《在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的實踐研究》
研究方案
湖北省揚州中級學校肖建華
一、研究背景與所要解決的主要問題
1．研究背景
（1）新一輪課程變革的須要
在國家頂樓教育設計由應試教育到素養教育再到核心素質教育的新課程變革的大背景下，怎樣在教學過程中真正以中學生為中心，參照每個中學生的知識和經驗，滿足她們奇特的人格成長須要，培養中學生的學科素質是課堂教學變革應不斷思索的問題。
就數學學科而言，2003年初針對中學數學教學過分以知識為中心，教育部頒布了《高中數學課程標準》，首次提出了數學教學的三維目標，標志著化學教學不只是傳統意義上知識和技能的培養，而應當同時推動中學生“情感心態和價值觀”的發展。這是對先前的中學數學教學過分以知識為中心的教學加以糾正，自2004年9月開始在我國部份省份試點中學新課程變革。
化學學科的核心素質相對課程標準中的三維目標而言，是站在一個更高的化學文化層面對中學數學教學提出的要求。中學數學學科核心素質是中學生在接受化學教育過程中逐漸產生的適應個人終生學習的社會發展須要的基礎知識、關鍵能力、科學心態等方面的表現，是中學生通過數學學習集中彰顯的帶有化學特點的品質，是中學生科學素質的關鍵成份，主要有“物理觀念與應用”“科學思維與創新”“科學探究與思維”“科學心態與責任”等四個方面的要素構成。
（2）化學實驗在中學數學教學中的地位
數學學是以實驗為基礎的科學，數學教學必須以實驗為基礎。化學實驗是指在人為控制條件下,運用儀器、設備等,使化學現象反復重現,因而有目的地進行觀測研究的一種技巧。人們對客觀世界的認識源于觀察與實驗,構成化學學完整體系的基本概念和規律都是構建在對物質世界的觀察和定量實驗的基礎之上,實驗是數學教學的重要基礎，高中數學教學必須以實驗為基礎，這是由實驗本身的特性及其在化學教學中的作用所決定的。
2．所要解決的主要問題
（1）通過調查研究中學數學實驗探究教學的現況，明晰該怎么合理定位中學各階段化學實驗教學的目標、內容、方式。
（2）通過實踐研究，總結出在學?；瘜W實驗探究教學中培養學生物理學生核心素質的基本策略和教學模式，對于化學實驗探究教學學生的表現應怎樣合理的評價，化學實驗教學對全面提升中學生核心素質的有什么具體有效的形式。
二、國內外同一領域的研究現況與研究價值
1．國外外同一領域的研究現況
化學實驗探究教學中培養中學生核心素質的實踐研究是一個全新的熱點話題，也是一個值得班主任勤于研究的課題。
目前，國外外都十分注重數學實驗探究教學的研究。美國的實驗教學更注重教學主體的開放性、教學手段和教學方法的多樣性、突出化學實驗“設計性、研究性、探索性”的教育功能；國外的實驗探究教學研究大多偏重于實驗教學中的某一個方面，如實驗中的表現性評價、教學模式、案例的研究等，不夠全面不夠深入，欠缺系統性。
新課程變革呼喚高度注重對中學生核心素質的培養，實驗探究是小學數學學科核心素質的重要內容。本課題將充分吸收其它課題的研究精華，以中學數學實驗為載體，對實驗教學現況和其教學功能、實驗探究教學的教學模式和探究方法、在實驗探究教學中培養中學生核心素質的基本策略、表現性評價等方面，進行系統的實踐研究，盡可能地使課題研究的成果系統化、可操作、有成效。
2．本課題研究的價值
（1）通過本課題研究，主要幫助我們理解化學學科核心素質的內涵、理解新形勢下中學數學實化學實驗探究教學對全面提升中學生數學學科核心素質的積極價值。
（2）通過本課題的研究，幫助我們把握在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的教學策略和教學模式，打造更為科學的表現性評價體系。
（3）通過本課題的研究，推動中學生學習方法的改變，使化學實驗探究教學與中學生核心素質的培養更和諧，實現教學質量的全面提高。
