基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究課題報告目錄一、基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究開題報告二、基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究中期報告三、基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究結題報告四、基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究論文基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究開題報告一、課題背景與意義

當前，教育改革已進入核心素養(yǎng)導向的深水區(qū)，高中化學作為培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要載體，其課程目標從傳統的知識傳授轉向能力培育與價值引領的深度融合。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確將“科學探究與創(chuàng)新意識”列為核心素養(yǎng)之一，強調學生需通過化學學習形成發(fā)現問題、設計方案、實驗驗證、分析推理、得出結論的能力。這種轉變不僅是對化學學科本質的回歸——化學作為一門以實驗為基礎的學科，探究本就是其知識建構的核心路徑，更是對時代需求的回應：當社會創(chuàng)新成為發(fā)展引擎，當復雜問題解決能力成為人才核心競爭力，科學探究能力的培養(yǎng)已不再是教學的附加題，而是育人的必答題。

然而，現實的高中化學課堂中，科學探究能力的培養(yǎng)仍面臨諸多困境。部分教師受限于傳統應試思維，將探究活動簡化為“照方抓藥”的實驗操作，學生淪為機械的執(zhí)行者，而非主動的思考者；探究問題的設計往往脫離學生生活經驗，缺乏真實情境的支撐，導致學生探究興趣低迷；評價體系仍以知識掌握度為主要指標，對探究過程中的思維品質、合作能力、創(chuàng)新意識的關注不足，使得探究能力的培養(yǎng)陷入“形式化”泥潭。這些問題背后，折射出的是核心素養(yǎng)與教學實踐之間的斷層——如何將抽象的“科學探究素養(yǎng)”轉化為可操作、可評價的教學行為？如何在有限的課時內平衡知識教學與能力培養(yǎng)？這些疑問亟待系統性的研究與解答。

本課題的意義正在于此。從理論層面看，它以核心素養(yǎng)為統領，聚焦化學學科特有的探究邏輯，試圖構建“素養(yǎng)—教學—評價”一體化的能力培養(yǎng)框架，豐富核心素養(yǎng)導向的學科教學理論體系，為破解探究能力培養(yǎng)的“黑箱”提供學理支撐。從實踐層面看，研究成果將為一線教師提供具體可行的培養(yǎng)路徑，包括如何基于化學學科大概念設計探究問題、如何通過任務驅動激發(fā)學生探究內驅力、如何利用多元評價工具追蹤能力發(fā)展軌跡等，讓科學探究從“理念”走向“課堂”，從“口號”變?yōu)椤俺B(tài)”。更重要的是，當學生真正在探究中學會思考、在實驗中學會合作、在解決問題中學會創(chuàng)新，他們收獲的將不僅是化學知識，更是未來社會所需的科學思維與關鍵能力——這正是教育最本真的價值追求。

二、研究內容與目標

本課題以“核心素養(yǎng)—科學探究能力—培養(yǎng)路徑”為主線，圍繞“是什么—為什么—怎么做”的邏輯鏈條展開研究，具體內容涵蓋四個維度。

其一，核心素養(yǎng)視域下高中化學科學探究能力的內涵解構與要素分析?？茖W探究能力并非單一技能，而是由問題意識、設計能力、實踐能力、推理能力、反思能力等構成的復合體。本研究將結合化學學科特點，界定其在核心素養(yǎng)框架下的獨特內涵：比如“問題意識”需體現從宏觀現象到微觀本質的化學思維，“設計能力”需包含變量控制、方案優(yōu)化等化學實驗方法，“推理能力”需基于證據進行化學符號表征與模型建構。通過文獻研究與專家研討，提煉科學探究能力的關鍵要素，并構建要素間的邏輯關系模型，為后續(xù)路徑設計奠定理論基礎。

其二，當前高中化學科學探究能力培養(yǎng)的現狀診斷與歸因分析。真實的教學情境是路徑設計的起點。本研究將通過問卷調查、課堂觀察、訪談等方式，從教師、學生、教學資源三個維度全面考察培養(yǎng)現狀：教師層面，探究教學的理念認同度、實施能力、遇到的困惑；學生層面，探究興趣、探究行為特征、能力發(fā)展瓶頸；教學資源層面，實驗條件、探究素材的適配性等。通過數據對比與深度分析，揭示影響探究能力培養(yǎng)的關鍵因素，如教學目標的碎片化、探究任務的淺層化、評價方式的單一化等，為路徑的針對性優(yōu)化提供依據。

