課題申報(bào)書：智能技術(shù)賦能的鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)機(jī)制與實(shí)踐研究

教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點(diǎn)課題申報(bào)書、課題設(shè)計(jì)論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來。智能技術(shù)賦能的鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)機(jī)制與實(shí)踐研究課題設(shè)計(jì)論證一、研究現(xiàn)狀、選題意義、研究價(jià)值研究現(xiàn)狀：國內(nèi)外智能技術(shù)在科學(xué)教育及評(píng)價(jià)中的應(yīng)用與探索正日益深入。在科學(xué)學(xué)習(xí)分析與計(jì)算建模方面，隨著學(xué)習(xí)分析技術(shù)與科學(xué)教育深度融合，集多元化先進(jìn)技術(shù)為一體，融合認(rèn)知、情感、學(xué)習(xí)過程的多模態(tài)數(shù)據(jù)分析成為研究熱點(diǎn)。例如，基于Transformer的雙向編碼器表示（BERT）模型在處理多標(biāo)簽的開放式回答方面展現(xiàn)出良好性能，對(duì)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)挖掘分析的結(jié)果能指導(dǎo)學(xué)生有效開展科學(xué)探究學(xué)習(xí)。同時(shí)，學(xué)者也開始關(guān)注更復(fù)雜的多模態(tài)認(rèn)知與心理表征，如谷歌智能眼鏡能提供認(rèn)知與情境感知功能，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的好奇心與專注時(shí)長，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，基于認(rèn)知證據(jù)的計(jì)算建模在預(yù)測(cè)與訓(xùn)練學(xué)生高階思維運(yùn)用結(jié)果方面表現(xiàn)出巨大潛力。在智能科學(xué)測(cè)評(píng)理論與實(shí)踐方面，科學(xué)知識(shí)的有效掌握依賴精準(zhǔn)的科學(xué)評(píng)估實(shí)踐、診斷與反饋，基于智能技術(shù)的科學(xué)測(cè)評(píng)能夠有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景、節(jié)約成本、擴(kuò)大規(guī)模，提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)效能。研究人員注重對(duì)創(chuàng)新評(píng)估框架的探究，強(qiáng)調(diào)評(píng)估實(shí)踐要更加符合新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)。美國、英國等西方國家在增值評(píng)價(jià)的實(shí)踐應(yīng)用方面走在前列，如美國田納西州逐步建立了具有特色的增值評(píng)價(jià)追蹤數(shù)據(jù)庫、增值評(píng)價(jià)模型等。我國關(guān)于增值評(píng)價(jià)的實(shí)踐探索雖然起步較晚，但目前相關(guān)政策和教育一線均已經(jīng)有了一些積極的探索，如蘇州市、包頭市、長沙市等地區(qū)已經(jīng)將增值評(píng)價(jià)的理念融入教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)、學(xué)校效能評(píng)估等教育評(píng)價(jià)活動(dòng)中。在智能技術(shù)在科學(xué)教育中的應(yīng)用方面，以人工智能為代表的智能化技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)教育研究與實(shí)踐，持續(xù)推動(dòng)科學(xué)教育與智能技術(shù)的融合創(chuàng)新發(fā)展。智能技術(shù)依托更強(qiáng)的計(jì)算分析能力，能夠圍繞教學(xué)、學(xué)習(xí)、評(píng)估等要素，切入科學(xué)教育領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)理想應(yīng)用。例如，利用人工智能技術(shù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)建議，提高學(xué)習(xí)效果；通過人工智能算法，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行自動(dòng)化評(píng)估，并提供實(shí)時(shí)反饋，以便學(xué)生及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略；利用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的自動(dòng)化管理和智能化控制，提高實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營效率；開發(fā)出能夠模擬人類教師教學(xué)的虛擬教師，為學(xué)生提供24小時(shí)不間斷的教學(xué)服務(wù)；通過收集和分析大量的學(xué)生數(shù)據(jù)，為教育工作者提供全面的學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析，以便制定更有效的教育策略。選題意義：隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)素養(yǎng)的重要性日益凸顯。鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)面臨諸多挑戰(zhàn)，如教育資源匱乏、評(píng)價(jià)方法單一、考核評(píng)價(jià)機(jī)制不完善等。智能技術(shù)的應(yīng)用為解決這些問題提供了新的途徑，能夠提高評(píng)價(jià)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和公正性，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升對(duì)于鄉(xiāng)村教育的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。通過智能技術(shù)賦能的科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)機(jī)制與實(shí)踐研究，可以為鄉(xiāng)村學(xué)生提供更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化的教育服務(wù)，提高鄉(xiāng)村學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為鄉(xiāng)村振興培養(yǎng)更多高素質(zhì)人才。