三、主要觀點與可能的創新之處
1．主要觀點：
（1）實驗探究是中學數學學科核心素質的重要內容。化學學科的核心素質是中學生在接受化學教育過程中逐漸產生的適應個人終生發展和社會發展須要的必備品格和關鍵能力，是中學生通過化學學習內化的帶有化學學科特性的品質?！皩嶒炋骄俊敝饕▎栴}、證據、解釋、交流等要素。通過中學階段的學習，中學生應具有實驗探究意識，能在學習和日常生活中發覺問題、提出合理推測與假定；具有設計實驗探究方案和獲取證據的能力，能正確施行實驗探究方案，使用各類科技手段和技巧搜集信息；具有剖析論證的能力，會使用各類方式和手段剖析、處理信息，描述、解釋實驗探究結果和變化趨勢；具有合作與交流的意愿與能力，能確切敘述、評估和反省實驗探究過程與結果。
（2）實驗探究是培養中學生核心素質的有效途徑。數學學作為一門基礎自然科學，其所有內容都有實驗基礎、邏輯思維和物理抒發這三種要素。數學學主要有四個特征：是一門與生活實踐聯系密切、應用廣泛的基礎科學；是一門帶有方式論性質的科學；是一門實驗科學；是一門嚴密、定量的精密理論科學。較其它學科，它與實驗和生活實踐聯系更為密切，所以探究學習的觀念和方式更容易與數學課堂教學相結合，也就更能達到“新課標”的要求，更能培養中學生的主動探究的學習方法和學習習慣，因而更好地培養中學生的核心素質。
2．可能的創新之處
（1）提高實驗的教學功能。化學實驗是數學學的基礎，也是學數學的基礎；中學數學學科核心素質包括數學觀念、科學思維、實驗探究、科學心態與責任四個方面。新課程變革呼喚高度注重對中學生核心素質的培養，實驗探究是小學數學學科核心素質的重要內容，本課題根據《課程標準》，在充分認識中學生核心素質與化學實驗教學的關系基礎上舉辦實證研究，著力提高實驗的教學功能，使實驗探究教學成為培養中學生核心素質的最有效的途徑。
（2）培植中學生的核心素質。從本課題研究的領域來看，研究重點并不在于課堂教學組織方式的翻新，而在于通過化學實驗探究教學的實踐研究，使得中學生學習方法發生根本性的轉變，使中學生成為學習的真正主人，著力培養中學生的核心素質，為中學生的終生學習和可持續發展打下堅實的基礎。
（3）轉變班主任的教學理念。本課題的研究除了彰顯在實驗探究教學實踐的變革，更是一種教學理念上的變革，使得班主任的專業成長，讓班主任成為真正的研究者。
四、核心概念及其劃分
1．化學實驗探究教學
化學實驗，是“物理學”的基礎，也是“學數學”的基礎?；瘜W實驗探究教學，是指在一定的教學情景下為實現一定的化學教學目的，以化學實驗作為載體而舉辦的數學學習活動?；瘜W實驗教學是數學教學的重要組成部份，也是小學數學學科核心素質的重要內容。在班主任的引導下，讓中學生積極主動參與到科學實驗探求過程中，模擬科學家剖析問題、解決問題的過程，使中學生感受到科學家怎樣面對疑難情景，學會收集和加工須要的新資料，最終達到問題解決的探究過程，因而獲得在真實生活情景中發覺問題、分析問題、解決問題的能力的教學活動，最終實現中學生的創新精神和實踐能力的培養目標以及班主任提升教育教學水平和質量。
2．化學實驗中的核心素質
化學學科核心素質是指中學生在接受化學教育過程中逐漸產生的適應個人終生發展和社會發展須要的必備品格和關鍵能力，是中學生通過數學學習內化的帶有化學學科特性的品質，是中學生科學素質的關鍵成份。包括四大要素：（①物理觀念，②科學思維，③實驗探究，④科學心態與責任。本課題中的核心素質主要指：實驗探究和科學心態與責任。①科學探究：主要包括問題、證據、解釋、交流等要素。②科學心態與責任，主要包括科學本質、科學心態、科學倫理、STSE等要素。
3．化學實驗探究教學中培養中學生核心素質的實踐研究
在當前基礎教育課程變革的大背景下，根據《課程標準》，在充分認識中學生核心素質與化學實驗教學的關系基礎上舉辦實證研究，通過優化小學階段化學實驗教學的設計，著力有效提升實驗教學的有效性，充分體現實驗教學的意義，以培養中學生的實驗素質為切實點，努力提高中學生的核心素養，推動學生綜合素養的全面提高。
