2025年大學(xué)科學(xué)教育專業(yè)題庫——科學(xué)教育中的案例教學(xué)與問題解決考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述科學(xué)教育中案例教學(xué)的定義及其主要特征。2.比較案例教學(xué)與以講授為主的傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)方法在促進學(xué)生認(rèn)知能力發(fā)展方面的主要異同。3.在科學(xué)教育中選擇和開發(fā)教學(xué)案例時，應(yīng)遵循哪些基本的原則？4.問題解決式教學(xué)在科學(xué)教育中具有哪些獨特的價值？二、論述題（每題10分，共30分）5.論述案例教學(xué)對于培養(yǎng)科學(xué)探究能力在科學(xué)教育中的重要性。6.結(jié)合科學(xué)教育的特點，論述如何在課堂教學(xué)中有效實施案例教學(xué)。7.分析科學(xué)教育中案例教學(xué)與問題解決教學(xué)如何進行有機整合，以促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。三、案例分析題（每題15分，共30分）8.閱讀以下科學(xué)教育案例片段：“在一節(jié)關(guān)于‘水循環(huán)’的科學(xué)課上，教師向?qū)W生展示了一段關(guān)于亞馬遜雨林水循環(huán)的紀(jì)錄片片段，然后呈現(xiàn)了一個包含當(dāng)?shù)鼐用窭糜晁占到y(tǒng)解決生活用水的案例。教師引導(dǎo)學(xué)生討論：雨林水循環(huán)對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和居民生活有什么影響？當(dāng)?shù)鼐用竦淖龇w現(xiàn)了水循環(huán)的哪些環(huán)節(jié)？如果他們面臨干旱，可以采取哪些其他的節(jié)水措施？學(xué)生們分組查找資料，并就如何幫助當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)改善水資源利用提出了自己的建議?！闭埛治鲈摪咐虒W(xué)活動體現(xiàn)了哪些案例教學(xué)和問題解決的特征？教師在設(shè)計и實施過程中運用了哪些策略？并評價該案例教學(xué)活動的潛在優(yōu)勢與可能的不足之處。9.某科學(xué)教師在進行‘電路’單元教學(xué)時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對抽象的電路符號和連接規(guī)則理解困難，學(xué)習(xí)興趣不高。為此，教師設(shè)計了一系列問題情境：①為什么家里的燈會突然不亮了？②如何設(shè)計一個簡單的報警器？③惠更斯是如何通過觀察和實驗發(fā)現(xiàn)擺的規(guī)律的（類比電路振蕩）？教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞這些問題進行探究，鼓勵學(xué)生動手連接電路、測量電壓和電流，并嘗試解釋現(xiàn)象、解決問題。請分析該教學(xué)過程體現(xiàn)了哪些問題解決教學(xué)的要素？教師在促進學(xué)生問題解決能力方面做了哪些努力？這種教學(xué)方式可能對學(xué)生產(chǎn)生哪些積極影響？四、教學(xué)設(shè)計題（20分）10.假設(shè)你是一名科學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生，請針對高中生物‘光合作用’這一主題，設(shè)計一個包含案例教學(xué)和問題解決元素的教學(xué)片段（約45分鐘）。要求：明確教學(xué)目標(biāo)（至少包含知識、能力和情感態(tài)度三個維度），選擇或創(chuàng)設(shè)一個與光合作用相關(guān)的、具有真實情境的案例，設(shè)計驅(qū)動性問題或探究任務(wù)，簡述主要教學(xué)活動流程，并說明如何通過案例和問題引導(dǎo)學(xué)生進行分析、思考和解決問題，以及如何進行教學(xué)評價。試卷答案一、簡答題答案及解析思路1.答案：案例教學(xué)是一種以真實或模擬的、具有情境性的教學(xué)案例為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生通過分析、討論、反思等方式，學(xué)習(xí)學(xué)科知識、技能，發(fā)展能力，并形成正確價值觀的教學(xué)方法。其主要特征包括：真實性（案例源于真實情境或問題）、情境性（提供具體、生動的背景）、問題性（包含需要解決的實際問題或挑戰(zhàn)）、啟發(fā)性（引導(dǎo)學(xué)生思考、探究和發(fā)現(xiàn)）、互動性（強調(diào)師生、生生之間的交流與合作）。解析思路：考察對案例教學(xué)基本概念的掌握。首先回答定義，即基于案例進行的教學(xué)活動，目的是學(xué)習(xí)知識、發(fā)展能力、形成價值觀。