[發明專利]中學生科學探究學習系統

在審

• 申請號: 201811142458.5
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109345430A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 王鋒
• 申請（專利權）人: 大連億輝科技有限公司
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司 21119
• 代理人: 龍鋒

本發明公開了一種中學生科學探究學習系統，其特征在于，包括活動層、工具層和硬件層；活動層是指在平臺上開展的科學探究活動，根據科學探究的含義，每個活動按照科學探究的基本程序分為提出問題、猜想與假設、制定計劃、觀察實驗制作、搜集證據、成果發布6個步驟進行；工具層是指用以支持科學探究活動開展和進行的一系列認知工具，本平臺的認知工具包括某個科學學習領域的科學數據、數據可視化工具和分析工具、網絡資源以及探究活動創編工具；硬件層是指用于采集數據的的數據采集器及配套軟件。

技術領域

本發明涉及一種教學系統，具體是一種中學生科學探究學習系統。

背景技術

科學探究系統提供專門科學領域的原始數據，以及數據可視化、數據分析工具。以大量的科學數據為基礎，開發相應的數據分析工具，學生在探究過程中應用這些工具進行數據獲取與分析，檢驗假設。目前這些軟件工具只支持科學探究活動的某個環節，因而功能單一，缺少配套的學習工具以及配套的活動案例。因而在應用到科學教學時，教師需要根據軟件工具的功能重新設計探究活動、尋找配套的學習工具。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種中學生科學探究學習系統。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：中學生科學探究學習系統，其特征在于，包括活動層、工具層和硬件層；

——活動層是指在平臺上開展的科學探究活動，根據科學探究的含義，每個活動按照科學探究的基本程序分為提出問題、猜想與假設、制定計劃、觀察實驗制作、搜集證據、成果發布6 個步驟進行；

——工具層是指用以支持科學探究活動開展和進行的一系列認知工具，本平臺的認知工具包括某個科學學習領域的科學數據、數據可視化工具和分析工具、網絡資源以及探究活動創編工具；

——硬件層是指用于采集數據的的數據采集器及配套軟件。

所述科學數據分為實時數據和歷史數據；實時數據是指由數據采集器探測到的科學數據并實時上傳到學習平臺的數據；歷史數據是指探測到的科學數據自動存儲在數據庫中，長期積累下來的數據就是歷史數據，歷史數據可以反映某一科學現象變遷的趨勢。由專門的數據采集器及配套軟件采集到的各類物理、化學、生物、環境等領域內科學問題的數據。

所述數據可視化工具和分析工具是：在大量的數據基礎上，利用計算機的高速計算能力，進行簡單的2－D 繪圖或者3－D 繪圖，實現數據的圖形可視化，通過數據可視化工具和分析工具來進行驗證假設、搜集證據、探察科學現象的變化規律等活動。

所述探究活動創編工具：為教師提供的設計符合自己教學需要的探究活動的工具，可以通過活動創編工具來修改平臺自帶的探究活動，也可以自行設計出新的探究活動。

所述探究過程支持工具：針對科學探究活動的不同環節，提供不同的支持工具。如針對制定計劃環節，提供計劃模板與編輯工具；針對表達與交流環節，設計異時交互工具。

本發明的有益效果為：支持科學探究活動的多個環節，學生可以在平臺上進行諸如提出科學性問題、進行假設、制定研究計劃、搜集證據、交流協作等系列活動，成為一個完備的基于網絡的科學學習環境。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步解釋說明。

中學生科學探究學習系統，其特征在于，包括活動層、工具層和硬件層；

——活動層是指在平臺上開展的科學探究活動，根據科學探究的含義，每個活動按照科學探究的基本程序分為提出問題、猜想與假設、制定計劃、觀察實驗制作、搜集證據、成果發布6 個步驟進行；

——工具層是指用以支持科學探究活動開展和進行的一系列認知工具，本平臺的認知工具包括某個科學學習領域的科學數據、數據可視化工具和分析工具、網絡資源以及探究活動創編工具；