五、理論根據
1．研究性教學理論。以觀念的誕生與合作創造知識為核心的教學，研究性教學把發展人的觀念、解放人的精神生命和師生合作創造知識視為教學的本質；研究性教學把教學內容視為研究對象、教學本身視為研究過程；研究性教學是一種根植于個人經驗和體驗基礎上，追求真理、追求自由，在合作共享中實現知行并進的教學。
2．建構主義理論。建構主義（）是當代西方國家盛行的一種社會科學理論。建構主義主要是打破班主任“灌輸”這種根深蒂固的傳統，改變班主任“強制”學生學習，和中學生“簡單執行”、“機械模仿”的教學模式。建構主義把教學視為中學生主動建構知識的過程，在藝術教學中，中學生在自身經驗、信念和背景知識基礎上，通過與別人合作，產生“師生互動”、“生生互動”這種多邊互動過程，使班主任與中學生自然成為藝術學習過程的合作者。
六、研究目標
1．通過本課題的研究，合理定位中學各階段化學實驗教學的目標、內容、方式，為各種中學舉辦化學實驗探究教學提供教學參考和典型范例，進一步理解化學實驗探究教學對全面提升中學生數學學科核心素質的積極價值。
2．通過本課題的研究實驗教學在物理中的應用，總結出在學?；瘜W實驗探究教學中培養學生物理學生核心素質的基本策略和教學模式實驗教學在物理中的應用，產生化學實驗探究教學學生表現性評價體系，進一步尋求化學實驗教學對全面提升中學生核心素質的有效方法。
3．通過本課題的研究，鍛練和培養一支具有實驗探究教學和研究能力的班主任隊伍，進一步優化化學實驗的課堂教學。
七、研究內容
1．中學數學實驗探究教學的現況和實驗的教學功能的研究
化學實驗對于實現小學數學課程目標和培養中學生核心素質具有不可取代的作用。化學實驗為中學生創設了親身參與實踐的情景，具有得知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。①合理定位中學各階段化學實驗教學的目標、內容、方式，②挖掘基于中學生核心素質導向的化學實驗的教學功能和價值。
2．在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的策略研究
本課題中的核心素質主要是指實驗探究、科學心態與責任，實驗探究是小學數學學科核心素質的重要內容。主要研究：①高中化學實驗的探究方法；②基于中學生核心素質培養的中學數學實驗探究的方法；③在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的策略。
3．基于核心素質培養的中學數學實驗探究教學學生的表現性評價研究
中學生的表現性評價是以課程標準為根據，基于核心素質的養成，運用恰當的、有效的途徑，全面系統地從科學知識、科學方式、科學精神和心態三個維度、四個層次，搜集中學生參與實驗活動所獲得的身心發展的各類信息。主要研究：①基于核心素質培養的化學實驗探究教學的基本框架；②基于中學生核心素質培養的化學實驗探究教學學生的表現性評價；③基于核心素培養的中學數學實驗探究教學的中學生表現性評價案例。
4．在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的案例研究
通過對中學化學演示實驗、學生分組實驗、拓展實驗以及課外小實驗的研究，組織舉辦一系列在實驗探究教學過程中培養中學生學科核心素質的實踐活動，產生一批典型的實驗教學案例，從中提煉出游之有效的操作策略和探究教學模式，用于指導化學實驗教學實踐，推動教學質量的提升。
八、研究方式
1．文獻研究法：查閱國外外相關的研究成果及文獻資料，及關于支持本課題的理論知識。為“核心素質”、“物理學科核心素質”、“物理實驗探究教學”等的研究找尋理論支撐和根據，以進一步指導研究實踐。
2．調查研究法：注重調查我校數學課堂實驗探究教學的現況，反省我們的教學設計。
