《在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的实践研究》
研究方案
湖北省扬州中级学校肖建华
一、研究背景与所要解决的主要问题
1．研究背景
（1）新一轮课程变革的须要
在国家顶楼教育设计由应试教育到素养教育再到核心素质教育的新课程变革的大背景下，怎样在教学过程中真正以中学生为中心，参照每个中学生的知识和经验，满足她们奇特的人格成长须要，培养中学生的学科素质是课堂教学变革应不断思索的问题。
就数学学科而言，2003年初针对中学数学教学过分以知识为中心，教育部颁布了《高中数学课程标准》，首次提出了数学教学的三维目标，标志着化学教学不只是传统意义上知识和技能的培养，而应当同时推动中学生“情感心态和价值观”的发展。这是对先前的中学数学教学过分以知识为中心的教学加以纠正，自2004年9月开始在我国部份省份试点中学新课程变革。
化学学科的核心素质相对课程标准中的三维目标而言，是站在一个更高的化学文化层面对中学数学教学提出的要求。中学数学学科核心素质是中学生在接受化学教育过程中逐渐产生的适应个人终生学习的社会发展须要的基础知识、关键能力、科学心态等方面的表现，是中学生通过数学学习集中彰显的带有化学特点的品质，是中学生科学素质的关键成份，主要有“物理观念与应用”“科学思维与创新”“科学探究与思维”“科学心态与责任”等四个方面的要素构成。
（2）化学实验在中学数学教学中的地位
数学学是以实验为基础的科学，数学教学必须以实验为基础。化学实验是指在人为控制条件下,运用仪器、设备等,使化学现象反复重现,因而有目的地进行观测研究的一种技巧。人们对客观世界的认识源于观察与实验,构成化学学完整体系的基本概念和规律都是构建在对物质世界的观察和定量实验的基础之上,实验是数学教学的重要基础，高中数学教学必须以实验为基础，这是由实验本身的特性及其在化学教学中的作用所决定的。
2．所要解决的主要问题
（1）通过调查研究中学数学实验探究教学的现况，明晰该怎么合理定位中学各阶段化学实验教学的目标、内容、方式。
（2）通过实践研究，总结出在学校化学实验探究教学中培养学生物理学生核心素质的基本策略和教学模式，对于化学实验探究教学学生的表现应怎样合理的评价，化学实验教学对全面提升中学生核心素质的有什么具体有效的形式。
二、国内外同一领域的研究现况与研究价值
1．国外外同一领域的研究现况
化学实验探究教学中培养中学生核心素质的实践研究是一个全新的热点话题，也是一个值得班主任勤于研究的课题。
目前，国外外都十分注重数学实验探究教学的研究。美国的实验教学更注重教学主体的开放性、教学手段和教学方法的多样性、突出化学实验“设计性、研究性、探索性”的教育功能；国外的实验探究教学研究大多偏重于实验教学中的某一个方面，如实验中的表现性评价、教学模式、案例的研究等，不够全面不够深入，欠缺系统性。
新课程变革呼唤高度注重对中学生核心素质的培养，实验探究是小学数学学科核心素质的重要内容。本课题将充分吸收其它课题的研究精华，以中学数学实验为载体，对实验教学现况和其教学功能、实验探究教学的教学模式和探究方法、在实验探究教学中培养中学生核心素质的基本策略、表现性评价等方面，进行系统的实践研究，尽可能地使课题研究的成果系统化、可操作、有成效。
2．本课题研究的价值
（1）通过本课题研究，主要帮助我们理解化学学科核心素质的内涵、理解新形势下中学数学实化学实验探究教学对全面提升中学生数学学科核心素质的积极价值。
（2）通过本课题的研究，帮助我们把握在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的教学策略和教学模式，打造更为科学的表现性评价体系。
（3）通过本课题的研究，推动中学生学习方法的改变，使化学实验探究教学与中学生核心素质的培养更和谐，实现教学质量的全面提高。
三、主要观点与可能的创新之处
1．主要观点：
（1）实验探究是中学数学学科核心素质的重要内容。化学学科的核心素质是中学生在接受化学教育过程中逐渐产生的适应个人终生发展和社会发展须要的必备品格和关键能力，是中学生通过化学学习内化的带有化学学科特性的品质。“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。通过中学阶段的学习，中学生应具有实验探究意识，能在学习和日常生活中发觉问题、提出合理推测与假定；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确施行实验探究方案，使用各类科技手段和技巧搜集信息；具有剖析论证的能力，会使用各类方式和手段剖析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能确切叙述、评估和反省实验探究过程与结果。
（2）实验探究是培养中学生核心素质的有效途径。数学学作为一门基础自然科学，其所有内容都有实验基础、逻辑思维和物理抒发这三种要素。数学学主要有四个特征：是一门与生活实践联系密切、应用广泛的基础科学；是一门带有方式论性质的科学；是一门实验科学；是一门严密、定量的精密理论科学。较其它学科，它与实验和生活实践联系更为密切，所以探究学习的观念和方式更容易与数学课堂教学相结合，也就更能达到“新课标”的要求，更能培养中学生的主动探究的学习方法和学习习惯，因而更好地培养中学生的核心素质。
