基于《义务教育课程标准(2022年版)》与教育部白名单竞赛要求
为三个学段量身设计可落地实施的自然科学研究课题
课题设计严格对标国家教育政策与课程标准
课题覆盖科学课程"物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程"四大领域,落实跨学科主题学习活动不少于10%课时要求。
课题产出对标全国47项白名单赛事中的自然科学素养类赛事,成果可直接用于全国青少年科技创新大赛、宋庆龄少年儿童发明奖等。
响应教育部等十八部门联合文件,将科学教育融入真实场景,培养学生科学素养、创新意识和实践能力。
以观察、记录、比较为核心方法,培养科学好奇心与基础探究习惯
以"石头故事家"的角色,通过五感观察黄果树瀑布、溶洞、FAST天眼等地的喀斯特地貌特征,用画笔和声音讲述水怎样用3亿年"雕刻"出这些奇观。
Scratch互动动画"3亿年石头变形记" + 自然笔记手绘册 + 3分钟故事分享展示
以"沙漠故事家"的角色,通过时间轴对比观察腾格里沙漠60年治沙变迁,用动画讲述从"什么都留不住"的裸沙到灌木林的生态恢复故事。
Scratch动画"60年从裸沙到森林" + 治沙时间轴绘本 + 3分钟故事分享展示
以"熊猫侦探"的角色,用眼睛和鼻子在竹林中寻找大熊猫来过的证据(粪便、咬痕、足迹等),通过痕迹鉴定了解大熊猫的活动规律。
Scratch互动游戏"帮大熊猫选新家" + 痕迹鉴定记录卡 + 3分钟侦探故事分享
以"AI小发明家"的角色,观察校园和生活中的小问题(如忘带文具、教室太热等),用AI头脑风暴设计创意解决方案,制作Scratch原型和实物模型。
Scratch互动小程序 + 实物模型 + 产品海报 + 3分钟产品展示
以"湿地小侦探"的角色,用眼睛和耳朵发现西溪湿地的"健康信号"(水鸟种类、水质清澈度、植物多样性等),用Scratch制作湿地健康体检工具。
Scratch互动工具"湿地健不健康?一测就知道" + 湿地健康观察笔记 + 3分钟侦探报告分享
从观察走向探究,掌握提出假设、设计实验、收集证据、得出结论的科学方法
以"水质追踪员"的角色,在黄果树瀑布、溶洞、地下河等多个采样点采集水样,用数据追踪水在喀斯特地貌中的旅行路径和水质变化。
HTML+Chart.js"喀斯特水质沿程变化图"交互网页 + 水质数据集 + 5分钟海报答辩
以"治沙评分员"的角色,在沙坡头草方格治沙示范区设置对照样方,用数据给不同治沙方法(草方格、砾石、植树)的效果打分,制作治沙方案推荐工具。
HTML+Chart.js"治沙方案推荐器"交互网页 + 治沙对比数据集 + 5分钟海报答辩
以"栖息地评分员"的角色,调查卧龙竹林的竹种分布、竹子新鲜度、水源距离等因子,用数据给大熊猫的"竹林食堂"打分,制作栖息地质量评分工具。
HTML+Chart.js"竹林食堂质量评分仪表盘" + 栖息地调查数据集 + 5分钟海报答辩
以"Open Claw工程师"的角色,用MIT App Inventor开发一款可交互的AI手机APP,完成从需求调研、产品设计、开发到用户测试的全流程。
MIT App Inventor可运行APP + 设计图纸 + 展板 + 5分钟产品演示
以"湿地水质检验员"的角色,沿西溪湿地核心区→植被缓冲区→城市边缘区采样,用数据对比不同区域的净水效果,制作植被净水效率对比工具。
HTML+Chart.js"植被净水效率对比工具"交互网页 + 水质数据集 + 5分钟海报答辩
以规范的科研流程开展研究,产出符合学术标准的白皮书或研究论文,对标白名单赛事
以"地质预测师"的角色,在格凸河和天龙屯堡设置样方,用样方法采集石漠化程度和植被恢复数据,用Python建立回归模型预测未来10年恢复趋势。
Python+Flask"石漠化植被恢复预测系统" + 科研论文 + 8分钟学术报告+AI系统路演
以"荒漠化预测师"的角色,调研4个时代的治沙工程数据,用回归分析和遥感对比建立荒漠化趋势模型,预测未来10年治沙效果。
Python+Flask"荒漠化趋势预测系统" + 白皮书 + 8分钟学术报告+AI系统路演
以"保护区管理者"的角色,用红外相机监测、粪便密度法和GIS分析建立多因子栖息地质量评估模型,为保护区管理提供科学建议。
Python+Flask"大熊猫栖息地质量评分系统" + 科研论文 + 8分钟学术报告+AI系统路演
以"AI创业CEO"的角色,发现真实市场需求,用Python+Flask开发完整的MVP网页产品,撰写商业计划书,完成Demo Day路演。
Python+Flask完整MVP网页 + 商业计划书 + 路演PPT + 8分钟商业路演+评审提问
以"城市绿肾评估师"的角色,沿西溪湿地核心区→缓冲区→城市边缘区梯度调查,用碳汇估算和遥感对比建立生态服务评估模型。
Python+Flask"城市化梯度生态服务评估系统" + 白皮书 + 8分钟学术报告+AI系统路演
课题产出直接对标2025-2028学年教育部公布的全国性竞赛活动名单中的自然科学素养类赛事
中国宋庆龄基金会 等
面向:小学至中职
北京师范大学
面向:小学至中职
生态环境部 等
面向:小学至高中
中国教育装备行业协会
面向:小学至中职
中国科协
面向:高中/中职(改革后)
各省科协/教育厅
面向:小学至高中
从感知到探究到论证,科学能力螺旋式上升
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