本书遵循教学改进基本规律，围绕教学改进设计、教学改进实践、教学改进效果三个方面阐述基于证据的新课程教学改进。在书稿中体现为上篇（教学改进设计）、中篇（教学改进实践）、下篇（教学改进效果）。上篇介绍选择教学改进主题的依据，改进主题的概念内涵、国内外研究进展、围绕改进主题的设计方案等；中篇关注教学改进实践过程中的教学改进原则、整体思路、着力点等，为教学改进的可复制、可推广提供基础；下篇呈现教学改进的效果，关注教学改进对教师专业发展的影响、对学生发展的影响。

前 言 中国科技教育正处于新一轮振兴行动的关键阶段，科技素养教育作为国家教 育战略的核心内容，迫切需要在“实施”环节上取得突破。《聚焦科技探究项目学 习的初中科学教学改进》一书是“郑州市义务教育质量提升工程”的子项目“中学科 学教育质量提升项目”的重要成果。该项目的目标是通过科学诊断和数据驱动的 方式，全面提升区域科学教育质量。中学科学教育质量提升项目组在对近十年郑 州市区域教育质量监测数据分析诊断的基础上，结合对郑州市郑东新区的实地调 研、课堂观察，以及与当地教育行政部门和教师的深入交流讨论，提出了“以科 技素养教育为杠杆，创新实践行动为支点，撬动学校教育质量提升方式转型升 级，形成以初中科学教学改进为突破口的教育质量提升模型”。并针对“学生动手 实验机会不足、科学探究能力较弱、科学学习兴趣较低”三大关键问题，提出了 以“落实学校基本实验教学”“开发与实践科技探究校本课程”“以科技运动会为载 体进行科技素养表现性评价和科技活动课程化的创新实践”为抓手的系统改进方 案。“中学科学教育质量提升项目”由广西师范大学科学教育研究所承担，“兴华 科学教育研究院”作为项目的合作团队，提供了实践指导，参与了科技探究项目 学习课程的研发以及科技运动会的培训。经过近两年的科学教学改进实践，研究 成果成功在郑东新区落地并取得显著成效。项目组构建了以数据驱动教学改进、 科技探究项目学习课程化和表现性评价为核心的科学教育质量提升模式，为郑州 市初中科学教育质量提升提供了可复制、可推广的经验，并在实践中形成了具有 深远意义的科技探究项目学习创新路径。 本书以“科技探究项目学习”为核心视角，首先界定了这一概念——它是一种 聚焦科技探究项目学习的初中科学教学改进 以真实问题为驱动，融合科学、技术、工程与数学(STEM) 等知识的跨学科实践 学习模式。通过自主探究、团队合作和项目化实施，学生能够在真实情境中解决 问题，提升科学思维、创新能力和动手实践能力。该学习模式强调开放性和创造 性，涵盖问题设计、科学探究、模型构建、方案设计、项目实施和成果展示等环 节，注重将理论知识转化为探究实践。同时，本书提出了科技探究项目学习的选 题原则、设计核心要素、实施策略和评价要素，并结合丰富的科技探究项目学习 教学案例，详细展示了其在实践中的具体应用。 此外，本书对科技素养教育的内涵及测评研究进行了深入分析，提出了聚焦 科技探究项目学习和基于数据驱动的教学改进方案，并展示了多项科技探究项目 学习行动研究的成果。从理论到实践，本书以生动且翔实的案例引导读者感受科 学教育的魅力，为科技教师开展科技素养教育提供了系统化、可操作的路径。本 书既适合作为中小学校教师和科技辅导员的培训用书，也可作为教师提升科技素 养、提高专业能力、开展科技探究项目学习教学活动的参考用书。 本书分为三个部分，共七章。 第一部分包含第一至二章，包括研究背景、项目背景信息、监测数据分析和 聚焦科技探究项目学习的教学改进方案。在第一章讨论了科技素养教育的内涵及 其研究进展，包括科技素养教育的定义和意义，以及科技素养教育的测评与实施 现状。第二章介绍了区域教育质量健康体检与改进提升项目的科学测试工具，郑 东新区测试数据分析中发现的问题，结合调研提出的教学改进主题、目标、改进 方案；以及青少年科技探究项目的开发与实施理念。 第二部分包含第三至五章，主要介绍一系列以“科技探究项目学习”为基础 的教学改进实践。第三章是科技探究项目学习课程的典型案例，包括：围绕学科 核心概念开发的课例“浮沉子”、针对社会性科学议题开发的课例“快递包装”等。 第四章是科技探究项目学习课程的教学案例设计，这些案例是通过“郑州市科技 创新教学案例征集活动”评选出来的优秀案例，教学内容不仅包括教师自身亲历 的科学探究过程，还涵盖了教师收集的创新科技探究案例。第五章介绍了罗星凯 教授领衔的团队为青少年科技素养的表现性评价打造的科技运动会项目，并通过 详细的项目课程设计来展示如何将这些科技运动会项目课程化。本章的教学案例 展示了科技探究项目学习设计和实施中的创新、可能遇到的困难和教师的反思， 通过真实的案例为科技教师开展科技素养教育提供实践参考。 第三部分包含第六至七章，介绍聚焦科技探究项目学习的教学改进效果。在 两年的初中科学教学改进实践中欣喜地看到，郑东新区的实验学校科技教育氛围 变得更加浓厚，教师的观念有了较大改变，学生科学学习兴趣和科技活动参与度 大幅提升。实验学校通过科技运动会的开展、优秀案例分享与交流等方式，成果 影响不断扩大，吸引了更多学校和科学教师参与到科技素养教育的创新实践 中 来 。 期待有更多的地区、学校、教师投入面向全体学生的科技素养教育实施当中 来，为中国科技教育振兴贡献力量。 由于作者水平有限，许多创新实践正在进行中，有待时间的考验，书中若有 疏漏之处，敬请广大读者批评指正。 张殷 2024年9月于怀卡托湖畔