2．可能的创新之处
（1）提高实验的教学功能。化学实验是数学学的基础，也是学数学的基础；中学数学学科核心素质包括数学观念、科学思维、实验探究、科学心态与责任四个方面。新课程变革呼唤高度注重对中学生核心素质的培养，实验探究是小学数学学科核心素质的重要内容，本课题根据《课程标准》，在充分认识中学生核心素质与化学实验教学的关系基础上举办实证研究，着力提高实验的教学功能，使实验探究教学成为培养中学生核心素质的最有效的途径。
（2）培植中学生的核心素质。从本课题研究的领域来看，研究重点并不在于课堂教学组织方式的翻新，而在于通过化学实验探究教学的实践研究，使得中学生学习方法发生根本性的转变，使中学生成为学习的真正主人，着力培养中学生的核心素质，为中学生的终生学习和可持续发展打下坚实的基础。
（3）转变班主任的教学理念。本课题的研究除了彰显在实验探究教学实践的变革，更是一种教学理念上的变革，使得班主任的专业成长，让班主任成为真正的研究者。
四、核心概念及其划分
1．化学实验探究教学
化学实验，是“物理学”的基础，也是“学数学”的基础。化学实验探究教学，是指在一定的教学情景下为实现一定的化学教学目的，以化学实验作为载体而举办的数学学习活动。化学实验教学是数学教学的重要组成部份，也是小学数学学科核心素质的重要内容。在班主任的引导下，让中学生积极主动参与到科学实验探求过程中，模拟科学家剖析问题、解决问题的过程，使中学生感受到科学家怎样面对疑难情景，学会收集和加工须要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，因而获得在真实生活情景中发觉问题、分析问题、解决问题的能力的教学活动，最终实现中学生的创新精神和实践能力的培养目标以及班主任提升教育教学水平和质量。
2．化学实验中的核心素质
化学学科核心素质是指中学生在接受化学教育过程中逐渐产生的适应个人终生发展和社会发展须要的必备品格和关键能力，是中学生通过数学学习内化的带有化学学科特性的品质，是中学生科学素质的关键成份。包括四大要素：（①物理观念，②科学思维，③实验探究，④科学心态与责任。本课题中的核心素质主要指：实验探究和科学心态与责任。①科学探究：主要包括问题、证据、解释、交流等要素。②科学心态与责任，主要包括科学本质、科学心态、科学伦理、STSE等要素。
3．化学实验探究教学中培养中学生核心素质的实践研究
在当前基础教育课程变革的大背景下，根据《课程标准》，在充分认识中学生核心素质与化学实验教学的关系基础上举办实证研究，通过优化小学阶段化学实验教学的设计，着力有效提升实验教学的有效性，充分体现实验教学的意义，以培养中学生的实验素质为切实点，努力提高中学生的核心素养，推动学生综合素养的全面提高。
五、理论根据
1．研究性教学理论。以观念的诞生与合作创造知识为核心的教学，研究性教学把发展人的观念、解放人的精神生命和师生合作创造知识视为教学的本质；研究性教学把教学内容视为研究对象、教学本身视为研究过程；研究性教学是一种根植于个人经验和体验基础上，追求真理、追求自由，在合作共享中实现知行并进的教学。
2．建构主义理论。建构主义（）是当代西方国家盛行的一种社会科学理论。建构主义主要是打破班主任“灌输”这种根深蒂固的传统，改变班主任“强制”学生学习，和中学生“简单执行”、“机械模仿”的教学模式。建构主义把教学视为中学生主动建构知识的过程，在艺术教学中，中学生在自身经验、信念和背景知识基础上，通过与别人合作，产生“师生互动”、“生生互动”这种多边互动过程，使班主任与中学生自然成为艺术学习过程的合作者。
六、研究目标
1．通过本课题的研究，合理定位中学各阶段化学实验教学的目标、内容、方式，为各种中学举办化学实验探究教学提供教学参考和典型范例，进一步理解化学实验探究教学对全面提升中学生数学学科核心素质的积极价值。
2．通过本课题的研究实验教学在物理中的应用，总结出在学校化学实验探究教学中培养学生物理学生核心素质的基本策略和教学模式实验教学在物理中的应用，产生化学实验探究教学学生表现性评价体系，进一步寻求化学实验教学对全面提升中学生核心素质的有效方法。
3．通过本课题的研究，锻练和培养一支具有实验探究教学和研究能力的班主任队伍，进一步优化化学实验的课堂教学。
七、研究内容
1．中学数学实验探究教学的现况和实验的教学功能的研究
化学实验对于实现小学数学课程目标和培养中学生核心素质具有不可取代的作用。化学实验为中学生创设了亲身参与实践的情景，具有得知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。①合理定位中学各阶段化学实验教学的目标、内容、方式，②挖掘基于中学生核心素质导向的化学实验的教学功能和价值。
2．在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的策略研究
本课题中的核心素质主要是指实验探究、科学心态与责任，实验探究是小学数学学科核心素质的重要内容。主要研究：①高中化学实验的探究方法；②基于中学生核心素质培养的中学数学实验探究的方法；③在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的策略。