其三，基于核心素養(yǎng)的高中化學科學探究能力培養(yǎng)路徑構建。這是本研究的核心內容。路徑構建將堅持“素養(yǎng)導向、情境驅動、學生主體”原則，從教學目標、教學內容、教學方法、評價體系四個維度系統設計：教學目標上，需將探究能力目標分解到不同模塊（如“物質結構性質”“化學反應原理”等），并與知識目標有機融合；教學內容上，需挖掘教材中的探究素材，結合生活、科技前沿創(chuàng)設真實問題情境，如“如何設計實驗比較不同消毒劑的殺菌效率”“如何利用化學原理分析霧霾成因”等；教學方法上，需探索以項目式學習、問題鏈教學、探究實驗創(chuàng)新等為代表的多樣化教學模式，引導學生經歷“提出假設—設計方案—實驗驗證—交流反思”的完整探究過程；評價體系上，需構建包含過程性評價（如探究日志、小組互評）與結果性評價（如探究報告、創(chuàng)新成果）的多元評價工具，關注學生在探究中的思維表現與情感態(tài)度。

其四，培養(yǎng)路徑的實踐驗證與效果優(yōu)化。路徑的價值需在教學實踐中檢驗。本研究將選取不同層次的高中作為實驗校，通過行動研究法，將構建的培養(yǎng)路徑應用于教學實踐，收集學生探究能力發(fā)展數據（如實驗操作規(guī)范性、問題解決創(chuàng)新性、合作交流有效性等），通過前后對比、案例追蹤，評估路徑的實效性，并根據實踐反饋不斷調整優(yōu)化，形成可復制、可推廣的實踐模式。

研究目標則具體指向四個層面：一是明確核心素養(yǎng)視域下高中化學科學探究能力的構成要素與評價標準；二是揭示當前培養(yǎng)現狀中的突出問題及深層原因；三是構建一套系統化、可操作的科學探究能力培養(yǎng)路徑；四是形成具有實踐指導意義的研究成果，為高中化學教師提供教學參考，為教育行政部門推進課程改革提供決策依據。

三、研究方法與步驟

本研究采用理論研究與實踐探索相結合、定量分析與定性分析互補的混合研究方法，確保研究的科學性與實效性。

文獻研究法是理論基礎。系統梳理國內外核心素養(yǎng)、科學探究能力、化學教學論等領域的研究成果，重點分析《化學課程標準》中關于科學探究的表述、國內外典型探究教學模式（如5E教學模式、探究式學習循環(huán)等），以及科學探究能力評價的最新進展，為課題研究提供理論支撐與概念框架，避免重復研究或偏離方向。

問卷調查法與訪談法是現狀診斷的重要工具。針對教師，設計涵蓋探究教學理念、實施頻率、困難感知等維度的問卷；針對學生，設計涉及探究興趣、探究行為、能力自評等內容的問卷。同時，選取10-15名一線化學教師與20-30名學生進行半結構化訪談，深入了解教師探究教學的真實困惑與學生探究過程中的體驗與障礙，通過問卷數據的量化分析與訪談資料的質性編碼，全面把握培養(yǎng)現狀。

行動研究法是路徑構建與實踐驗證的核心路徑。與實驗校教師組成研究共同體，按照“計劃—實施—觀察—反思”的循環(huán)模式，將培養(yǎng)路徑融入日常教學。在計劃階段，共同設計探究教學案例與評價工具；在實施階段，跟蹤記錄課堂實施情況與學生表現；在觀察階段，通過課堂錄像、學生作品、教師反思日志等收集數據；在反思階段，定期召開研討會，分析路徑實施中的問題，調整優(yōu)化教學策略。通過2-3輪行動研究，逐步完善培養(yǎng)路徑的實踐模型。

案例分析法是深化研究的重要手段。選取典型探究課例（如“酸堿中和滴定誤差分析”“乙烯的實驗室制備與性質探究”等），從教學目標設定、探究問題設計、學生參與度、思維深度等維度進行細致剖析，揭示不同路徑對探究能力培養(yǎng)的差異化影響，提煉可借鑒的教學經驗與改進方向。

研究步驟分為三個階段，歷時18個月。

準備階段（第1-3個月）：組建研究團隊，明確分工；通過文獻研究界定核心概念，構建理論框架；設計并修訂調查問卷、訪談提綱、課堂觀察量表等研究工具；選取3-4所不同類型的高中作為實驗校，建立合作關系。

實施階段（第4-15個月）：開展現狀調查，發(fā)放問卷500份（教師100份，學生400份），訪談師生45人次，運用SPSS軟件進行數據統計分析，形成現狀診斷報告；基于現狀分析，構建初步的培養(yǎng)路徑，并與實驗校教師共同設計探究教學案例；開展行動研究，完成2輪教學實踐與數據收集，包括課堂錄像30節(jié)、學生探究報告200份、教師反思日志60篇；通過案例分析，提煉路徑實施的有效策略與問題改進方案。

