中小學(xué)課題申報(bào)書(shū)：基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)研究

基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)研究學(xué)科分類(lèi)：基礎(chǔ)教育

課題類(lèi)別：重點(diǎn)課題

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)

預(yù)期研究成果：研究報(bào)告課題設(shè)計(jì)論證

1.研究背景與意義1.1問(wèn)題的提出

全面提高每一個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)課程的核心理念，科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)則是當(dāng)代科學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)在世紀(jì)之交的基礎(chǔ)教育課程改革中，提出了提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的理念，就是要將只注重對(duì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)向全面的提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育。但是十年時(shí)間，我國(guó)基礎(chǔ)教育對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)效果仍然十分有限，在中小學(xué)知識(shí)割裂和科學(xué)素養(yǎng)要素?zé)o法整合的情況下，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)沒(méi)有得到完整和持續(xù)連貫的發(fā)展。在“少而精（lessismore）”和“更少、更清、更高（fewer，clearer，higher）”等課程設(shè)計(jì)新理念指導(dǎo)下，核心素養(yǎng)、學(xué)習(xí)進(jìn)階等整合化概念的提出無(wú)疑是解決這一矛盾的嘗試。作為核心素養(yǎng)的載體與體現(xiàn)，學(xué)科核心素養(yǎng)逐漸引起學(xué)界的關(guān)注。我國(guó)當(dāng)前即將頒布的新一輪高中課程標(biāo)準(zhǔn)正是基于學(xué)科核心素養(yǎng)來(lái)建構(gòu)課程體系，符合國(guó)際科學(xué)課程改革趨勢(shì)。

1.2課題界定

科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)：科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是指科學(xué)各學(xué)科對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)培育最有價(jià)值的東西，其突出的是科學(xué)學(xué)科價(jià)值的個(gè)性與學(xué)生成長(zhǎng)的綜合性、整體性的有機(jī)結(jié)合，是科學(xué)學(xué)科對(duì)于學(xué)生成長(zhǎng)的意義和價(jià)值所在。科學(xué)學(xué)科主要包括物理、化學(xué)、生物等學(xué)科，在即將頒布的高中課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出了各科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，其中物理學(xué)科包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任；化學(xué)學(xué)科包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任；生物學(xué)科包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任。

科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)階：是指學(xué)生各科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到連貫、一致的發(fā)展，逐漸科學(xué)、完整的過(guò)程。

教學(xué)設(shè)計(jì)：是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，將教學(xué)諸要素有序安排，確定合適的教學(xué)方案的設(shè)想和計(jì)劃。教學(xué)設(shè)計(jì)是連接教育理論和教學(xué)實(shí)踐的橋梁，包括教學(xué)內(nèi)容分析，學(xué)情分析，教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)的確定，教學(xué)模式、策略和方法的選擇，教學(xué)資源的利用和開(kāi)發(fā)，教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，教學(xué)反思和修改。

1.3國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀和趨勢(shì)

自上世紀(jì)90年代以來(lái)，“核心素養(yǎng)（KeyLiteracy）”就成為全球范圍內(nèi)教育政策、教育實(shí)踐、教育研究領(lǐng)域的重要議題，國(guó)際組織與許多國(guó)家或地區(qū)相繼構(gòu)建學(xué)生核心素養(yǎng)框架。核心素養(yǎng)成為一個(gè)統(tǒng)帥各國(guó)教育改革的上位概念，引領(lǐng)并拉動(dòng)課程教材改革、教學(xué)方式變革、教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)等關(guān)鍵教育活動(dòng)。受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）、聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）、歐盟（EU）等國(guó)際組織先后開(kāi)展關(guān)于核心素養(yǎng)研究的影響。美、英、法、德、日等眾多國(guó)家把強(qiáng)調(diào)“核心素養(yǎng)”的課程發(fā)展視為國(guó)民教育發(fā)展的基因?？茖W(xué)素養(yǎng)是核心素養(yǎng)之一，全民科學(xué)素養(yǎng)的提升是國(guó)際科學(xué)教育界核心議題之一。圍繞科學(xué)核心素養(yǎng)整合科學(xué)課程已成為國(guó)際主要發(fā)達(dá)國(guó)家新一輪科學(xué)課程改革的共識(shí)。2013年4月美國(guó)正式發(fā)布《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，提出了科學(xué)與工程實(shí)踐、跨學(xué)科共通概念、學(xué)科核心概念三位一體的科學(xué)核心素養(yǎng)。近年來(lái)，受到美國(guó)《新課標(biāo)》的影響，我國(guó)科學(xué)相關(guān)學(xué)科的高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂過(guò)程中均提出了各學(xué)科的學(xué)科核心素養(yǎng)，學(xué)科核心素養(yǎng)的思想勢(shì)必引領(lǐng)我國(guó)新一輪課程改革的發(fā)展方向。

