信息技术赋能科学教育

近百年来科学技术飞速发展，科学教育范式也发生了多次改变，总体上呈现了从“知识取向”到“探究取向”的转变。从各国官方发布的科学教育标准和指导框架等报告中可以发现，让学生开展探究学习已成为世界各国科学教育的主旋律。然而，诸多研究表明，在我国科学教育实践中，探究学习开展的情况并不乐观，探究形式化、学生主动性不够、探究情境真实性不足等一系列问题普遍存在，从而制约了学生科学探究能力的培养和提升。现代信息技术的快速发展及其在教育领域的普及和推广，特别是日益成熟的虚拟仿真技术，以可视化、交互性、游戏化、网络化等方式呈现的探究学习环境，在某种程度上能够化解探究学习在开展过程中遇到的困难和障碍，使原本课堂环境下难以实施的探究学习活动得以实施，从而提升探究学习的效果。
随着科学教育范式的转换，学习方式的改变势在必行。要改变当前占主流的讲授灌输和应试教育的教育教学方式，就必须正视科学教学实践中遇到的诸多问题和挑战，深入研究新技术为教学方式革新带来的可能性，充分发挥技术的优势赋能课堂教学，从课堂教学设计、学习环境设计、学习活动设计、评价方式等多个方面入手开展研究。
本书分为以下三个部分：
部分：科学探究相关理论和实践。本部分为章与第二章，对科学教育中的探究学习相关理论进行了系统的梳理，包括探究学习的定义和特征、典型模式、探究层次与一般过程要素，综述了相关实证研究状况和研究发现，并分析了我国基础教育中探究学习开展的实践困境。
第二部分：技术赋能科学探究的作用空间和典型案例。本部分为第三章与第四章，在对信息技术教学价值思考的基础上，提出了技术赋能探究学习的定义和内涵，并在相关学习理论的指导下分析了探究学习中技术赋能的作用空间。进而，采用案例研究的方法对国内外已有的探究学习环境案例及其研究成果进行了调研和分析，并在案例分析的基础上优化了探究学习中技术赋能的作用空间模型。
第三部分：信息技术赋能科学探究的实证研究。本部分从第五章到第七章，鉴于国内缺乏基于虚拟世界的探究学习实证研究，本书针对Omosa虚拟世界赋能的科学探究学习，采用混合研究的方法在S市两所中学开展了为期1年半的实证研究。第五章阐述了实证研究的具体方案，研究分为轮探索性研究（T中学）和第二轮正式研究（L中学），通过课堂观察、访谈等形式收集质性数据，通过问卷收集量化数据。研究聚焦于虚拟世界赋能的探究学习开展的方式，以及学生在科学探究能力、知识建构和科学态度三个维度上的学习产出及其影响因素。第六章围绕第二轮正式研究中提出的四个主要的研究问题，借助研究过程中收集到的大量质性和量化数据，依次呈现研究结果。在系统呈现实证研究结果的基础上，分两个方面进行总结与讨论：方面针对虚拟世界赋能的探究学习的学习产出及其影响因素进行讨论；第二方面围绕虚拟世界赋能的科学探究实践的方式与体验展开，分析虚拟世界赋能的探究学习的本质。第七章在对实证研究过程和结果进行回顾和总结的基础上，对未来信息技术赋能的探究学习研究进行展望。
本书可供教育信息化相关从业者、教育技术学专业领域的研究人员、教育技术学专业研究生，以及广大中小学科学教师、教研员参考。