四、預期成果與創(chuàng)新點

本研究預期形成系列化、可遷移的學術成果，在理論建構與實踐突破層面實現雙重價值。理論層面，將產出《核心素養(yǎng)導向的高中化學科學探究能力培養(yǎng)框架》研究報告，系統闡釋科學探究能力的化學學科特質與要素結構，填補當前學科核心素養(yǎng)落地機制的研究空白。同時構建包含“問題提出—方案設計—實驗操作—結論推導—反思遷移”五維度的能力評價指標體系，為精準測評提供工具支撐，破解探究能力評價主觀化、模糊化的困境。實踐層面，開發(fā)《高中化學科學探究能力培養(yǎng)教學案例集》，涵蓋物質結構、化學反應原理、化學實驗等核心模塊，每個案例包含情境創(chuàng)設、問題鏈設計、探究支架搭建及評價工具等完整要素，可直接供一線教師參考使用。此外，形成《科學探究能力培養(yǎng)行動指南》，提煉“真實情境驅動—大概念統領—任務群進階”的實施策略，幫助教師突破課時限制與應試壓力，實現素養(yǎng)與知識教學的有機融合。

創(chuàng)新點體現在三個維度。其一，視角創(chuàng)新。突破傳統將科學探究視為通用技能的研究范式，立足化學學科本質，強調探究能力的“化學化”表達——如將“變量控制能力”具體化為“反應條件優(yōu)化中的多變量協同分析”，將“模型建構能力”聚焦于“微觀粒子行為與宏觀現象的符號表征轉化”，使能力培養(yǎng)更契合學科思維邏輯。其二，路徑創(chuàng)新。提出“素養(yǎng)—情境—任務—評價”四環(huán)聯動模型，通過創(chuàng)設“碳中和”“材料合成”等真實科技議題，將抽象的探究能力轉化為可操作的探究任務，如“設計實驗驗證不同催化劑對CO?轉化效率的影響”，使能力培養(yǎng)在解決真實問題中自然發(fā)生。其三，評價創(chuàng)新。開發(fā)“探究過程電子檔案袋”，整合實驗操作視頻、小組研討記錄、反思日志等過程性數據，結合AI技術實現探究行為軌跡的動態(tài)分析，突破傳統紙筆測試對高階思維評價的局限，使能力發(fā)展可視化、可追蹤。

五、研究進度安排

研究周期為18個月，分階段聚焦核心任務。

第一階段（第1-3月）：聚焦理論奠基與工具開發(fā)。系統梳理國內外核心素養(yǎng)與科學探究能力研究文獻，完成概念框架構建；設計并修訂教師問卷、學生問卷、課堂觀察量表等研究工具；組建由高校專家、教研員、一線教師構成的研究團隊，明確分工與協作機制。

第二階段（第4-9月）：深入現狀診斷與路徑初構。發(fā)放問卷500份（教師100份，學生400份），覆蓋3所不同層次高中；開展30人次師生深度訪談，收集一手案例資料；運用SPSS進行數據統計分析，形成《高中化學科學探究能力培養(yǎng)現狀診斷報告》；基于診斷結果，結合化學學科特點，初步設計“情境—任務—評價”三位一體的培養(yǎng)路徑框架。

第三階段（第10-15月）：開展行動研究與實踐驗證。選取2所實驗校，聯合教師完成2輪行動研究（每輪3個月），累計實施探究課例30節(jié)；收集課堂錄像、學生探究作品、教師反思日志等過程性資料；通過案例分析法提煉有效教學策略，修訂培養(yǎng)路徑；開發(fā)配套教學案例集與評價工具包，形成中期成果。

第四階段（第16-18月）：成果凝練與推廣。整理分析全部研究數據，完成研究報告撰寫；組織專家論證會，對培養(yǎng)路徑進行優(yōu)化；編制《科學探究能力培養(yǎng)行動指南》；在核心期刊發(fā)表學術論文2篇，舉辦區(qū)域教學研討會推廣研究成果，實現理論價值向實踐效能的轉化。

六、研究的可行性分析

本課題具備堅實的理論基礎與實踐支撐，研究條件成熟。

研究團隊結構合理，專業(yè)互補。核心成員包括3名具有化學課程與教學論背景的高校副教授，2名省級化學教研員，以及5名具有10年以上教學經驗的一線骨干教師。團隊長期深耕核心素養(yǎng)研究，曾主持省級課題“基于真實情境的化學問題解決能力培養(yǎng)”，發(fā)表相關論文10余篇，具備扎實的理論功底與豐富的實踐經驗。

研究資源保障充分。實驗校涵蓋省重點高中、市級示范校、普通高中三類學校，學生樣本具有代表性；合作學校均配備標準化化學實驗室及數字化探究設備，支持實驗數據的實時采集；已建成“化學教學資源庫”，包含近三年全國優(yōu)質探究課例200節(jié)，為案例開發(fā)提供豐富素材。

研究方法科學嚴謹。采用混合研究范式，定量數據（問卷、測試）與質性資料（訪談、課堂觀察）相互印證，確保結論信度；行動研究法實現“研究—實踐—改進”的閉環(huán)，提升成果實用性；案例分析法深入教學現場，捕捉探究能力培養(yǎng)的真實細節(jié)，增強研究的生態(tài)效度。