學(xué)習(xí)進(jìn)階的相關(guān)研究是國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)，學(xué)習(xí)進(jìn)階理論源起美國(guó)，該國(guó)科學(xué)教育界在反思美國(guó)學(xué)生在國(guó)際測(cè)評(píng)中的欠佳表現(xiàn)時(shí)，認(rèn)為重要原因之一便是其“課程內(nèi)容缺乏聚焦、零散而不深入”，在此背景下，科學(xué)核心素養(yǎng)的建構(gòu)及其相應(yīng)的學(xué)習(xí)進(jìn)階是美國(guó)學(xué)者寄予厚望的一劑良方。至今，學(xué)習(xí)進(jìn)階及其相關(guān)研究已廣泛開(kāi)展，并指導(dǎo)美國(guó)聯(lián)邦政府、各州及各學(xué)區(qū)的政策制定、課程開(kāi)發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)及教育成果評(píng)估。2012年，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）頒布的《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、共通概念及核心概念》，其內(nèi)容期望通篇采用進(jìn)階的形式進(jìn)行表述。我國(guó)教育界的主流學(xué)術(shù)期刊《全球教育展望》、《課程·教材·教法》、《教育學(xué)報(bào)》等也紛紛刊文研究。

教學(xué)設(shè)計(jì)是連接教育理論和教學(xué)實(shí)踐的橋梁，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)的改革能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。目前的教學(xué)設(shè)計(jì)模型大多是基于美國(guó)教育心理學(xué)家加涅（Gagne）提出的ISD教學(xué)設(shè)計(jì)模式的進(jìn)一步發(fā)展。加涅的ISD教學(xué)設(shè)計(jì)流程自1969年提出以來(lái)，對(duì)全世界各學(xué)科的課堂教學(xué)行為給予了廣泛指導(dǎo)。但是，科學(xué)教育不同于其他學(xué)科，學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知發(fā)展有著其特殊性和復(fù)雜性，因此需要對(duì)現(xiàn)有科學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)方式有所突破。

1.4選題意義與研究?jī)r(jià)值

本研究將以學(xué)習(xí)進(jìn)階理論為基礎(chǔ)，對(duì)中小學(xué)生科學(xué)相關(guān)學(xué)科的核心素養(yǎng)的連貫一致的教學(xué)進(jìn)行本土化研究。學(xué)習(xí)進(jìn)階在國(guó)際科學(xué)教育界得到了空前重視，而我國(guó)關(guān)于學(xué)習(xí)進(jìn)階的實(shí)證研究工作剛剛起步，尚未在科學(xué)教育領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛影響?；趯W(xué)習(xí)進(jìn)階的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)的研究將充實(shí)這一領(lǐng)域的理論和實(shí)踐研究。本研究與國(guó)際科學(xué)課程改革和國(guó)家新一輪高中科學(xué)相關(guān)課程改革相呼應(yīng)，即將頒布的高中科學(xué)相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)擬將“三維目標(biāo)”發(fā)展為“學(xué)科核心素養(yǎng)”，因此本研究將為高中科學(xué)相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”教學(xué)實(shí)踐提供參考。本研究所構(gòu)建的“科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型”可用于教學(xué)實(shí)踐，測(cè)評(píng)體系等，針對(duì)不同類(lèi)型常態(tài)課和不同維度學(xué)科核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)出的案例，匯集出版相關(guān)資源手冊(cè)，教學(xué)設(shè)計(jì)案例集和教學(xué)視頻集，可直接供一線教師參考使用，并可利用國(guó)培計(jì)劃等教師培訓(xùn)活動(dòng)對(duì)教師展開(kāi)培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)廣泛的社會(huì)影響。

