互作用机制，为制定科学有效的培养策略提供理论依据。

（3）深化对探究式学习本质和规律的认识：本项目将通过深入分析探究式教学的实施过程和效果，揭示探究式学习的本质特征、运行机制和规律。本研究将探讨不同类型的探究式学习（如基于问题的学习、项目式学习、设计型学习等）的特点和适用条件，以及如何将探究式学习与其他教学方法有效结合，以促进学生的深度学习和核心素养发展。

2.实践成果

（1）开发一套基于PjBL和DBL融合的探究式教学模式：本项目将根据研究findings，设计并开发一套可操作、可推广的基于项目式学习（PjBL）和设计型学习（DBL）融合的探究式教学模式。这套模式将包括明确的教学目标、教学内容、教学过程、教学方法和教学评价等环节，并针对不同学科（物理、化学、生物、地理等）和不同学段（高一、高二、高三）的特点，设计差异化的教学方案和案例。

（2）研制一套科学探究能力评价工具：本项目将基于科学探究能力理论框架，开发一套包含观察量表、访谈提纲、表现性任务等多种形式的科学探究能力评价工具。这些工具将具有较好的信度和效度，能够准确评估学生的科学探究能力发展水平，为教师提供教学反馈，为学生提供学习指导，并为教育行政部门提供决策依据。

（3）开发一系列数字化探究工具和资源：本项目将利用信息技术，开发一系列数字化探究工具和资源，例如虚拟实验平台、在线数据平台、协作学习平台、探究学习资源库等。这些工具和资源将为学生提供更加丰富的学习资源和更加便捷的学习方式，支持学生进行自主探究、合作学习和问题解决，从而提高探究式学习的效率和效果。

（4）形成一套科学探究能力培养的教学指南：基于研究findings，本项目将撰写一套科学探究能力培养的教学指南，为一线教师提供具体的指导和帮助。教学指南将包括科学探究能力培养的理念、原则、策略、方法、案例、评价等内容，帮助教师更好地理解和实施探究式教学，提升学生的科学探究能力。

3.社会效益

（1）提升我国高中科学教育质量：本项目的研究成果将为提升我国高中科学教育质量提供理论依据和实践参考，推动科学教育改革的深入发展。通过本项目的研究，可以促进科学探究能力培养的广泛实施，提高学生的科学素养和创新思维，培养更多适应未来社会发展需要的高素质人才。

（2）促进学生核心素养发展：本项目的研究成果将有助于促进学生核心素养的全面发展，培养学生的科学探究能力、创新思维、问题解决能力、合作学习能力等，使他们成为具有创新精神和实践能力的未来社会公民。

（3）服务国家创新战略：本项目的研究成果将为国家创新战略的实施提供人才支撑。通过本项目的研究，可以培养更多具有创新精神和实践能力的科技人才，为国家的科技进步和经济社会发展做出贡献。

（4）推动科学教育领域的学术交流与合作：本项目的研究成果将促进科学教育领域的学术交流与合作，推动国内外科学教育研究者之间的对话和合作，提升我国科学教育研究的国际影响力。

综上所述，本项目预期将取得一系列具有重要理论价值和实践应用价值的成果，为提升我国高中科学教育质量、促进学生核心素养发展、服务国家创新战略做出积极贡献。

九.项目实施计划

本项目实施周期为两年，自2024年1月起至2025年12月止。为确保项目顺利推进并按期完成预期目标，特制定以下详细实施计划，包括各阶段任务分配、进度安排以及风险管理策略。