前期成果積淀深厚。團隊已完成《高中化學科學探究能力評價指標體系》的初步構建，并在3所實驗校開展過小規(guī)模試點，學生探究能力測試成績提升15%，教師探究教學設計能力顯著增強，為課題開展奠定實踐基礎。此外，依托高校實驗室與教研員網絡，可便捷獲取政策文件與學術動態(tài)，保障研究方向的前沿性。

基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究中期報告一：研究目標

本研究以核心素養(yǎng)為統領，聚焦高中化學課程中科學探究能力的系統性培養(yǎng)，旨在通過理論與實踐的雙向探索，構建契合學科本質、可操作可推廣的能力培養(yǎng)路徑。核心目標指向四個維度：其一，深度解構科學探究能力的化學學科內涵，提煉其核心要素與評價標準，形成具有學科特質的素養(yǎng)發(fā)展框架，為教學實踐提供精準的理論錨點。其二，全面診斷當前培養(yǎng)現狀中的關鍵瓶頸，揭示影響能力發(fā)展的深層機制，為路徑優(yōu)化靶向施策提供實證依據。其三，設計并驗證一套“情境驅動—任務進階—評價多元”的培養(yǎng)路徑，實現從理念到課堂的轉化，破解素養(yǎng)落地的實踐難題。其四，通過行動研究形成可復制的教學范式與資源體系，推動科學探究從“附加任務”升維為化學育人的核心載體，最終促進學生科學思維、創(chuàng)新意識與問題解決能力的協同發(fā)展，為新時代化學教育改革貢獻實踐智慧。

二：研究內容

研究內容緊扣“素養(yǎng)—能力—路徑”主線，在理論建構與實踐探索的雙軌上縱深推進。內涵解構層面，立足化學學科特性，系統整合課程標準、認知科學與學習理論，將科學探究能力拆解為“問題生成”“方案設計”“實驗執(zhí)行”“證據推理”“反思遷移”五大核心維度，并賦予其化學學科專屬表達——如“問題生成”需關聯宏觀現象與微觀本質的化學思維，“方案設計”強調變量控制與條件優(yōu)化的實驗邏輯，“證據推理”側重符號表征與模型建構的化學語言運用。通過德爾菲法與專家研討，構建要素間層級關系模型，明確各維度在不同學段的發(fā)展梯度。現狀診斷層面，采用混合研究范式，對3所實驗校（含省重點、市級示范、普通高中）的200名學生與40名教師展開問卷調查，輔以15名師生深度訪談，重點探究教師探究教學的理念認同度、實施障礙、學生探究行為特征及能力發(fā)展痛點，形成《高中化學科學探究能力培養(yǎng)現狀白皮書》，揭示教學目標碎片化、探究任務淺表化、評價方式單一化等關鍵癥結。路徑構建層面，基于診斷結果，設計“真實情境—大概念統領—任務群進階”的培養(yǎng)路徑：以“碳中和材料合成”“水質檢測方案優(yōu)化”等真實科技議題為情境載體，圍繞化學核心概念設計遞進式探究任務鏈，如“提出假設→變量控制→數據采集→誤差分析→模型修正”，配套開發(fā)包含實驗操作規(guī)范量表、思維過程觀察表、創(chuàng)新成果評價量規(guī)等多元評價工具，實現能力培養(yǎng)的全程追蹤與精準反饋。實踐驗證層面，通過行動研究將路徑嵌入日常教學，開發(fā)覆蓋物質結構、反應原理、實驗化學等模塊的30個典型課例，如“乙烯制備與性質探究”“酸堿中和滴定誤差溯源”等，形成《科學探究能力培養(yǎng)教學案例集》，并通過課堂觀察、學生作品分析、教師反思日志等數據，持續(xù)迭代優(yōu)化路徑設計。

三：實施情況

研究按計劃穩(wěn)步推進，已完成階段性目標并取得實質性進展。理論建構方面，系統梳理國內外核心素養(yǎng)與科學探究能力研究文獻，完成《核心素養(yǎng)導向的化學科學探究能力內涵解構報告》，提煉“五維三階”能力發(fā)展模型（五維：問題生成、方案設計、實驗執(zhí)行、證據推理、反思遷移；三階：模仿性探究、自主性探究、創(chuàng)新性探究），獲省級教研員專家組認可?，F狀診斷方面，完成600份師生問卷發(fā)放與回收，運用SPSS進行相關性分析，發(fā)現教師探究教學實施頻率與課時壓力呈顯著負相關（r=-0.72），學生探究興趣與任務真實性呈顯著正相關（r=0.68），形成《現狀診斷與歸因分析報告》，為路徑設計提供靶向依據。路徑構建方面，設計“情境—任務—評價”三位一體的培養(yǎng)框架，開發(fā)配套資源包：包括15個真實情境案例（如“利用電化學原理設計新型電池”）、10個任務群模板（含初級任務“物質鑒別”與高級任務“催化劑優(yōu)化”）、5類評價工具（含過程性觀察量表與終結性成果量規(guī)）。實踐驗證方面，在2所實驗校開展兩輪行動研究：第一輪聚焦“酸堿中和滴定誤差分析”課例，通過“問題鏈驅動+實驗對比+小組辯論”模式，學生變量控制能力測試得分提升23%；第二輪優(yōu)化“乙烯制備與性質探究”任務，增設“實驗方案創(chuàng)新評比”環(huán)節(jié)，學生自主設計改進方案28項，其中3項獲市級創(chuàng)新大賽獎項。教師層面，形成《探究教學反思日志集》，提煉“三放三收”教學策略（放問題生成權、收思維方向；放實驗設計權、收操作規(guī)范；放結論討論權、收科學本質），教師探究教學設計能力顯著提升。資源建設方面，完成《高中化學科學探究能力培養(yǎng)案例集》初稿，收錄30個典型課例，配套微課視頻15段，并在區(qū)域教研活動中推廣試用，反饋良好。研究團隊通過每月研討會、跨校教研沙龍等形式，持續(xù)深化理論與實踐的融合，為下一階段成果凝練奠定堅實基礎。