2.研究目標(biāo)與內(nèi)容

2.1研究理論依據(jù)

本研究主要基于核心素養(yǎng)、學(xué)習(xí)進(jìn)階、認(rèn)知心理學(xué)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論開(kāi)展研究。

2.2研究目標(biāo)

（1）為廣大教師提供圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)的理論模型和實(shí)踐示例，有利于教師適應(yīng)課程改革的變化和開(kāi)展有效的教學(xué)實(shí)踐；

（2）通過(guò)進(jìn)階框架的指導(dǎo)、教學(xué)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變和教學(xué)實(shí)踐的改革，全方位促進(jìn)中小學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的連貫一致的發(fā)展；

（3）理論研究與實(shí)踐研究各部分有機(jī)結(jié)合，轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)觀念、教師教學(xué)觀念。

2.3研究?jī)?nèi)容

（1）中小學(xué)生各維度科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階框架構(gòu)建

對(duì)即將頒布的高中科學(xué)相關(guān)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)遴選出的各維度科學(xué)核心要素，構(gòu)建進(jìn)階假設(shè)和進(jìn)階路徑。

（2）基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型研究

在科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階框架的基礎(chǔ)上，借鑒已有的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，構(gòu)建基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的各類(lèi)常態(tài)課和針對(duì)各具體核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，擬包括內(nèi)容分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)、教學(xué)模式與方法選擇、教學(xué)過(guò)程等。利用提出的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，結(jié)合我國(guó)科學(xué)相關(guān)學(xué)科課程的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源。

（3）科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階框架及教學(xué)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)

廣泛收集、整理、翻譯國(guó)際權(quán)威的科學(xué)核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)工具。以中小學(xué)生為樣本，結(jié)合學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)際情況，在取樣的某些中小學(xué)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，和案例開(kāi)發(fā)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)采用平行班對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方式，實(shí)驗(yàn)班依照教學(xué)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)踐，在此基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行后測(cè)，通過(guò)學(xué)生的測(cè)評(píng)結(jié)果，對(duì)進(jìn)階假設(shè)、教學(xué)設(shè)計(jì)模型和教學(xué)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)的修正、調(diào)整和完善。

2.4研究假設(shè)

（1）構(gòu)建的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階框架，適用于描述我國(guó)中小學(xué)生各科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。

（2）構(gòu)建的基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，可以指導(dǎo)科學(xué)相關(guān)學(xué)科教師開(kāi)展基于科學(xué)學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)。

（3）開(kāi)發(fā)的常態(tài)課教學(xué)設(shè)計(jì)案例，可以直接在中小學(xué)概念課、規(guī)律課、實(shí)驗(yàn)課、復(fù)習(xí)課、講評(píng)課等常態(tài)課中使用，并能有效提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.5創(chuàng)新之處

（1）教學(xué)設(shè)計(jì)模型創(chuàng)新。構(gòu)建一套有理論基礎(chǔ)、促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)連貫發(fā)展、適合在中小學(xué)科學(xué)各學(xué)科的常態(tài)課中開(kāi)展、能有效測(cè)評(píng)的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，將充實(shí)國(guó)內(nèi)這一研究領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。

（2）測(cè)評(píng)工具創(chuàng)新?；趪?guó)內(nèi)外已有的測(cè)試工具，開(kāi)發(fā)出適合測(cè)試我國(guó)中小學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的測(cè)評(píng)工具，具有推廣價(jià)值。