研究價(jià)值：智能技術(shù)賦能鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，有助于提高評(píng)價(jià)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和公正性。通過采集學(xué)生在一段時(shí)間之前和之后的知識(shí)、能力和素養(yǎng)方面的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，能夠更加客觀地測(cè)量出學(xué)生的成長程度，避免了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中只注重結(jié)果、忽視過程的弊端。促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求，制定個(gè)性化的教學(xué)計(jì)劃和方案，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)方式和互動(dòng)形式，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，通過對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處，為學(xué)生提供針對(duì)性的指導(dǎo)和幫助，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。為鄉(xiāng)村教育的高質(zhì)量發(fā)展提供支持。鄉(xiāng)村教育是我國教育事業(yè)的重要組成部分，智能技術(shù)賦能鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，能夠提高鄉(xiāng)村教育的質(zhì)量和水平，為鄉(xiāng)村教育的高質(zhì)量發(fā)展提供支持。同時(shí)，通過對(duì)鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，可以為鄉(xiāng)村教育政策的制定提供參考依據(jù)，促進(jìn)鄉(xiāng)村教育的可持續(xù)發(fā)展。二、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、重要觀點(diǎn)研究目標(biāo)：構(gòu)建智能技術(shù)賦能的鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)機(jī)制，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)鄉(xiāng)村教育的發(fā)展。通過確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提供明確的衡量標(biāo)準(zhǔn)。利用智能評(píng)價(jià)工具，能夠更加高效、準(zhǔn)確地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。開展增值評(píng)價(jià)實(shí)踐，關(guān)注學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的成長和進(jìn)步，激勵(lì)學(xué)生不斷提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。研究內(nèi)容：包括確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、設(shè)計(jì)智能評(píng)價(jià)工具、開展增值評(píng)價(jià)實(shí)踐等。（1）確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：可以借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究成果，如王蕾在《科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)工具的建構(gòu)》中提到的PISA科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)工具建構(gòu)過程，綜合考慮鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生的特點(diǎn)，確定包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技能、科技成果和科學(xué)精神態(tài)度等方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)合鄉(xiāng)村特色資源，如鄉(xiāng)村學(xué)校開展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的研究中提到的，將考察內(nèi)容定為科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技能、科技成果和科學(xué)精神態(tài)度四個(gè)板塊，涵蓋認(rèn)識(shí)家鄉(xiāng)的自然環(huán)境、掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、參與科技比賽和積極參與科技活動(dòng)等方面。（2）設(shè)計(jì)智能評(píng)價(jià)工具：參考基于數(shù)字化設(shè)備的中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)設(shè)計(jì)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)和數(shù)字化設(shè)備，將虛擬情境和真實(shí)情境結(jié)合，使學(xué)生的探究更接近科學(xué)本質(zhì)。例如，可以開發(fā)基于人工智能技術(shù)的評(píng)價(jià)軟件，能夠自動(dòng)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)反饋和個(gè)性化建議。同時(shí)，還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，采集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、認(rèn)知過程和心理變化等多模態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。（3）開展增值評(píng)價(jià)實(shí)踐：借鑒智能技術(shù)助力學(xué)生評(píng)價(jià)改革的經(jīng)驗(yàn)，如利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)學(xué)生增值評(píng)價(jià)，看長期數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自己和自己比。