3．基于核心素质培养的中学数学实验探究教学学生的表现性评价研究
中学生的表现性评价是以课程标准为根据，基于核心素质的养成，运用恰当的、有效的途径，全面系统地从科学知识、科学方式、科学精神和心态三个维度、四个层次，搜集中学生参与实验活动所获得的身心发展的各类信息。主要研究：①基于核心素质培养的化学实验探究教学的基本框架；②基于中学生核心素质培养的化学实验探究教学学生的表现性评价；③基于核心素培养的中学数学实验探究教学的中学生表现性评价案例。
4．在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的案例研究
通过对中学化学演示实验、学生分组实验、拓展实验以及课外小实验的研究，组织举办一系列在实验探究教学过程中培养中学生学科核心素质的实践活动，产生一批典型的实验教学案例，从中提炼出游之有效的操作策略和探究教学模式，用于指导化学实验教学实践，推动教学质量的提升。
八、研究方式
1．文献研究法：查阅国外外相关的研究成果及文献资料，及关于支持本课题的理论知识。为“核心素质”、“物理学科核心素质”、“物理实验探究教学”等的研究找寻理论支撑和根据，以进一步指导研究实践。
2．调查研究法：注重调查我校数学课堂实验探究教学的现况，反省我们的教学设计。
3．行动研究法：在学习研究文献和调查剖析的基础上，结合课题研究实践中的问题，不断实践、总结、反思，提炼操作性的经验，并在教学实践中加以印证和建立，以获得较为系统、成熟的理智认识和实验探究教学的策略。
4．个案研究法：在课题研究过程中，注意积累相关个案，为验证、丰富课题研究成果提供旁证和基础材料。
九、研究过程
1．打算阶段（2016年10月—2017年2月）
查阅相关文献资料，学习“物理学科核心素质”、“物理实验中的核心素质”、“物理实验探究教学”等相关理论，了解国外外同一研究领域的现况，确定具体研究内容的框架；成立子课题组，明晰分工职责；制订课题研究施行方案和开题报告；完成课题申报工作。
2．施行阶段（2017年3月—2020年12月）
①启动课题研究阶段，进一步细化各子课题的研究计划；
②完成中学数学实验探究教学的现况研究，产生调查报告，明晰实践研究的切入点及相关策略；
③着手研发推动“在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的实践研究”的施行意见和评估方案，构建有效的管理机制；
④收集和积累本课题研究过程中实验探究教学实践的个案材料；
⑤进行中期汇报，在自我总结和听取专家意见基础上修订课题研究施行方案，并针对后阶段研究重点深入进行课题研究。
3．成果总结阶段（2021年1月—2021年7月）
汇编课题研究成果集；展示优秀班主任课堂教学活动；撰写结题研究报告；举行课题研究成果专家鉴别会等。
十、课题研究条件
1．本课题组核心成员都具有较高的教科研水平成：主持人肖建华老师为四川省特级班主任、正中级班主任，扬州市中学数学名师工作室导师；倪鸿飞老师为正中级班主任，化学教研员；项其杰老师为扬州市中学数学学科教改带头人，嘉兴市名师研修班成员；肖丽英老师为上海市青年拔尖人才，高研班学员积极参与，我们相信在这样一支教科研队伍的能力合作下，一定能顺利地举办本课题的各项研究工作。
2.本课题通过对广东省扬州中级学校及其他兄弟中学数学实验探究教学的现况进行了一系列督查，并参阅了国外外大量关于化学实验探究和化学学科核心素质的等方面的教学理论、运用案例及相关课题研究，结合我们前期举办的相关研究，对怎样在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质有了初步的认识，我们相信随着研究的深入，我们将逐步建立我们的研究方案与研究策略，使课题研究更趋成熟。
3.山东省扬州中级学校是有着良好教科研传统的中学，中学领导一贯支持各项教科研工作，广东省扬州中级学校的《让班主任走入研究性学习》在全省形成了深远的影响，化学组的两项研究分获山东省第一、第二届基础教育成果银奖，这种都与中学的教科研型校领导的注重分不开，中学领导早已承诺，对中学各项教科研工作给与竭力支持，由中学划拨专门的科研经费以保障课题研究各阶段所要支付的各类费用。因而，我们相信在领导的支持与制度的保障下，我们具备完成研究任务的各项保障条件。
十一、课题成果方式
成果名称
成果方式
完成时间
阶段成果
课题研究方案
研究方案
2017.03
化学实验探究教学现况的调查报告
调查报告
2017.05
基于核心素质培养的中学数学实验的特征剖析和实验探究教学案例剖析
研究案例
2018.09
在中学数学实验探究教学学生的表现性评价提纲
研究报告
2018.12
基于核心素质培养的化学实验探究教学相关论文
论文
2018.10
最终成果
《在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的实践研究》结题报告
研究报告
2021.02
在中学数学实验探究教学中培养中学生核心素质的教学策略系列
论文集
2021.02
基于核心素质培养的化学实验探究教学的教学设计案例集
案例集
2021.03