（3）統(tǒng)計(jì)方法創(chuàng)新。在測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)分析中，將采用定量評(píng)價(jià)與質(zhì)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。對(duì)于定量數(shù)據(jù)采用項(xiàng)目反應(yīng)理論（IRT）進(jìn)行大量不同年級(jí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和等值計(jì)算，能夠從統(tǒng)計(jì)方法上更加科學(xué)的分析教學(xué)設(shè)計(jì)效果和中小學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其他相關(guān)研究具有借鑒意義。

3.研究思路與方法

3.1研究思路

本課題將采取模塊化的研究過(guò)程。如圖1所示，本課題分為科學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)階框架構(gòu)建、基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型構(gòu)建、教學(xué)設(shè)計(jì)模型的實(shí)踐應(yīng)用和檢驗(yàn)三大模塊，其中第二模塊包括教學(xué)設(shè)計(jì)理論模型構(gòu)建和教學(xué)資源開(kāi)發(fā)兩個(gè)子模塊，第三模塊包括實(shí)踐運(yùn)用和效果檢驗(yàn)兩個(gè)子模塊。

依據(jù)即將頒布的高中科學(xué)相關(guān)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中所提出的科學(xué)各學(xué)科的核心素養(yǎng)，并參考國(guó)內(nèi)外學(xué)習(xí)進(jìn)階的文獻(xiàn)，繪制科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)階假設(shè)。在此基礎(chǔ)上，以提高科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，從常態(tài)課的視角，建構(gòu)適合概念課、規(guī)律課、實(shí)驗(yàn)課、講評(píng)課和復(fù)習(xí)課等不同課型的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，并開(kāi)發(fā)適合教師使用的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件、教學(xué)視頻和學(xué)生使用的學(xué)習(xí)任務(wù)單等教學(xué)和學(xué)習(xí)資源。在對(duì)理論模型和教學(xué)案例的實(shí)踐運(yùn)用后，借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)典的測(cè)試量表或自編量表，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，并組織專(zhuān)家對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)議，不斷完善教學(xué)設(shè)計(jì)模型和教學(xué)案例。3.2研究方法(1)文獻(xiàn)法

收集國(guó)內(nèi)外核心素養(yǎng)、學(xué)習(xí)進(jìn)階和教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)和課程標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)整理、分析、歸納后初步建構(gòu)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階假設(shè)和教學(xué)設(shè)計(jì)模型。

(2)調(diào)查法

1)問(wèn)卷調(diào)查法：本研究中將進(jìn)行前、后測(cè)，以中小學(xué)生為研究對(duì)象，調(diào)查學(xué)生在教學(xué)前、后在科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)本質(zhì)方面的發(fā)展情況。

2)專(zhuān)家咨詢法(Delphi法)：邀請(qǐng)專(zhuān)家進(jìn)行案例討論，有效性評(píng)估。得到的案例反饋的評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)既作為框架建構(gòu)的調(diào)整參考，也是教學(xué)設(shè)計(jì)模型和案例的修訂依據(jù)。

（3）案例法

選取若干課程開(kāi)發(fā)者和典型教師（荊州市3名、武漢市1名、北京、廣州、襄陽(yáng)各1名），進(jìn)行一系列教學(xué)設(shè)計(jì)案例開(kāi)發(fā)（約一至三個(gè)月），授課、聽(tīng)課并錄像。

（4）教育實(shí)驗(yàn)法

采用教育實(shí)驗(yàn)方法和行動(dòng)研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班對(duì)比的方式，課程教學(xué)完成后，進(jìn)行后測(cè)，比較和分析教學(xué)效果。

3.3實(shí)施步驟

第一階段：構(gòu)建科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)階框架；

（2017年6月-2017年9月）

第二階段：構(gòu)建基于科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型；（2017年9月-2018年1月）

第三階段：開(kāi)發(fā)供教師和學(xué)生使用的教學(xué)案例，設(shè)計(jì)評(píng)測(cè)工具；（2018年1月