随着科学教育范式的转换，学习方式的改变势在必行。要改变当前占主流的讲授灌输和应试教育的教育教学方式，就必须正视科学教学实践中遇到的诸多问题和挑战，深入研究新技术为教学方式革新带来的可能性，充分发挥技术的优势赋能课堂教学，从课堂教学设计、学习环境设计、学习活动设计、评价方式等多个方面入手开展研究。本书分为三个部分。
部分：科学探究相关理论和实践。本部分对科学教育中的探究学习相关理论进行了系统的梳理，包括探究学习的定义和特征、典型模式、探究层次与一般过程要素，综述了相关实证研究状况和研究发现，并分析了我国基础教育中探究学习开展的实践困境。
第二部分：技术赋能科学探究的作用空间和典型案例。本部分在对信息技术教学价值思考的基础上，提出了技术赋能探究学习的定义和内涵，并在相关学习理论的指导下分析了探究学习中技术赋能的作用空间。进而，采用案例研究的方法对国内外已有的探究学习环境案例及其研究成果进行了调研和分析，并在案例分析的基础上优化了探究学习中技术赋能的作用空间模型。
第三部分：信息技术赋能科学探究的实证研究。鉴于国内缺乏基于虚拟世界的探究学习实证研究，本部分针对Omosa虚拟世界赋能的科学探究学习，采用混合研究的方法在S市两所中学开展了为期1年半的实证研究。借助研究过程中收集到的大量质性和量化数据，依次呈现研究结果。在系统呈现实证研究结果的基础上，分两个方面进行总结与讨论：方面针对虚拟世界赋能的探究学习的学习产出及其影响因素进行讨论；第二方面围绕虚拟世界赋能的科学探究实践的方式与体验展开，分析虚拟世界赋能的探究学习的本质。

徐光涛，杭州师范大学教育技术学专业教师。2016年11月于华东师范大学学习科学研究中心获博士学位。主要研究方向为学习科学与技术、教育信息化理论与实践，研究兴趣集中在技术支持的科学教育、学习环境设计与开发。公开发表论文30多篇，出版译著1部，曾先后获得各级各类教学与科研成果奖二十余项。先后指导学生获得中国大学生计算机设计大赛、多媒体作品设计竞赛等国家省级学科竞赛奖近百项。主持国家重点研发项目子课题1项，2014年获浙江省科技进步二等奖，2021年获第六届全国教育科学研究优秀成果奖二等奖。

随着科学教育范式的转换，学习方式的改变势在必行。要改变当前占主流的讲授灌输和应试教育的教育教学方式，就必须正视科学教学实践中遇到的诸多问题和挑战，深入研究新技术为教学方式革新带来的可能性，充分发挥技术的优势赋能课堂教学，从课堂教学设计、学习环境设计、学习活动设计、评价方式等多个方面入手开展研究。本书分为三个部分。
部分：科学探究相关理论和实践。本部分对科学教育中的探究学习相关理论进行了系统的梳理，包括探究学习的定义和特征、典型模式、探究层次与一般过程要素，综述了相关实证研究状况和研究发现，并分析了我国基础教育中探究学习开展的实践困境。
第二部分：技术赋能科学探究的作用空间和典型案例。本部分在对信息技术教学价值思考的基础上，提出了技术赋能探究学习的定义和内涵，并在相关学习理论的指导下分析了探究学习中技术赋能的作用空间。进而，采用案例研究的方法对国内外已有的探究学习环境案例及其研究成果进行了调研和分析，并在案例分析的基础上优化了探究学习中技术赋能的作用空间模型。
第三部分：信息技术赋能科学探究的实证研究。鉴于国内缺乏基于虚拟世界的探究学习实证研究，本部分针对Omosa虚拟世界赋能的科学探究学习，采用混合研究的方法在S市两所中学开展了为期1年半的实证研究。借助研究过程中收集到的大量质性和量化数据，依次呈现研究结果。在系统呈现实证研究结果的基础上，分两个方面进行总结与讨论：方面针对虚拟世界赋能的探究学习的学习产出及其影响因素进行讨论；第二方面围绕虚拟世界赋能的科学探究实践的方式与体验展开，分析虚拟世界赋能的探究学习的本质。

徐光涛，杭州师范大学教育技术学专业教师。2016年11月于华东师范大学学习科学研究中心获博士学位。主要研究方向为学习科学与技术、教育信息化理论与实践，研究兴趣集中在技术支持的科学教育、学习环境设计与开发。公开发表论文30多篇，出版译著1部，曾先后获得各级各类教学与科研成果奖二十余项。先后指导学生获得中国大学生计算机设计大赛、多媒体作品设计竞赛等国家省级学科竞赛奖近百项。主持国家重点研发项目子课题1项，2014年获浙江省科技进步二等奖，2021年获第六届全国教育科学研究优秀成果奖二等奖。