张殷，广西师范大学物理科学与技术学院副教授、南京大学博士、美国肯塔基大学访问学者。北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心区域质量监测项目科学组执行负责人，广西壮族自治区考试命题指导专委会副主任委员。

目 录 ONTENTS 上 篇 聚 焦 科 技 探 究 项 目 学 习 的 教 学 改 进 设 计 1 第 一 章 科技素养教育内涵及研究进展 2 一 、关注科技素养教育 2 二 、科技素养教育的测评研究 6 三 、已有研究的启示 15 第二章 聚焦科技探究项目学习的初中科学教学改进设计 17 一 、中学科学学业测评项目为教学改进提供数据支持 17 二 、中学科学教育质量改进提升项目 29 三 、以青少年科技探究实践作为教学改进的切入点 37 中 篇 聚 焦 科 技 探 究 项 目 学 习 的 教 学 改 进 实 践 51 第三章 科技探究项目学习课程的开发 53 一 、围绕学科核心概念开发的课程 53 二 、以技术与工程为载体开发的课程 60 三 、面向社会性科学议题开发的课程 79 四 、聚焦学科核心素养培养设计的课程 87 五 、以疑难问题探究为主线开发的课程 95 聚焦科技探究项目学习的初中科学教学改进 六 、以自制教具为基础开发的游戏课程 100 第四章 科技探究项目学习课程教学设计案例 107 第五章 青少年科技运动会项目课程化 166 一 、项目简介 167 二 、项目特点 168 三 、项目开展情况 169 四 、项目课程化 170 下 篇 聚 焦 科 技 探 究 项 目 学 习 的 教 学 改 进 效 果 203 第六章 教师科技素养培训课程及培训成效 204 一 、教师科技素养培训课程 204 二 、培训成效 217 第七章 教学改进的成果转化 232 一 、教学改进的反馈和评价 232 二 、科技项目课程化一瞥 249 未来展望 259