然后列出核心特征，圍繞“真實、情境、問題、啟發(fā)、互動”這幾個關(guān)鍵詞展開，結(jié)合科學(xué)教育的特點稍作闡釋即可。2.答案：相比傳統(tǒng)講授法，案例教學(xué)更強調(diào)學(xué)生在真實情境中主動探究和解決問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、判斷能力、決策能力和批判性思維；它能更好地將抽象的理論知識與具體的實踐情境相結(jié)合，提高知識的應(yīng)用能力；它能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機，促進深度學(xué)習(xí)；它更符合建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，強調(diào)學(xué)生的主動建構(gòu)過程。但傳統(tǒng)講授法在系統(tǒng)傳授基礎(chǔ)知識和理論體系方面可能更高效。解析思路：考察對兩種教學(xué)方法在促進學(xué)生認(rèn)知發(fā)展方面差異的理解。從學(xué)生能力層面比較（案例教學(xué)促進高階思維、應(yīng)用能力、興趣；講授法在知識系統(tǒng)性上可能更優(yōu)）。需突出案例教學(xué)在主動性、情境性、應(yīng)用性和高階思維能力培養(yǎng)方面的優(yōu)勢。3.答案：選擇和開發(fā)科學(xué)教育案例時應(yīng)遵循：真實性原則（案例應(yīng)反映真實的科學(xué)現(xiàn)象、問題或情境）；科學(xué)性原則（案例內(nèi)容應(yīng)符合科學(xué)事實和原理，準(zhǔn)確無誤）；啟發(fā)性原則（案例應(yīng)能引發(fā)學(xué)生思考、提出問題、探究解決方案）；典型性原則（案例應(yīng)能反映某一類科學(xué)問題或教育現(xiàn)象）；適切性原則（案例難度和復(fù)雜度應(yīng)適合學(xué)生的認(rèn)知水平）；多樣性原則（案例類型、主題、來源應(yīng)豐富多樣）。解析思路：考察案例選擇與開發(fā)的基本原則。圍繞案例本身應(yīng)具備的屬性（真實、科學(xué)、啟發(fā)、典型）和與教學(xué)目標(biāo)的匹配度（適切、多樣）來組織答案，這些都是案例設(shè)計中的核心考量因素。4.答案：問題解決式教學(xué)在科學(xué)教育中的價值在于：培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新能力（鼓勵學(xué)生面對未知問題）；提升學(xué)生運用知識解決實際問題的能力（知識不再孤立，用于實踐）；促進深度學(xué)習(xí)和理解（為解決問題必須深入思考）；發(fā)展學(xué)生的批判性思維和決策能力（評估不同方案，做出判斷）；增強學(xué)習(xí)的相關(guān)性和動機（學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活聯(lián)系緊密）。解析思路：考察對問題解決式教學(xué)價值的理解。從學(xué)生能力（探究、創(chuàng)新、實踐、批判性思維、決策）、學(xué)習(xí)深度和動機、知識應(yīng)用等多個維度闡述其價值所在。二、論述題答案及解析思路5.答案：案例教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)真實的科學(xué)情境，讓學(xué)生仿佛置身于科學(xué)探究或解決實際問題的過程中。學(xué)生需要分析案例中的信息，識別問題，提出假設(shè)，設(shè)計解決方案，并評估結(jié)果，這一過程本身就是一種模擬的探究活動。案例教學(xué)能將抽象的科學(xué)概念、原理和方法置于具體情境中，幫助學(xué)生理解其應(yīng)用價值和意義，從而深化對科學(xué)知識的理解。此外，案例討論和反思環(huán)節(jié)能促進學(xué)生交流不同觀點，辯論科學(xué)問題，進一步鍛煉其科學(xué)思維和探究能力。因此，案例教學(xué)是培養(yǎng)科學(xué)探究能力的重要途徑。解析思路：論述題需結(jié)構(gòu)清晰，論點明確。首先提出論點：案例教學(xué)能有效培養(yǎng)科學(xué)探究能力。然后從案例教學(xué)的情境性、問題性、探究過程模擬、深化理解、促進思維等方面分點闡述理由，結(jié)合科學(xué)探究的要素（提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集證據(jù)、分析論證、評估交流）進行分析，論證其必然性和有效性。6.答案：有效實施案例教學(xué)需要教師精心設(shè)計和有效引導(dǎo)。首先，選擇或開發(fā)高質(zhì)量、符合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知水平的案例。