1.项目时间规划

1.1准备阶段（2024年1月-2024年3月）

（1）任务分配：

*项目组进行文献梳理与理论框架构建，明确科学探究能力的核心要素和评价维度（负责人：李华，张伟）。

*设计并开发问卷调查量表、访谈提纲、课堂观察量表、标准化测试工具（负责人：王芳，刘强）。

*选取实验学校，联系并协调实验班级，进行实验分组（负责人：赵敏）。

*撰写项目申请书，进行专家咨询和修改完善（负责人：全体项目成员）。

（2）进度安排：

*2024年1月：完成文献梳理，初步构建理论框架，完成问卷初稿设计。

*2024年2月：完成访谈提纲和观察量表设计，进行专家咨询，修改理论框架和问卷初稿。

*2024年3月：完成问卷终稿，联系并选取实验学校，完成实验分组，完成项目申请书撰写。

1.2实施阶段（2024年4月-2025年6月）

（1）任务分配：

*对实验组和对照组学生进行前测问卷调查、科学探究能力测试、科学素养测试，并对教师进行问卷调查（负责人：王芳，刘强）。

*实施实验干预：实验组实施基于PjBL和DBL融合的探究式教学模式，对照组实施传统的讲授式教学模式（负责人：全体实验教师）。

*进行课堂观察和深度访谈，收集过程性数据（负责人：李华，张伟）。

*收集实验组学生的探究式学习项目报告、实验记录、成果展示等资料（负责人：全体实验教师）。

*对实验组和对照组学生进行后测问卷调查、科学探究能力测试、科学素养测试（负责人：王芳，刘强）。

（2）进度安排：

*2024年4月：完成前测数据收集，启动实验干预。

*2024年5月-2024年10月：进行课堂观察和深度访谈，每月进行一次集中研讨，收集过程性数据。

*2024年11月：完成实验干预，进行后测数据收集。

*2024年12月：整理实验期间收集的所有数据。

1.3数据分析与报告撰写阶段（2025年7月-2025年12月）

（1）任务分配：

*对问卷调查数据、标准化测试数据进行统计分析（负责人：王芳，刘强）。

*对访谈记录、课堂观察记录、案例资料进行编码、主题分析和内容分析（负责人：李华，张伟）。

*整合定量和定性研究结果，进行解释和验证（负责人：全体项目成员）。

*撰写研究总报告，总结研究成果，提出政策建议和实践指导（负责人：赵敏，全体项目成员）。

（2）进度安排：

*2025年7月-2025年8月：完成定量数据分析，初步撰写分析报告。

*2025年9月-2025年10月：完成定性数据分析，撰写定性分析报告。

*2025年11月-2025年12月：整合定量和定性研究结果，撰写研究总报告，进行项目结题。

1.4总结与推广阶段（2026年1月-2026年3月）

（1）任务分配：

*总结研究成果，提炼科学探究能力培养的有效路径和策略（负责人：全体项目成员）。

*通过学术会议、期刊发表、教师培训等方式推广研究成果（负责人：赵敏，李华）。

*反思研究过程中的不足，提出改进建议，撰写项目总结报告（负责人：全体项目成员）。

（2）进度安排：

*2026年1月-2026年2月：总结研究成果，撰写项目总结报告。

*2026年3月：进行成果推广，完成项目所有工作。

2.风险管理策略

（1）研究设计风险：为确保研究设计的科学性和可行性，项目组将在项目启动初期进行充分的文献梳理和专家咨询，以避免研究设计不合理或不可行。同时，项目组将根据实际情况对研究设计进行动态调整，以确保研究的顺利进行。

（2）数据收集风险：为确保数据收集的质量和完整性，项目组将制定详细的数据收集计划，并对参与研究的教师和学生进行培训，以确保他们能够按照要求进行数据收集。同时，项目组将建立数据备份机制，以防止数据丢失。

（3）实验实施风险：为确保实验实施的公平性和有效性，项目组将严格按照实验设计进行干预，并对实验过程进行密切监控。同时，项目组将定期召开研讨会，及时解决实验过程中出现的问题。

（4）数据分析风险：为确保数据分析的准确性和可靠性，项目组将采用多种统计分析方法对数据进行分析，并对分析结果进行交叉验证。同时，项目组将邀请统计学专家对数据分析过程进行指导和审查。

（5）成果推广风险：为确保研究成果能够得到有效推广，项目组将根据研究成果的特点和目标受众的需求，选择合适的推广方式。同时，项目组将积极与相关机构合作，以扩大研究成果的影响力。

通过上述时间规划和风险管理策略，本项目将能够按照计划顺利推进，并按期完成预期目标，取得高质量的研究成果。

十.项目团队

本项目团队由来自高等院校、中学教育科研机构以及重点高中的专家学者和一线教师组成，团队成员专业背景多元，研究经验丰富，具备完成本项目所需的专业能力和实践经验。

1.项目团队成员的专业背景、研究经验等

（1）项目负责人：赵敏，教授，教育学博士，主要研究方向为科学教育、课程与教学论。在科学探究能力培养领域具有十余年的研究经验，主持过多项国家级和省部级科研项目，发表高水平学术论文数十篇，出版专著两部。曾获得国家教学成果奖二等奖，对项目研究具有全面的规划和指导能力。

（2）核心成员1：李华，副教授，心理学博士，主要研究方向为学习心理学、教育心理学。在学生认知发展、学习动机、学习策略等方面具有深入研究，主持过多项与学生学习相关的科研项目，发表学术论文二十余篇，擅长定量研究方法，负责项目的理论框架构建和数据分析工作。

（3）核心成员2：王芳，研究员，教育学硕士，主要研究方向为课程与教学论、教育评价。在科学教育课程开发、教学评价、教师专业发展等方面具有丰富经验，参与过多个国家级课程标准研制项目，开发过多种科学教育评价工具，擅长定性研究方法，负责项目的问卷设计、访谈实施和案例研究工作。

（4）核心成员3：张伟，高级教师，理学学士，主要研究方向为中学物理教学、科学探究式学习。在高中物理教学一线工作二十余年，具有丰富的教学经验和探究式教学实践，多次获得省级教学比赛奖项，参与过多项省市级教学研究项目，擅长课堂教学观察和教学案例分析，负责项目的实验干预实施和过程性数据收集工作。

（5）核心成员4：刘强，数据分析师，统计学硕士，主要研究方向为教育统计、数据分析。在定量数据分析方面具有丰富经验，熟练掌握SPSS、Mplus等统计分析软件，参与过多个教育科研项目的数据分析工