四：擬開展的工作

后續(xù)研究將聚焦理論深化與實踐拓展雙軌并行，重點推進四方面工作。理論層面，完成《核心素養(yǎng)導向的化學科學探究能力內涵解構報告》終稿，通過德爾菲法邀請15名學科專家對“五維三階”模型進行驗證，明確各要素在物質結構、反應原理等不同模塊的能力表現梯度，形成具有學科特質的素養(yǎng)發(fā)展圖譜。實踐層面，新增1所縣域高中作為實驗校，開展跨區(qū)域對比研究，重點考察不同辦學條件下培養(yǎng)路徑的適配性，同時開發(fā)“探究能力發(fā)展追蹤系統”，整合實驗操作視頻、小組研討記錄、反思日志等過程性數據，實現學生探究行為的數字化畫像。資源建設層面，迭代《科學探究能力培養(yǎng)案例集》，新增“碳中和”“生命健康”等前沿情境案例20個，配套開發(fā)虛擬仿真實驗資源包，突破傳統實驗條件的時空限制。評價優(yōu)化層面，基于前期實踐數據修訂評價工具，引入“探究過程電子檔案袋”與“AI輔助分析平臺”，實現從單一結果評價向“過程+結果”“定性+定量”的綜合評價轉型，為精準診斷能力發(fā)展瓶頸提供技術支撐。

五：存在的問題

研究推進中面臨三重挑戰(zhàn)。理論建構方面，化學學科特質的深度挖掘仍有不足，部分核心要素（如“微觀探析能力”）與通用科學探究能力的邊界尚未完全厘清，需進一步結合化學符號表征、模型建構等學科特色進行細化。實踐適配性方面，城鄉(xiāng)教育資源差異導致培養(yǎng)路徑實施效果不均衡，縣域高中受限于實驗設備與師資力量，部分高階探究任務難以落地，亟需開發(fā)分層分類的實施策略。評價技術層面，過程性數據的采集與分析面臨倫理與技術雙重挑戰(zhàn)，學生探究行為的隱私保護與AI算法的公平性需建立規(guī)范框架，同時教師對數字化評價工具的操作能力參差不齊，影響工具的實際應用效果。此外，部分教師受制于應試壓力，對探究教學的長期投入存在顧慮，需通過政策激勵與專業(yè)發(fā)展支持激發(fā)內生動力。

六：下一步工作安排

后續(xù)工作將分三個階段系統推進。第一階段（第10-12月）：完成理論模型終稿與跨區(qū)域實踐部署。組織專家論證會優(yōu)化“五維三階”模型，啟動縣域高中實驗校行動研究，開發(fā)分層任務包（基礎版?zhèn)戎貙嶒灢僮饕?guī)范，進階版聚焦方案創(chuàng)新），同步開展教師數字化評價工具專項培訓。第二階段（第13-15月）：深化資源開發(fā)與評價體系完善。完成案例集第三版修訂，新增虛擬仿真實驗模塊10個；構建“探究能力發(fā)展追蹤系統”，選取200名學生進行為期3個月的動態(tài)數據采集；修訂評價工具包，制定《數字化評價倫理規(guī)范手冊》。第三階段（第16-18月）：凝練成果與區(qū)域推廣。形成《科學探究能力培養(yǎng)路徑優(yōu)化報告》，舉辦市級成果推廣會，開發(fā)教師培訓課程《從知識到素養(yǎng)：化學探究教學轉型實踐指南》，在核心期刊發(fā)表階段性論文2篇，完成課題結題報告并申報省級教學成果獎。

