.PAGE12課題論證報告基于科學學科核心素養進階的教學設計研究開題實施方案1.研究背景與意義1.1問題的提出隨著“雙減”的實施，以及強調學生綜合素質能力提升的政策背景下，素質教育被推向了話題中心。而隨著不同的藝術科目納入必考，素質教育也從“非剛需”走向了“剛需”，成為綜合評價中的重要一環，也成為了家長們必須重視的一環。教育和樹人必須要談孩子的核心素養，孩子發展核心素養是他們適應當今與未來發展的最關鍵的一種素養。教育它是一個相當長期的行為，我們要回到教育的初心，反思教育的根本目標。很多時候，孩子們缺的不是課本上的知識，而是做人方面的知識，這就說明素質教育的重要性了。作為父母，不僅要讓孩子成才，還要讓他們成人，成為真正的“人才”！孩子的童年只有?次，評價人生的方式絕不僅僅是贏在起跑線，能夠跑完馬拉松的才是高手。而減負減不掉孩子的成長，成長是需要父母與孩子共同完成的?場修行。“雙減”的目的，不僅僅是簡單為了替學生減負，而是要讓教育聚焦學生的全面發展，更重視學生的核心素養的生成與身心健康的發展。減的是無效低能的題海訓練，要變革的是被動低效，延時加量的課堂教學。“雙減”的最終目的，仍然是要不斷提升我們的教育質量，而不是降低我們的教育標準。只是這一質量不是通過加班加點、補課延時，以犧牲師生家長的身心健康，單純地去追求“考試成績”的那種單面分數指標，只有能全方位衡量孩子成長發展的各項重要指標，才是真正的教育綠色質量。可要追求這一綠色質量，要從最基本的日常教育單元著手，每天師生共享共生的課堂，才是“雙減”能否真正落地的關健之處。“雙減”是要給學生留下一定的自我空間，讓他們有更多的個體發展的選擇與嘗試，改被動式的“管、卡、壓”到主動式的自我認知和自主發展。教師的教，要從原有簡單的知識傳授過渡到“賦能驅動”，學生學習的動能，由外在“考試”的壓力轉化成探索發現自我與世界的內驅力。過去我們的教學狀態是：重教法輕學法、重知識輕能力、重結果輕過程、重素質輕素養、重技巧輕通法、重效率輕效益。在大容量、高密度、快節奏的大班教學中，淡化了學生的自主合作學習，以教師講解知識為主。教師則是參照考綱要求，考什么就教什么，把學生培養成了一個個會考試的“人才”。而核心素養下的教學新常態是：德育為先、素養為重、以生為本、多學少教、能力素養并重。比如：在物理學科中，從“雙基”教學目標到“四維”的核心素養，強調科學觀念、科學思維、科學探究和科學的態度與責任。讓學生在接受物理教育過程中逐步形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。全面提高每一個學生的科學素養是科學課程的核心理念，科學學科核心素養的培養則是當代科學教育的發展趨勢。我國在世紀之交的基礎教育課程改革中，提出了提高學生科學素養的理念，就是要將只注重對學生科學知識的傳授轉向全面的提高學生科學素養的教育。但是十年時間，我國基礎教育對學生科學素養的培養效果仍然十分有限，在中小學知識割裂和科學素養要素無法整合的情況下，學生的科學素養沒有得到完整和持續連貫的發展。在“少而精（lessismore）”和“更少、更清、更高（fewer，clearer，higher）”等課程設計新理念指導下，核心素養、學習進階等整合化概念的提出無疑是解決這一矛盾的嘗試。作為核心素養的載體與體現，學科核心素養逐漸引起學界的關注。我國當前即將頒布的新一輪高中課程標準正是基于學科核心素養來建構課程體系，符合國際科學課程改革趨勢。1.2課題界定科學學科核心素養：科學學科核心素養是指科學各學科對于學生核心素養培育最有價值的東西，其突出的是科學學科價值的個性與學生成長的綜合性、整體性的有機結合，是科學學科對于學生成長的意義和價值所在。科學學科主要包括物理、化學、生物等學科，在即將頒布的高中課程標準中明確指出了各科學學科的核心素養，其中物理學科包括物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任；化學學科包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任；生物學科包括生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任。