基于“科学探究与创新意识”素养视角的初中化学问题化教学策略探究
课题研究设计与论证
一、课题的核心概念及其界定
1．化学学科核心素养：
化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格，包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任五个方面。化学学科核心素养是对学生发展核心素养的具体化和学科化，也是对化学学科本质的高度概括化。
“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”体现了具有化学学科特质的思想和方法；“科学探究与创新意识”从实践层面激励创新，“科学态度与社会责任”进一步揭示了化学学习更高层面的价值追求。
显而易见，化学核心素养的提出，目的是为了促进教育模式的转型，由重视教学中“化学知识体系的科学性和系统性”，转向重视“学生化学核心能力和化学素养的生成”；由重视学生“化学知识结构”，轻“学生能力”培养，转向促进“学生化学能力提升和全面发展”。在这种教育理念的导向下，作为教研工作者，对课堂教学进行深入研究，提出课堂教学优化策略并付诸实践。
本课题以初中化学课堂教学优化策略设计为切入点，以发展学生化学核心素养为落脚点，从化学学科基本观念（如元素观、守恒观、微粒观、变化观、平衡观、绿色观）的建立，化学学科思想（分类思想、结构决定性质、性质决定用途思想、学科整合思想）的体现，化学学科方法（控制变量法、实验法、比较分析法、归纳法、模型法）的引导，化学信息素养（对工艺流程、合成路线、化学用语的信息处理能力）的提升，合作交流与表达能力的培养等方面出发，通过具体实例分析研究初中化学课堂教学的优化策略，希望能够对传统课堂进行优化和改进，以期设计出培养学生化学核心素养的有效的化学问题化教学。
2、科学探究与创新意识：
“科学探究与创新意识”的内涵是认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能发现和提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究；在探究中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的见解；并以学科核心素养的内涵本质和学科核心素养的外在表现为依据，将“科学探究与创新意识”素养表现详细划分为不同的水平。
3、问题化教学：
问题化教学对于初中教学来说是一个新的教学理念，它是通过知识内容来设计出一系列质量优良的教学问题，以此来对学生进行有效的培养，提升学生的逻辑思维能力，让学生在学习过程中完善认知思维。
在初中化学课堂中，通过应用问题化教学，可以调动学生学习化学的积极性和主动性，让学生在课堂上带着对问题的好奇心来接受教学，让学生可以更好地掌握知识和技能，构建扎实的知识体系，通过分析问题熟练应用所学知识解决实际问题，提高化学课堂的教学质量。
二、国内外同一研究领域现状与研究的价值
1、国外研究现状：
（1）国内关于科学探究的研究现状
上个世纪九十年代起，我国中学教师已经开始积极探索培养学生科学探究能力的研究，他们在实践中总结经验，例如提出了“探究-发现-归纳法”强调学生的主体性，初步形成了科学探究的一般方法。
（2）国内关于创新意识的研究现状
在世纪初，著名的教育学家陶行知先生就在他自己开办的学校内普及创新教育。如何培养和提高学生的创新意识，如何更好地体现学习的主体性是广大一线教师思考的重要问题，一线教育工作者将这些研究与化学学科相结合。
（3）国内关于问题化教学的研究现状
国内有关“问题化”教学的研究始于21世纪初，在理性认识、实践操作及对“问题化”学习的评价方面取得了一定的成绩。
我国对问题化教学的研究主要包括：问题化教学中问题设计的策略，问题化教学应用的意义，问题化教学的应用方法以及问题化教学与实验相结合等。
2、国外研究现状：
（1）国外关于科学探究的研究现状
20世纪初，美国教育家杜威最先提出探究性学习，同时提出了探究的基本模型。随后美国生物学家施瓦布提出了探究教学法，同时，他也提供了探究教学的始末，在探究教学的操作技能和实施应用方面更为完善。
英国国家科学教育课程所规定的四个学段均设科学探究目标，设计探究方案，提出探究问题，收集资料提出证据，思考和评价证据，解释假说，推出结论。
（2）国外关于创新意识的研究现状
创新意识是由德伯拉.爱弥顿和皮亚杰共同推出。在他们的观点中，创新意识的培养着重之处，就是要合理的利用这一意识，以适应社会实践活动。
从目前高等教育的趋势来看，培养和教育创新意识处于较高的地位。20世纪初，创造性教育首先在美国得到重视，并很快扩展到西方各国及日本、东欧和前苏联。
（3）国外问题化教学的研究现状
问题式学习是一种西方高等教育中颇为流行的教学模式。2004年，有学者发现在理解与应用性知识的掌握方面，问题式学习模式优于讲授教学模式。
国外对于问题化教学的研究主要包括：提问的分类，提问的策略，问题化教学模式的有效性研究等。
综上所述，通过已存在的研究文献的梳理，我们发现目前存在的主要问题是近年来国内外教育虽然都重视科学探究与创新意识素养，很多学存者也都热衷于问题化教学的研究。