通過采集學(xué)生在一段時(shí)間之前和之后的知識(shí)、能力和素養(yǎng)方面的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，更加客觀地測(cè)量出學(xué)生的成長程度。同時(shí)，結(jié)合鄉(xiāng)村普通高中的實(shí)際情況，制定適合鄉(xiāng)村學(xué)生的增值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。重要觀點(diǎn)：智能技術(shù)能夠?yàn)猷l(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)提供有效的支持，促進(jìn)教育公平和質(zhì)量提升。智能技術(shù)在科學(xué)教育中的應(yīng)用越來越廣泛，為鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)帶來了新的機(jī)遇。如智能技術(shù)在科學(xué)教育中的應(yīng)用：研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵方法與發(fā)展趨勢(shì)中提到的，智能技術(shù)依托更強(qiáng)的計(jì)算分析能力，能夠圍繞教學(xué)、學(xué)習(xí)、評(píng)估等要素，切入科學(xué)教育領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)理想應(yīng)用。通過智能技術(shù)賦能鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，可以提高評(píng)價(jià)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和公正性，為鄉(xiāng)村學(xué)生提供更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化的教育服務(wù)，促進(jìn)教育公平。同時(shí)，智能技術(shù)還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)鄉(xiāng)村教育質(zhì)量的提升。三、研究思路、研究方法、創(chuàng)新之處1.研究思路本研究首先進(jìn)行文獻(xiàn)研究，充分了解國內(nèi)外關(guān)于智能技術(shù)在科學(xué)教育及評(píng)價(jià)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括科學(xué)學(xué)習(xí)分析與計(jì)算建模、智能科學(xué)測(cè)評(píng)理論與實(shí)踐、智能技術(shù)在科學(xué)教育中的應(yīng)用等方面的研究成果。然后確定研究目標(biāo)和內(nèi)容，根據(jù)鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)機(jī)制的研究方案。接著開展實(shí)證研究，運(yùn)用問卷調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)研究法等研究方法，收集鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生在科學(xué)素養(yǎng)方面的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。最后總結(jié)研究成果，提出智能技術(shù)賦能鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)的建議和展望，為鄉(xiāng)村教育的高質(zhì)量發(fā)展提供支持。2.研究方法文獻(xiàn)研究法：查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解智能技術(shù)在科學(xué)教育及評(píng)價(jià)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，為本研究提供理論支持。問卷調(diào)查法：設(shè)計(jì)問卷，調(diào)查鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀、對(duì)智能技術(shù)的認(rèn)知和需求等，為確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和設(shè)計(jì)智能評(píng)價(jià)工具提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)研究法：選取部分鄉(xiāng)村普通高中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和智能技術(shù)賦能的增值評(píng)價(jià)方法對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的效果，驗(yàn)證研究的有效性。3.創(chuàng)新之處本研究將智能技術(shù)應(yīng)用于鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，構(gòu)建增值評(píng)價(jià)機(jī)制，具有以下創(chuàng)新之處：應(yīng)用創(chuàng)新：以往的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)主要采用傳統(tǒng)方法，本研究將智能技術(shù)引入鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，如利用人工智能技術(shù)自動(dòng)分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、提供實(shí)時(shí)反饋和個(gè)性化建議，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)價(jià)等，為鄉(xiāng)村學(xué)生提供更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化的教育服務(wù)。機(jī)制創(chuàng)新：構(gòu)建增值評(píng)價(jià)機(jī)制，關(guān)注學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的成長和進(jìn)步，通過采集學(xué)生在一段時(shí)間之前和之后的知識(shí)、能力和素養(yǎng)方面的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，更加客觀地測(cè)量出學(xué)生的成長程度，激勵(lì)學(xué)生不斷提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)踐創(chuàng)新：結(jié)合鄉(xiāng)村特色資源，確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，開展增值評(píng)價(jià)實(shí)踐。