科學學科核心素養的進階：是指學生各科學學科核心素養得到連貫、一致的發展，逐漸科學、完整的過程。教學設計：是根據課程標準的要求和教學對象的特點，將教學諸要素有序安排，確定合適的教學方案的設想和計劃。教學設計是連接教育理論和教學實踐的橋梁，包括教學內容分析，學情分析，教學目標和教學重難點的確定，教學模式、策略和方法的選擇，教學資源的利用和開發，教學過程設計，教學反思和修改。1.3國內外研究的現狀和趨勢自上世紀90年代以來，“核心素養（KeyLiteracy）”就成為全球范圍內教育政策、教育實踐、教育研究領域的重要議題，國際組織與許多國家或地區相繼構建學生核心素養框架。核心素養成為一個統帥各國教育改革的上位概念，引領并拉動課程教材改革、教學方式變革、教師專業發展、教學質量評價等關鍵教育活動。受到國際經濟合作與發展組織（OECD）、聯合國教科文組織（UNESCO）、歐盟（EU）等國際組織先后開展關于核心素養研究的影響。美、英、法、德、日等眾多國家把強調“核心素養”的課程發展視為國民教育發展的基因。科學素養是核心素養之一，全民科學素養的提升是國際科學教育界核心議題之一。圍繞科學核心素養整合科學課程已成為國際主要發達國家新一輪科學課程改革的共識。2013年4月美國正式發布《新一代科學教育標準》，提出了科學與工程實踐、跨學科共通概念、學科核心概念三位一體的科學核心素養。近年來，受到美國《新課標》的影響，我國科學相關學科的高中課程標準修訂過程中均提出了各學科的學科核心素養，學科核心素養的思想勢必引領我國新一輪課程改革的發展方向。學習進階的相關研究是國際科學教育領域的研究焦點，學習進階理論源起美國，該國科學教育界在反思美國學生在國際測評中的欠佳表現時，認為重要原因之一便是其“課程內容缺乏聚焦、零散而不深入”，在此背景下，科學核心素養的建構及其相應的學習進階是美國學者寄予厚望的一劑良方。至今，學習進階及其相關研究已廣泛開展，并指導美國聯邦政府、各州及各學區的政策制定、課程開發、教學設計及教育成果評估。2012年，美國國家研究委員會（NRC）頒布的《K-12科學教育框架：實踐、共通概念及核心概念》，其內容期望通篇采用進階的形式進行表述。我國教育界的主流學術期刊《全球教育展望》、《課程·教材·教法》、《教育學報》等也紛紛刊文研究。教學設計是連接教育理論和教學實踐的橋梁，通過教學設計的改革能夠實現對學科核心素養培養的要求。目前的教學設計模型大多是基于美國教育心理學家加涅（Gagne）提出的ISD教學設計模式的進一步發展。加涅的ISD教學設計流程自1969年提出以來，對全世界各學科的課堂教學行為給予了廣泛指導。但是，科學教育不同于其他學科，學生的科學認知發展有著其特殊性和復雜性，因此需要對現有科學課程的教學設計方式有所突破。1.4選題意義與研究價值本研究將以學習進階理論為基礎，對中小學生科學相關學科的核心素養的連貫一致的教學進行本土化研究。學習進階在國際科學教育界得到了空前重視，而我國關于學習進階的實證研究工作剛剛起步，尚未在科學教育領域產生廣泛影響。基于學習進階的科學學科核心素養教學設計的研究將充實這一領域的理論和實踐研究。本研究與國際科學課程改革和國家新一輪高中科學相關課程改革相呼應，即將頒布的高中科學相關課程標準擬將“三維目標”發展為“學科核心素養”，因此本研究將為高中科學相關課程標準提出的“科學學科核心素養”教學實踐提供參考。本研究所構建的“科學學科核心素養進階的教學設計模型”可用于教學實踐，測評體系等，針對不同類型常態課和不同維度學科核心素養設計出的案例，匯集出版相關資源手冊，教學設計案例集和教學視頻集，可直接供一線教師參考使用，并可利用國培計劃等教師培訓活動對教師展開培訓，實現廣泛的社會影響。2.研究目標與內容2.1研究理論依據本研究主要基于核心素養、學習進階、認知心理學理論、建構主義學習理論和教學設計的相關理論開展研究。2.2研究目標（1）為廣大教師提供圍繞學科核心素養開展教學設計的理論模型和實踐示例，有利于教師適應課程改革的變化和開展有效的教學實踐；（2）通過進階框架的指導、教學設計的轉變和教學實踐的改革，全方位促進中小學生科學學科核心素養的連貫一致的發展；（3）理論研究與實踐研究各部分有機結合，轉變學生學習觀念、教師教學觀念。