2026 國際科學核心素養菁英挑戰賽－春季賽
2026 International Science Core Literacy Elite Challenge – Spring Competition

2026 國際科學核心素養菁英挑戰賽－春季賽題目範圍

本次大賽聚焦春季自然與社會發展特徵，融合生命科學基礎、物質科學探究、地球與宇宙科學认知、科學實驗技能、跨領域科學應用等科學核心素養核心領域，考察參賽者的科學知識儲備、科學探究能力與實際問題解決能力，具體內容如下：

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一、基礎科學知識整合

（一）核心科學基礎知識

生命科學基礎

1. 春季生命現象认知：理解春季典型生命現象的科學原理，如分析「春季植物萌發」的條件（溫度、水分、光照的協同作用），或對「春季候鳥北遷」的生理機制（能量儲備、導航系統）進行科學解析。

2. 生物與環境關係：掌握生物與環境的相互作用規律，如探討「春季花卉開花與溫度週期」的對應關係，或分析「春季昆蟲繁殖與植被分佈」的依賴關係，理解生態系統的平衡原理（如春季食物鏈的構建與穩定性）。

3. 生命週期與適應：認識春季相關生物的生命週期階段，如觀察「蝴蝶春季羽化過程」的科學特點，或總結「春季農作物育秧階段」的生長規律，理解生物對春季環境的適應策略（如落葉植物春季抽芽的適應意義）。

物質科學探究

1. 春季常見物質變化：區分春季常見的物理變化與化學變化，如判斷「春季結冰河水融化」的物理變化特徵（狀態改變、能量吸收），或分析「春季鐵製戶外設施生鏽」的化學變化原理（氧化反應、濕度影響）。

2. 力與運動現象：運用物質科學知識解釋春季常見運動現象，如探究「春季風箏飛行」的力學原理（浮力、拉力、阻力的平衡），或分析「春季雨點下落」的運動規律（重力與空氣阻力的作用）。

3. 能量轉換與利用：理解春季常見的能量轉換形式，如說明「春季太陽能驅動植物光合作用」的能量轉換過程（光能→化學能），或解釋「春季風力發電」的能量利用原理（風能→機械能→電能）。

地球與宇宙科學认知

1. 春季天氣與氣候：掌握春季天氣現象的科學成因，如分析「春季梅雨天氣」的形成條件（冷暖空氣交匯、水汽充足），或總結「春季氣溫回升不均」的影響因素（緯度、地形、洋流）。

2. 地球環境與季節變化：理解春季與地球運動的關係，如解釋「春分日晝夜平分」的天文原理（地球公轉軌道、黃赤交角），或探討「春季海平面變化」與氣候變化的關聯（冰川融化的影響）。

3. 宇宙與春季觀測：了解春季宇宙天體的觀測特點，如識別「春季北天星座」（獅子座、室女座）的分佈規律，或解釋「春季流星多發」的科學原因（地球穿過彗星殘留物軌道）。​

科學實驗基礎

1. 實驗變量控制：掌握科學實驗中變量控制的方法，如設計「探究春季種子萌發與溫度關係」實驗時，控制水分、光照等無關變量，只改變溫度變量。

2. 實驗數據記錄與分析：學會規範記錄實驗數據並進行初步分析，如記錄「不同溫度下春季種子萌發率」的數據，繪製數據曲線並總結規律；或統計「春季不同時段氣溫變化」數據，分析氣溫與時間的關係。

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（二）特色知識拓展

科學與春季場景融合

1. 節氣與科學原理：運用科學知識分析春季節氣的科學內涵，如根據「立春後氣溫變化規律」解釋「驚蟄時節昆蟲甦醒」的科學原因，或通過「清明節氣的降水特徵」探究鋒面活動與降水的關係。

2. 農業與科學應用：瞭解春季農業生產中的科學知識應用，如根據「春季育秧的溫濕度要求」分析溫室育秧的科學原理（保溫、保濕、通風的科學控制），或通過「春季病蟲害防治措施」理解生物防治與化學防治的科學依據。

3. 環境與科學保護：運用科學知識解決春季環境相關問題，如根據「春季楊絮飄散的成因與影響」探究楊絮治理的科學方法（基因改良、物理攔截、濕度調控），或通過「春季濕地生態保護」理解生物多樣性保護的科學意義。

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二、跨場景科學綜合應用

（一）場景融合案例分析

科學+生命與健康：生命現象科學解析

對「校園春季植物物種多樣性」進行調查統計（記錄喬木、灌木、草本植物的種類與數量），運用生態學知識分析植物分佈與環境因素（光照、土壤、水分）的關係；或跟蹤「春季常見傳染病（如流感）的傳播途徑」，運用微生物學知識提出科學的預防措施。

科學+工程技術：技術研發科學依據

結合工程技術與科學原理分析「春季農田灌溉設施的設計」，如根據春季作物需水量規律設計節水灌溉系統（滴灌、噴灌的科學選擇），分析灌溉系統的水流動力學原理；或分析「春季戶外太陽能充電設備」的設計原理，結合春季太陽輻射特徵探究設備的能量轉換效率優化方法。