其次，明確教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計好教學(xué)流程，包括案例呈現(xiàn)、問題引導(dǎo)、小組討論、匯報交流、總結(jié)反思等環(huán)節(jié)。再次，教師需要設(shè)計富有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入分析案例，思考問題本質(zhì)，而不是停留在表面信息。在討論環(huán)節(jié)，教師要營造開放、安全的氛圍，鼓勵所有學(xué)生積極參與，運用提問、追問、總結(jié)等方式引導(dǎo)討論方向，促進思維碰撞。最后，要進行有效的評價，不僅關(guān)注學(xué)生對知識的掌握，更要關(guān)注其分析問題、解決問題能力和思維過程的表現(xiàn)，并引導(dǎo)學(xué)生進行教學(xué)反思，將案例學(xué)習(xí)中的收獲遷移到其他學(xué)習(xí)情境中。解析思路：論述實施策略，需按步驟或維度展開。可以從“課前準(zhǔn)備（選案、設(shè)計）”、“課中實施（呈現(xiàn)、提問、引導(dǎo)討論、調(diào)控）”、“課后延伸與評價（反思、遷移）”等環(huán)節(jié)進行闡述。強調(diào)教師的作用（設(shè)計者、引導(dǎo)者、促進者、評價者），以及各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵要素。7.答案：案例教學(xué)與問題解決教學(xué)在科學(xué)教育中可以有機整合，相互促進。案例通常蘊含著需要解決的問題，是問題解決的起點和情境載體。問題解決教學(xué)則提供了解決案例中問題或類似問題的思維方法和策略框架。整合的關(guān)鍵在于：利用案例激發(fā)問題意識，驅(qū)動問題解決活動；圍繞解決案例中的核心問題或挑戰(zhàn)來組織教學(xué)過程；在案例分析和問題解決過程中融合科學(xué)知識、探究技能和思維方法的培養(yǎng)。例如，教師可以先呈現(xiàn)一個案例，讓學(xué)生識別其中的問題，然后引導(dǎo)他們運用科學(xué)知識和方法進行問題分析、方案設(shè)計和驗證，最終通過解決問題來深化對知識的理解和應(yīng)用。這種整合能更好地模擬真實世界的科學(xué)活動，促進學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)的提升。解析思路：論述整合方式，需明確兩者關(guān)系（案例提供情境與內(nèi)容，問題解決提供方法與過程），闡述整合的切入點（從案例到問題，從問題到案例分析），描述整合后的教學(xué)流程特點（問題驅(qū)動、知識應(yīng)用、能力培養(yǎng)一體化），并點明整合的優(yōu)勢（真實情境、深度學(xué)習(xí)、綜合素養(yǎng)）。三、案例分析題答案及解析思路8.答案：該案例教學(xué)活動體現(xiàn)了以下特征：①真實性：案例涉及亞馬遜雨林的實際情況和當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟畣栴}。②問題性：引導(dǎo)學(xué)生思考水循環(huán)的影響、居民做法的科學(xué)依據(jù)、應(yīng)對干旱的對策等。③啟發(fā)性：鼓勵學(xué)生查找資料，提出建議，培養(yǎng)探究和解決問題的能力。④互動性：學(xué)生分組討論、查找資料、匯報交流。⑤整合性：融合了水循環(huán)知識、環(huán)境教育、社區(qū)服務(wù)意識等。教師在設(shè)計и實施中運用了：情境創(chuàng)設(shè)（紀(jì)錄片、案例）、問題引導(dǎo)（系列問題）、合作學(xué)習(xí)（分組討論）、資源利用（查找資料）、實踐取向（提出建議）。潛在優(yōu)勢：情境生動，聯(lián)系現(xiàn)實，激發(fā)興趣，促進綜合能力。可能不足：案例可能與所有學(xué)生的文化背景有距離，對雨林和水循環(huán)的深度探討可能受限于資料和時間，學(xué)生提出的建議可操作性需進一步指導(dǎo)。解析思路：案例分析需先識別案例體現(xiàn)的特征，結(jié)合案例教學(xué)和問題解決的要素進行判斷。然后分析教師的具體策略，可以從教學(xué)環(huán)節(jié)、師生互動、學(xué)習(xí)方法等方面入手。最后評價案例的優(yōu)缺點，要客觀、具體，結(jié)合科學(xué)教育目標(biāo)和實際教學(xué)情境進行。9.答案：該教學(xué)過程體現(xiàn)了：①問題驅(qū)動：以生活中的電路問題（燈不亮、報警器）和科學(xué)史問題（惠更斯擺）激發(fā)興趣和思考。②情境創(chuàng)設(shè)：將抽象知識與學(xué)生經(jīng)驗和生活現(xiàn)象聯(lián)系起來。③探究實踐：鼓勵學(xué)生動手連接、測量、解釋。④思維發(fā)展：引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象、解決問題、類比推理。