例如，借鑒鄉(xiāng)村學(xué)校開展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的研究成果，將考察內(nèi)容定為科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技能、科技成果和科學(xué)精神態(tài)度四個(gè)板塊，涵蓋認(rèn)識(shí)家鄉(xiāng)的自然環(huán)境、掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、參與科技比賽和積極參與科技活動(dòng)等方面。同時(shí)，借鑒智能技術(shù)助力學(xué)生評(píng)價(jià)改革的經(jīng)驗(yàn)，制定適合鄉(xiāng)村學(xué)生的增值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。四、研究基礎(chǔ)、條件保障、研究步驟研究基礎(chǔ)：已有相關(guān)研究成果為本次研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。例如，國內(nèi)外在智能技術(shù)在科學(xué)教育及評(píng)價(jià)中的應(yīng)用方面已有不少探索，包括科學(xué)學(xué)習(xí)分析與計(jì)算建模、智能科學(xué)測(cè)評(píng)理論與實(shí)踐、智能技術(shù)在科學(xué)教育中的應(yīng)用等。同時(shí)，關(guān)于增值評(píng)價(jià)的研究也在不斷深入，美國、英國等西方國家在增值評(píng)價(jià)的實(shí)踐應(yīng)用方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，我國也有一些地區(qū)將增值評(píng)價(jià)的理念融入教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)、學(xué)校效能評(píng)估等教育評(píng)價(jià)活動(dòng)中。此外，鄉(xiāng)村學(xué)校開展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的研究也為確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供了參考。在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面，部分鄉(xiāng)村普通高中已經(jīng)在科學(xué)教育中嘗試應(yīng)用智能技術(shù)，如利用人工智能技術(shù)為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)建議、利用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等。這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為本次研究提供了寶貴的借鑒。條件保障：人力方面，本研究團(tuán)隊(duì)由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研能力的教師組成，具備完成本研究的專業(yè)知識(shí)和技能。同時(shí)，還可以邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者為研究提供指導(dǎo)。物力方面，學(xué)校具備一定的計(jì)算機(jī)和數(shù)字化設(shè)備，能夠滿足智能評(píng)價(jià)工具的開發(fā)和應(yīng)用需求。此外，還可以與企業(yè)合作，獲取更多的技術(shù)支持和資源。財(cái)力方面，本研究所需的資金已得到學(xué)校和教育部門的支持，確保研究順利進(jìn)行。研究步驟：準(zhǔn)備階段：收集、整理相關(guān)文獻(xiàn)，明確研究框架，設(shè)計(jì)研究方案。同時(shí)，開展問卷調(diào)查和訪談，了解鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀、對(duì)智能技術(shù)的認(rèn)知和需求等。實(shí)施階段：確定科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)計(jì)智能評(píng)價(jià)工具，開展增值評(píng)價(jià)實(shí)踐。在實(shí)施過程中，不斷收集學(xué)生的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和反饋，及時(shí)調(diào)整研究方案?？偨Y(jié)階段：分析實(shí)踐驗(yàn)證結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，撰寫研究報(bào)告。同時(shí)，提出智能技術(shù)賦能鄉(xiāng)村普通高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)增值評(píng)價(jià)的建議和展望，為鄉(xiāng)村教育的高質(zhì)量發(fā)展提供支持。（全文共4392字）課題評(píng)審意見：本課題針對(duì)教育領(lǐng)域的重要問題進(jìn)行了深入探索，展現(xiàn)出了較高的研究價(jià)值和實(shí)際意義。研究目標(biāo)明確且具體，研究方法科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)采集和分析過程規(guī)范，確保了研究成果的可靠性和有效性。通過本課題的研究，不僅豐富了相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)，還為教育實(shí)踐提供了有益的參考和指導(dǎo)。課題組成員在研究中展現(xiàn)出了扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，對(duì)問題的剖析深入透徹，提出的解決方案和創(chuàng)新點(diǎn)具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性。此外，本課題在研究方法、數(shù)據(jù)分析等方面也具有一定的創(chuàng)新性，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的思路和視角。總之，這是一項(xiàng)具有較高水平和質(zhì)量的教科研課題，對(duì)于推動(dòng)教育事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。課題評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)：1、研究價(jià)值與創(chuàng)新性評(píng)審關(guān)注課題是否針對(duì)教育領(lǐng)域的重要或前沿問題進(jìn)行研究，是否具有理論或?qū)嵺`上的創(chuàng)新點(diǎn)，能否為相關(guān)領(lǐng)域帶來新的見解或解決方案。2、研究設(shè)計(jì)與科學(xué)性課題的研究設(shè)計(jì)是否合理，研究方法是否科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)