科學+生活場景：日常問題邏輯解決

探究「春季室內防潮除濕」的科學方法（結合蒸發原理、溫度與濕度的關係選擇除濕方式）；或分析「春季戶外運動防曬」的科學依據（紫外線強度變化、防曬材料的科學選擇），運用物理學與生物學知識總結防曬技巧。

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（二）春季現實問題解決

科學思維過程建模

1. 農業生產科學優化：設計「春季小麥增產的科學分析方案」，需結合生命科學（小麥春季生長的營養需求）、環境科學（春季氣候對小麥生長的影響）、農業技術（施肥、澆水、病蟲害防治的科學時機），預測增產的科學可行性。

2. 環境保護科學規劃：制定「春季城市楊絮治理的科學方案」，融合生物學（楊樹的生殖特性）、環境科學（楊絮擴散與風向、濕度的關係）、工程技術（物理攔截、化學抑制的科學應用），評估治理方案的科學合理性與可操作性。

3. 戶外活動科學安全：構建「春季登山安全的科學判斷體系」，整合氣象學（春季天氣多變的特徵與預警）、地理學（春季山區地形與水文變化）、生理學（春季戶外運動的能量補充與身體適應），確保活動安全。

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三、實踐探究與創新思維

（一）科學探究實驗設計

主題科學探究

1. 「春季種子萌發條件的科學探究實驗」：控制變量（種子品種相同、土壤相同），設置不同溫度（10℃、20℃、30℃）、水分（每天澆水5ml、10ml、15ml）、光照（0小時、8小時、16小時）組別，通過實驗結果歸納種子萌發的必要條件與充分條件，並分析各條件的協同作用。

2. 「春季空氣質量與植物生長的科學分析實驗」：選擇校園不同區域（操場、樹林、臨街道路）設置實驗點，測定春季不同時段的空氣污染物濃度（如PM2.5、二氧化硫），同時觀測對應區域植物的生長狀態（葉片顏色、葉片數量、生長高度），探究空氣質量與植物生長的相關性。

科學數據分析

對「春季氣溫與昆蟲活動頻率」數據（10℃時昆蟲活動次數10次/小時，15℃時25次/小時，20℃時40次/小時）進行科學分析，繪製數據關係曲線，探究兩者的因果關係與數量規律；或對「不同肥料對春季花卉開花數量」數據（有機肥開花20朵、化肥15朵、無肥料8朵）進行對比分析，判斷肥料類型與開花數量的相關性，並解釋其科學原理。

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（二）創新科學方案設計

科學思維與生活融合

1. 「智能春季踏青生態保護的科學方案」：融合環境科學（春季生態系統的脆弱性）、地理學（踏青路線的地形與生態分佈）、工程技術（環保標識的科學設置、垃圾分類設施的合理佈局），設計兼具體驗性與生態保護性的踏青方案，並說明方案的科學依據與應用價值。

2. 「春季校園科學種植園的規劃方案」：結合生命科學（春季適宜種植的作物品種選擇）、生態學（作物間的輪作與間作原理）、數學（種植密度的科學計算），設計兼具教育性與實踐性的校園種植園方案，並規劃種植、觀測、記錄的科學流程。

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四、挑戰題與思維拓展

（一）開放性邏輯問題

現實邏輯問題解決

1. 「春季氣候變化對區域生態系統的影響」：要求參賽者從生物（物種遷徙時間、種群數量變化）、環境（土壤肥力、水資源分佈）、農業（作物產量、種植結構調整）等多角度分析，運用跨學科科學知識提出應對策略（如建立生態監測系統、推廣抗逆作物品種、優化農業種植模式）。

2. 「如何利用科學知識設計春季戶外科學探究活動」：需整合生命科學（探究生物與環境的關係）、地球科學（觀測春季天氣與地形變化）、實驗科學（設計對比實驗、規範記錄數據），規劃科學性強、層次分明的探究活動，並說明每個探究環節的科學目標、探究方法與安全注意事項。

（二）跨領域創新挑戰

1. 「春季自然災害預防的科學應急方案」：結合氣象學（春季自然災害的預測指標）、地理學（災害影響範圍的科學評估）、工程技術（應急設施的科學佈局）、生命科學（災害中的生命保障措施），構建全方位的災害預防與應急科學體系，確保方案的科學性、可操作性與安全性。

2. 「環保創意活動的科學設計」：要求參賽者融合環境科學（分析春季環境問題的成因與影響）、材料科學（選擇環保材料與技術）、生物學（利用生物手段優化環境），設計一款兼具實用性與環保性的春季活動方案（如春季植樹的科學規劃、廢棄物回收利用的創意裝置設計、春季濕地保護的科普宣傳活動），並闡述方案的設計科學依據、實施步驟、效果評估標準與推廣前景。

 

參賽者需注重科學知識的橫向聯繫與縱向延伸，在解決問題時需遵循「科學依據為基礎、探究思維為驅動、現實價值為導向」的原則，體現兒童及青少年的科學核心素養、創新思維與社會責任感。