2.3研究內容（1）中小學生各維度科學學科核心素養進階框架構建對即將頒布的高中科學相關學科課程標準遴選出的各維度科學核心要素，構建進階假設和進階路徑。（2）基于科學學科核心素養進階的教學設計模型研究在科學學科核心素養進階框架的基礎上，借鑒已有的教學設計模型，構建基于科學學科核心素養進階的各類常態課和針對各具體核心素養的教學設計模型，擬包括內容分析、學情分析、教學目標與重難點、教學模式與方法選擇、教學過程等。利用提出的教學設計模型，結合我國科學相關學科課程的實際情況，開發教學資源。（3）科學學科核心素養進階框架及教學設計的檢驗廣泛收集、整理、翻譯國際權威的科學核心素養測評工具。以中小學生為樣本，結合學生科學核心素養發展的實際情況，在取樣的某些中小學進行教學實踐，和案例開發。教學實驗采用平行班對照實驗的方式，實驗班依照教學設計模型進行實踐，在此基礎上對學生的科學學科核心素養進行后測，通過學生的測評結果，對進階假設、教學設計模型和教學資源進行實時的修正、調整和完善。2.4研究假設（1）構建的科學學科核心素養進階框架，適用于描述我國中小學生各科學學科核心素養的發展現狀。（2）構建的基于科學學科核心素養進階的教學設計模型，可以指導科學相關學科教師開展基于科學學科素養進階的教學設計。（3）開發的常態課教學設計案例，可以直接在中小學概念課、規律課、實驗課、復習課、講評課等常態課中使用，并能有效提高學生的學科核心素養。2.5創新之處（1）教學設計模型創新。構建一套有理論基礎、促進學生科學核心素養連貫發展、適合在中小學科學各學科的常態課中開展、能有效測評的教學設計模型，將充實國內這一研究領域的理論基礎。（2）測評工具創新。基于國內外已有的測試工具，開發出適合測試我國中小學生科學學科核心素養的測評工具，具有推廣價值。（3）統計方法創新。在測評數據分析中，將采用定量評價與質性評價相結合的方式。對于定量數據采用項目反應理論（IRT）進行大量不同年級數據的統計和等值計算，能夠從統計方法上更加科學的分析教學設計效果和中小學生科學學科核心素養的發展現狀，對其他相關研究具有借鑒意義。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程。如圖1所示，本課題分為科學核心素養進階框架構建、基于科學學科核心素養進階的教學設計模型構建、教學設計模型的實踐應用和檢驗三大模塊，其中第二模塊包括教學設計理論模型構建和教學資源開發兩個子模塊，第三模塊包括實踐運用和效果檢驗兩個子模塊。依據即將頒布的高中科學相關學科課程標準中所提出的科學各學科的核心素養，并參考國內外學習進階的文獻，繪制科學學科核心素養的進階假設。在此基礎上，以提高科學學科核心素養為目標，從常態課的視角，建構適合概念課、規律課、實驗課、講評課和復習課等不同課型的教學設計模型，并開發適合教師使用的教學設計、教學課件、教學視頻和學生使用的學習任務單等教學和學習資源。在對理論模型和教學案例的實踐運用后，借鑒國內外經典的測試量表或自編量表，對教學效果進行檢驗，并組織專家對教學效果進行評議，不斷完善教學設計模型和教學案例。3.2研究方法(1)文獻法收集國內外核心素養、學習進階和教學設計的相關文獻和課程標準，經整理、分析、歸納后初步建構科學學科核心素養進階假設和教學設計模型。(2)調查法1)問卷調查法：本研究中將進行前、后測，以中小學生為研究對象，調查學生在教學前、后在科學觀念、科學思維、科學探究、科學本質方面的發展情況。2)專家咨詢法(Delphi法)：邀請專家進行案例討論，有效性評估。得到的案例反饋的評價和數據既作為框架建構的調整參考，也是教學設計模型和案例的修訂依據。（3）案例法選取若干課程開發者和典型教師（荊州市3名、武漢市1名、北京、廣州、襄陽各1名），進行一系列教學設計案例開發（約一至三個月），授課、聽課并錄像。（4）教育實驗法采用教育實驗方法和行動研究，通過實驗班和對照班對比的方式，課程教學完成后，進行后測，比較和分析教學效果。3.3實施步驟第一階段：構建科學學科核心素養的進階框架；（xx