3．行動研究法：在學習研究文獻和調查剖析的基礎上，結合課題研究實踐中的問題，不斷實踐、總結、反思，提煉操作性的經驗，并在教學實踐中加以印證和建立，以獲得較為系統、成熟的理智認識和實驗探究教學的策略。
4．個案研究法：在課題研究過程中，注意積累相關個案，為驗證、豐富課題研究成果提供旁證和基礎材料。
九、研究過程
1．打算階段（2016年10月—2017年2月）
查閱相關文獻資料，學習“物理學科核心素質”、“物理實驗中的核心素質”、“物理實驗探究教學”等相關理論，了解國外外同一研究領域的現況，確定具體研究內容的框架；成立子課題組，明晰分工職責；制訂課題研究施行方案和開題報告；完成課題申報工作。
2．施行階段（2017年3月—2020年12月）
①啟動課題研究階段，進一步細化各子課題的研究計劃；
②完成中學數學實驗探究教學的現況研究，產生調查報告，明晰實踐研究的切入點及相關策略；
③著手研發推動“在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的實踐研究”的施行意見和評估方案，構建有效的管理機制；
④收集和積累本課題研究過程中實驗探究教學實踐的個案材料；
⑤進行中期匯報，在自我總結和聽取專家意見基礎上修訂課題研究施行方案，并針對后階段研究重點深入進行課題研究。
3．成果總結階段（2021年1月—2021年7月）
匯編課題研究成果集；展示優秀班主任課堂教學活動；撰寫結題研究報告；舉行課題研究成果專家鑒別會等。
十、課題研究條件
1．本課題組核心成員都具有較高的教科研水平成：主持人肖建華老師為四川省特級班主任、正中級班主任，揚州市中學數學名師工作室導師；倪鴻飛老師為正中級班主任，化學教研員；項其杰老師為揚州市中學數學學科教改帶頭人，嘉興市名師研修班成員；肖麗英老師為上海市青年拔尖人才，高研班學員積極參與，我們相信在這樣一支教科研隊伍的能力合作下，一定能順利地舉辦本課題的各項研究工作。
2.本課題通過對廣東省揚州中級學校及其他兄弟中學數學實驗探究教學的現況進行了一系列督查，并參閱了國外外大量關于化學實驗探究和化學學科核心素質的等方面的教學理論、運用案例及相關課題研究，結合我們前期舉辦的相關研究，對怎樣在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質有了初步的認識，我們相信隨著研究的深入，我們將逐步建立我們的研究方案與研究策略，使課題研究更趨成熟。
3.山東省揚州中級學校是有著良好教科研傳統的中學，中學領導一貫支持各項教科研工作，廣東省揚州中級學校的《讓班主任走入研究性學習》在全省形成了深遠的影響，化學組的兩項研究分獲山東省第一、第二屆基礎教育成果銀獎，這種都與中學的教科研型校領導的注重分不開，中學領導早已承諾，對中學各項教科研工作給與竭力支持，由中學劃撥專門的科研經費以保障課題研究各階段所要支付的各類費用。因而，我們相信在領導的支持與制度的保障下，我們具備完成研究任務的各項保障條件。
十一、課題成果方式
成果名稱
成果方式
完成時間
階段成果
課題研究方案
研究方案
2017.03
化學實驗探究教學現況的調查報告
調查報告
2017.05
基于核心素質培養的中學數學實驗的特征剖析和實驗探究教學案例剖析
研究案例
2018.09
在中學數學實驗探究教學學生的表現性評價提綱
研究報告
2018.12
基于核心素質培養的化學實驗探究教學相關論文
論文
2018.10
最終成果
《在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的實踐研究》結題報告
研究報告
2021.02
在中學數學實驗探究教學中培養中學生核心素質的教學策略系列
論文集
2021.02
基于核心素質培養的化學實驗探究教學的教學設計案例集
案例集
2021.03