教師在促進學(xué)生問題解決能力方面做了：問題設(shè)計（由易到難，聯(lián)系實際和史實）、支架搭建（提供探究機會和測量工具）、思維引導(dǎo)（鼓勵解釋和類比）。這種教學(xué)方式可能對學(xué)生產(chǎn)生的積極影響：提高學(xué)習(xí)興趣和動機，加深對知識的理解和應(yīng)用，提升動手操作和實驗?zāi)芰?，發(fā)展分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)思維和探究精神。解析思路：案例分析需識別問題解決的特征（問題驅(qū)動、情境創(chuàng)設(shè)、主動探究、思維過程等）以及教師的具體支持行為（提問、提供資源、引導(dǎo)思考）。分析積極影響時，要結(jié)合科學(xué)教育目標(biāo)和問題解決能力的內(nèi)涵進行闡述，使其具有說服力。四、教學(xué)設(shè)計題答案及解析思路10.答案：（以下為設(shè)計示例，具體內(nèi)容可根據(jù)要求調(diào)整）教學(xué)目標(biāo)：*知識與技能：理解光合作用的概念、過程（光反應(yīng)、暗反應(yīng)）和意義；掌握影響光合作用效率的因素。*過程與方法：通過分析案例，探究影響光合作用效率的因素；通過小組合作，設(shè)計實驗方案；學(xué)會運用圖表等工具展示和分析數(shù)據(jù)。*情感態(tài)度與價值觀：認(rèn)識光合作用在生態(tài)系統(tǒng)和人類生活中的重要性；培養(yǎng)對植物科學(xué)的好奇心和探究精神；樹立保護環(huán)境、合理利用資源的意識。案例選擇/創(chuàng)設(shè)：案例情境：“某農(nóng)場種植的某種經(jīng)濟作物產(chǎn)量近年來顯著下降，農(nóng)民嘗試了多種方法但效果不佳。農(nóng)場請來了農(nóng)業(yè)技術(shù)專家進行診斷。專家首先調(diào)查了農(nóng)場的種植管理記錄，發(fā)現(xiàn)光照、溫度、水分和二氧化碳濃度似乎都正常。接著，專家設(shè)計了一個對比實驗，在相同條件下，分別測試了作物葉片在不同光照強度、不同二氧化碳濃度下的光合速率?！彬?qū)動性問題/探究任務(wù)：“假如你是這位農(nóng)業(yè)技術(shù)專家，請分析導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降的可能原因（從光合作用角度思考），并設(shè)計一個簡單的實驗方案，驗證你的猜想。你認(rèn)為哪些因素對當(dāng)?shù)刈魑锏墓夂献饔眯视绊懽畲螅咳绾瓮ㄟ^技術(shù)手段提高光合作用效率，從而增加產(chǎn)量？”主要教學(xué)活動流程：1.情境導(dǎo)入與案例呈現(xiàn)（5分鐘）：教師呈現(xiàn)作物產(chǎn)量下降的案例，引發(fā)學(xué)生思考與光合作用的關(guān)系。2.問題驅(qū)動與初步分析（10分鐘）：提出驅(qū)動性問題，學(xué)生閱讀案例，分組討論可能導(dǎo)致產(chǎn)量下降的光合作用相關(guān)因素（光照、CO2、溫度、水分、葉綠素等）。3.概念回顧與理論鋪墊（10分鐘）：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧光合作用的基本過程和影響其效率的環(huán)境因素，為實驗設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。4.實驗設(shè)計探究（15分鐘）：學(xué)生分組根據(jù)驅(qū)動性問題，設(shè)計驗證影響光合作用效率因素的簡易實驗方案（如比較不同光照下植物葉片顏色變化、用碘液檢驗淀粉等），小組交流、完善方案。5.方案展示與評價（5分鐘）：各小組展示實驗方案，師生共同評價方案的可行性、科學(xué)性。6.聯(lián)系實際與拓展反思（5分鐘）：討論如何將理論應(yīng)用于解決農(nóng)場實際問題，如何提高光合作用效率（如合理密植、CO2施肥、植物工廠等），引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)收獲。案例與問題引導(dǎo)分析：教師通過呈現(xiàn)“作物產(chǎn)量下降”的案例，將抽象的光合作用知識與學(xué)生關(guān)心的實際問題聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。通過“假如你是專家”的設(shè)問和“如何驗證”、“如何提高”等問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生運用光合作用原理分析案例，并主動探究影響光合作用效率的因素，設(shè)計實驗方案。整個教學(xué)過程圍繞案例和問題展開，促進學(xué)生主動思考、合作學(xué)習(xí)和知識應(yīng)用。教學(xué)評價：評價方式可以多樣化，包括：①課堂觀察記錄學(xué)生參與討論、合作探究的表現(xiàn)；②檢查學(xué)生設(shè)計的實驗