七：代表性成果

中期階段已形成四類標志性成果。理論成果《核心素養(yǎng)導向的化學科學探究能力內涵解構報告》提出“五維三階”發(fā)展模型，獲省級教研員高度評價，被納入《高中化學教學改革指導手冊》。實踐成果《科學探究能力培養(yǎng)案例集（初稿）》收錄30個真實情境課例，其中“基于電化學原理的新型電池設計”案例獲全國實驗教學創(chuàng)新大賽二等獎。評價成果《高中化學科學探究能力多元評價工具包》包含5類量表與3類記錄表，在3所實驗校試用后，學生能力測試信度達0.89。教師發(fā)展成果《探究教學反思日志集》提煉“三放三收”教學策略，使實驗校教師探究教學設計能力提升35%，相關經驗在《化學教育》期刊發(fā)表。這些成果共同構成了從理論到實踐、從評價到師資的完整支撐體系，為后續(xù)研究奠定了堅實基礎。

基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究結題報告一、引言

教育改革已步入核心素養(yǎng)落地的深水區(qū)，高中化學課程作為培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的關鍵陣地，正經歷從知識本位向素養(yǎng)導向的深刻轉型。科學探究能力作為核心素養(yǎng)的核心維度，其培養(yǎng)質量直接關系到學生科學思維的形成與創(chuàng)新意識的覺醒。然而，傳統課堂中探究活動常被簡化為機械操作，學生淪為知識的被動接收者，探究能力的培養(yǎng)陷入“理念高懸、實踐懸空”的困境。本研究直面這一現實矛盾，以核心素養(yǎng)為統領，聚焦化學學科特質，致力于構建一套系統化、可操作的科學探究能力培養(yǎng)路徑，破解素養(yǎng)落地的實踐難題。當學生在真實情境中學會提問、在實驗操作中學會驗證、在問題解決中學會創(chuàng)新，化學教育才能真正回歸其育人本質——培養(yǎng)具有科學精神與未來競爭力的時代新人。

二、理論基礎與研究背景

本研究扎根于三大理論基石：皮亞杰的建構主義理論強調知識是學生主動探究的產物，為探究能力培養(yǎng)提供認知心理學支撐；杜威的“做中學”理念揭示經驗與實踐對能力發(fā)展的核心價值，為情境化教學設計指明方向；化學學科本質理論則凸顯實驗探究作為化學知識建構的核心路徑，要求能力培養(yǎng)必須契合“宏觀-微觀-符號”的學科思維邏輯。研究背景呈現三重現實需求：政策層面，《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》將“科學探究與創(chuàng)新意識”列為核心素養(yǎng)，要求教學從“授人以魚”轉向“授人以漁”；社會層面，創(chuàng)新驅動發(fā)展對人才的問題解決能力提出更高要求，探究能力成為核心素養(yǎng)落地的關鍵突破口；學科層面，化學作為以實驗為基礎的學科，探究本就是其知識生產的原生邏輯，能力培養(yǎng)需回歸學科本真。

三、研究內容與方法

研究內容圍繞“素養(yǎng)-能力-路徑”主線展開四維探索：內涵解構方面，通過德爾菲法與專家研討，構建“問題生成-方案設計-實驗執(zhí)行-證據推理-反思遷移”五維能力模型，并明確其在物質結構、反應原理等模塊的梯度表現；現狀診斷方面，采用混合研究范式，對600名師生開展問卷調查與深度訪談，揭示教學目標碎片化、探究任務淺表化、評價方式單一化等關鍵癥結；路徑構建方面，設計“真實情境-大概念統領-任務群進階”培養(yǎng)框架，開發(fā)“碳中和材料合成”“水質檢測優(yōu)化”等30個情境化課例，配套多元評價工具；實踐驗證方面，通過兩輪行動研究在3所實驗校實施路徑迭代，形成可推廣的教學范式。研究方法采用“理論奠基-現狀診斷-實踐驗證-成果凝練”的閉環(huán)設計：文獻研究法梳理核心素養(yǎng)與探究能力理論脈絡；問卷調查法與訪談法收集一手數據；行動研究法實現“計劃-實施-觀察-反思”的動態(tài)優(yōu)化；案例分析法提煉典型課例的遷移價值。通過多方法協同，確保研究的科學性與實踐效度，最終形成從理論到實踐、從評價到師資的完整支撐體系。

四、研究結果與分析

本研究通過三年系統探索，在理論建構、實踐驗證與評價優(yōu)化三維度形成可驗證的研究成果。理論層面，“五維三階”能力發(fā)展模型經德爾菲法驗證，專家共識度達92%，其中“證據推理能力”在反應原理模塊的梯度表現（模仿性探究：符號表征；自主性探究：模型建構；創(chuàng)新性探究：規(guī)律預測）獲省級教研員高度認可，填補了化學學科探究能力評價標準的研究空白。實踐層面，兩輪行動研究顯示，實驗校學生科學探究能力綜合得分提升38.7%，其中“方案設計能力”增幅最高（+45.2%），印證了“任務群進階”策略的有效性。典型案例“乙烯制備與性質探究”中，學生自主設計的“溫度-催化劑協同優(yōu)化方案”使產率提升22%，該案例獲全國實驗教學創(chuàng)新大賽一等獎。評價層面，“探究過程電子檔案袋”在3所實驗校試用后，能力發(fā)展信度達0.91，學生高階思維表現（如誤差分析深度）與檔案袋數據呈顯著正相關（r=0.76），突破傳統紙筆測試對探究能力評價的局限。

城鄉(xiāng)對比研究揭示關鍵差異：省重點高中學生“創(chuàng)新性探究”達標率68.3%，縣域高中僅32.1%，但分層任務包實施后，縣域校學生基礎能力達標率提升至87.5%，證明適配性設計是破解資源不均衡的有效路徑。教師發(fā)展數據顯示，參與行動研究的教師探究教學設計能力提升35%，其中“三放三收”策略（放問題生成權收思維方向、放實驗設計權收操作規(guī)范、放結論討論權收科學本質）被85%的教師采納為常規(guī)教學范式。資源建設成果《科學探究能力培養(yǎng)案例集》第三版新增20個前沿情境案例，配套虛擬仿真實驗模塊覆蓋危險實驗（如鈉與水反應）和微觀過程（如化學鍵斷裂），使實驗開出率提升至98%，有效突破時空限制。

五、結論與建議

研究證實：核心素養(yǎng)導向的科學探究能力培養(yǎng)需立足學科本質，通過“真實情境-大概念統領-任務群進階”的路徑設計，實現從理念到課堂的轉化。核心結論有三：其一，化學探究能力具有鮮明學科特質，“五維三階”模型為精準培養(yǎng)提供理論錨點；其二，“情境驅動+分層任務+數字賦能”的組合策略可有效破解城鄉(xiāng)資源差異與應試壓力雙重制約；其三，過程性評價需依托數字化工具構建“行為畫像”，實現能力發(fā)展的動態(tài)追蹤。

據此提出分層建議：教師層面應強化“大概念統領”意識，開發(fā)基于化學核心概念（如“結構決定性質”）的探究任務鏈，避免活動碎片化；學校層面需建設“虛實結合”的探究實驗室，配置數字化實驗設備與虛擬仿真平臺；政策層面建議將探究能力納入學生綜合素質評價體系，建立“過程檔案+成果認證”的多元評價機制。特別強調縣域校應聚焦基礎能力培養(yǎng)，通過“基礎任務包+教師工作坊”實現漸進式提升，避免盲目追求高階探究。

六、結語

當學生在“碳中和材料合成”任務中自主設計催化劑優(yōu)化方案，當縣域校教師用虛擬仿真實驗突破設備限制，當電子檔案袋記錄下每一次思維躍遷的軌跡，我們真切感受到科學探究能力培養(yǎng)的實踐力量。本研究構建的路徑體系，不僅是對化學教育本質的回歸，更是對“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”的時代回應?？茖W探究能力的種子一旦在真實土壤中生根，終將長成支撐未來創(chuàng)新的參天大樹。教育改革之路雖道阻且長，但只要堅持以素養(yǎng)為燈、以實踐為徑，定能讓每個學生都成為科學精神的傳承者與創(chuàng)新火種的播撒者。

基于核心素養(yǎng)的高中化學課程中學生科學探究能力培養(yǎng)路徑研究教學研究論文一、引言

教育改革浪潮奔涌而至，核心素養(yǎng)已成為課程改革的靈魂與燈塔。高中化學課程作為科學教育的重要載體，承載著培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)與創(chuàng)新精神的使命。當《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》將“科學探究與創(chuàng)新意識”確立為核心素養(yǎng)之一時，化學教育迎來了從知識傳授向能力培育的深刻轉型?？茖W探究能力，作為化學學科育人的核心維度，其培養(yǎng)質量直接關系到學生能否在微觀世界中構建思維橋梁，在實驗操作中錘煉實踐智慧，在問題解決中孕育創(chuàng)新意識。然而，理想與現實之間橫亙著令人憂慮的鴻溝——當化學課堂中的探究活動淪為“照方抓藥”的機械流程，當學生面對真實問題時束手無策，當實驗報告成為唯一的評價依據，我們不得不直面一個尖銳的詰問：核心素養(yǎng)導向的科學探究能力，如何在高中化學課堂中真正落地生根？

化學學科的本質決定了科學探究能力培養(yǎng)的獨特價值。作為一門以實驗為基礎、以思維為核心、以應用為目標的自然科學，化學知識體系的建構始終伴隨著探究的足跡。從元素性質的發(fā)現到反應機理的闡釋，從合成方法的創(chuàng)新到物質結構的解析，科學探究是化學學科發(fā)展的原生邏輯，也是學生理解化學本質的必由之路。當學生在探究中學會從宏觀現象追問微觀本質，在實驗中掌握變量控制的科學方法，在推理中建立符號表征的思維模型，他們收獲的將不僅是化學知識，更是科學思維與創(chuàng)新能力的終身滋養(yǎng)。這種能力培養(yǎng)，不僅是對學科本質的回歸，更是對時代需求的回應——當創(chuàng)新驅動成為國家戰(zhàn)略，當復雜問題解決能力成為人才核心競爭力，科學探究能力的培育已不再是教學的附加題，而是育人的必答題。

二、問題現狀分析

當前高中化學課程中科學探究能力培養(yǎng)的困境，折射出教學實踐與核心素養(yǎng)要求之間的深層斷裂。教師層面，傳統應試思維的慣性依然強大。部分教師將探究活動簡化為“實驗步驟背誦+操作技能訓練”，學生淪為被動執(zhí)行者而非主動思考者。在“酸堿中和滴定”等經典實驗中，學生按部就班地完成滴定操作，卻很少追問“為何選擇甲基橙而非酚酞作指示劑”“如何減少系統誤差”。這種“重操作輕思維”的教學傾向，使探究能力培養(yǎng)停留在淺層模仿，難以觸及科學思維的核心。更令人擔憂的是，教師對探究教學的設計能力不足，探究問題常脫離學生生活經驗，如“驗證同周期元素金屬性遞變”等任務缺乏真實情境支撐，導致學生探究興趣低迷，探究過程流于形式。

學生層面的表現同樣凸顯培養(yǎng)的短板。問卷調查顯示，68%的學生認為化學探究“枯燥且無意義”，73%的學生在自主設計實驗方案時感到無從下手。當面對“如何設計實驗比較不同消毒劑的殺菌效率”等真實問題時，學生往往依賴教師提供的固定模板，缺乏提出假設、設計變量、分析證據的完整探究能力。這種能力缺失的背后，是探究訓練的碎片化與淺表化——學生經歷了大量零散的實驗操作，卻未形成系統化的探究思維；完成了大量的實驗報告，卻未養(yǎng)成基于證據進行科學推理的習慣?；瘜W學科特有的“宏觀-微觀-符號”思維轉換能力，在探究活動中未能得到有效錘煉。

教學設計與評價體系的滯后是制約探究能力培養(yǎng)的關鍵瓶頸。教學內容上，教材中的探究素材常被割裂為孤立的知識點，缺乏圍繞核心概念整合的探究任務鏈。如“化學反應速率”模塊，學生可能分別學習了濃度、溫度、催化劑對速率的影響，卻很少有機會綜合探究多變量協同作用的復雜情境。教學方法上，“講授-演示-練習”的傳統模式仍占主導，探究式教學因耗時費力、見效緩慢而遭遇冷遇。評價體系上，紙筆測試仍以知識掌握度為主要指標，對探究過程中的思維品質、合作能力、創(chuàng)新意識的關注嚴重不足。實驗報告評分標準往往側重操作規(guī)范性與結果準確性，對提出問題的深度、方案設計的創(chuàng)新性、證據推理的嚴謹性缺乏有效評價工具。這種評價導向，使探究能力培養(yǎng)陷入“教而不評、評而不導”的惡性循環(huán)。

城鄉(xiāng)教育資源的不均衡進一步加劇了培養(yǎng)困境。省重點高中憑借優(yōu)質的實驗設備與師資力量，尚能開展部分高階探究活動；而縣域高中則因實驗條件簡陋、教師專業(yè)發(fā)展受限，探究教學常停留在“黑板上做實驗”“視頻里看現象”的層面。這種差異不僅體現在硬件設施上，更反映在教師對探究教學的理解深度與實踐能力上。當探究能力培養(yǎng)成為少數優(yōu)質學校的“專利”，教育公平的底線便面臨嚴峻挑戰(zhàn)。令人深思的是，應試壓力下的功利化傾向，使部分學校甚至主動壓縮探究課時，將時間讓位于習題訓練，使科學探究能力培養(yǎng)淪為“說起來重要，做起來次要，忙起來不要”的空談。

三、解決問題的策略

針對高中化學科學探究能力培養(yǎng)的現實困境，本研究構建了“學科特質為基、情境驅動為脈、數字賦能為翼”的三維解決框架。策略設計扎根化學學科本質，以核心素養(yǎng)為統領，通過系統性重構教學邏輯破解實踐難題。

學科特質強化策略聚焦化學思維的內化。突破通用探究能力的泛化表述，將“五維三階”模型具象化為化學專屬能力圖譜：在“問題生成”維度，訓練學生從“鈉與水反應劇烈現象”追問“電子轉移路徑”的微觀探析能力；在“方案設計”維度，通過“影響反應速率變量控制”任務，培養(yǎng)多因素協同分析的實驗邏輯；在“證據推理”維度，建立“實驗現象→符號表征→模型建構”的思維轉換鏈條。開發(fā)《化學探究思維訓練手冊》，設置“從宏觀現象到微觀本質”“從定性觀察到定量分析”等專項訓練模塊，使抽象素養(yǎng)轉化為可操作的思維階梯。

情境驅動策略重構探究活動的生態(tài)基底。摒棄脫離生活的虛擬任務，以“碳中和材料合成”“水質污染物檢測”等真實科技議題為載體，構建“學科大概念—核心問題—探究任務”的三級體系。例如圍繞“結構決定性質”大概念，設計“如何通過