但是有关科学探究与新意识素养与问题化教学策略相结合并应用与初中化学教学的研究还没有形成。所以，我们认为展开“基于科学探究与创新意识素养视角的初中化学问题化教学策略探究”十分必要。
3、课题研究的价值：
本课题的应用价值在于在日常教学中，渗透“问题化”教学的思想、激发学生的探究意识，培养良好的探究性品质，提高学习能力。
问题化教学最实际的意义就是可以加强师生之间的互动交流，提高学生的课堂参与度。通过问题化教学，鼓励每个学生都大胆参与讨论积极发言。
三、研究目标
通过实践研究：
1、探究案例，形成可行策略。收集、整理实施通过使用基于“科学探究与创新意识”素养视角的初中化学问题化教学策略探究的成功案例，形成研究问题化教学有效教学手段对初中化学学科科日常教学的可操作策略。
2、实施策略，提升学生素养。通过可行教学策略的实施，提高学生学习化学学科的兴趣，增强学生学习化学的自信心，从而促进学生在学习过程中提升化学学科的核心素养，实现和谐发展。
3、转变观念，促进教师发展。转变教师观念，激发教师认真学习教学理论的热情，并能自觉地应用新课程理论指导教学改革，提高教师教育测查和诊断学生不同需求的能力、教育援助和矫正的能力、利用研究理论提高组织教学科学管理的能力、科学评价的能力，进促化学教师的专业发展。
四、研究内容（或子课题设计）
（一）通过问卷调查的方法，完成区域内部分学校初中生化学的学习和实践能力调查。
（1）查阅与“核心素养”、“学科核心素养”、“科学探究与创新意识”的培养及评价有关书籍和文献，整理有关研究现状、核心概念和基础理论，为后续研究工作的开展铺垫基础。
（2）根据对于区域内不同学校的初中生化学“科学探究与创新意识”素养发展现状的调查问卷，得到了由学习理解能力、应用实践能力和迁移创新能力三个维度构成的初中生“科学探究与创新意识”素养发展的现状调查问卷。
（3）基于现状调查的结果分析、及自身对“知识到能力到素养”的发展进阶模型的理解、课程标准与核心素养培养的要求，提炼出促进促进初中生化学“科学探究与创新意识”素养发展的教学策略：丰富化学实验探究活动的类型和层次，注重变量控制思想的落实，建立观点-证据-结论之间的逻辑关系。
（4）以促进初中生“科学探究与创新意识”发展为目的，“知识到能力到素养”的发展进阶模型为指导理论，设计了教学案例和配套学案，检验实践效果。
（二）研究如何在初中化学教学中综合运用“实验探究意识和创新”进行问题化教学策略。
（1）构建教师教学设计中生活问题和化学问题相互转化的思路方法和一般教学模式。
（2）教师借助多种教学媒体辅助教学实现科学探究和创新实验。
（3）促进初中生“科学探究与创新意识”素养发展的化学问题化教学的设计与实践。
（4）制定并完善问题化教学的评价体系，多元化评价初中化学课堂教学的内容和效果。
（三）挖掘学生内在潜能，培养学生自主探究与创新的学习能力，衍生到课外甚至实际生活中。
学生具有个体差异性，他们的潜能各有千秋，在教育教学过程中，只有采用多元化的教学手段综合教学，学生所具有的潜能才能被挖掘出来，真正体现教育“以人为本”的宗旨。
另外，学生自主学习主要表现在乐学、会学、创新性、创造性地学。学生运用“科学探究和创新意识”实验学科素养的自主学习。让学生通过实验教学和问题化教学，能开发学生设计探究性实验、通过动手自主获取知识，并通过网上互访、合作讨论等方式协作学习。
五、研究方法
本课题的研究，以系统研究和个案研究相结合的方法为主，整体设计、重点突破，典型引路，全面提高。在实施初中化学新课程的教学实践中，紧密围绕本课题的研究内容，深入开展研究与探索，不断运用与优化研究成果，同时采用一些有关的常规研究方法。
1、文献研究与经验总结：
2、问卷调查法：
调查中学化学利用问题教学的情况，分析问题化教学中存在的问题，尤其是要了解中学生在老师利用问题化教学时接受知识存在的问题，并分析这些问题产生的原因。
3、行动研究法：
在行动研究中，注重课例的研究和群体研讨。坚持“教学即研究，研究即教学”的研究方式，在实施学科课程的教学实践中，寻找出问题，与专家合作，将其发展成紧密围绕本课题的研究内容，设计问题辅助教学，深入开展研究与探索，特别是对教学有效性的分析反思。
4、课例交流研讨：
在教学之初，化学组有组织地进行集体备课，进行同课异构的教学尝试。由课题组或备课组对教学设计进行分析研讨并优化，课后由授课教师进行反思，说明问题教学的思路，分析教学得失，课题组交流研讨并归纳，逐步提高课题组成员的专业素养，再交流互动分析中获取经验和规律。
在课题的研究过程中，先由教师个人提出采取问题化教学思路的教学内容和初步设计方案，然后由化学教研组集体研讨，授课教师阐述上课过程及策略依据，说明每个问题的设计思路，组内教师互动交流，提出修订意见，优化教学设计。
5、信息数据反馈与比较：
对于每一教学实践进行及时的评价，将这些评价整合成数据，对学生反馈信息数据加以比较和分析，以数据验证基于多元化教学手段下互动课例的教学组织策略的优越性，提出进一步改进的意见，逐步探索出有效教学的一般模式。
6、综述法：
“综述”是由“综”与“述”两个部分组成。“综”即综合，概括，总结；“述”即描述，评述，述评等等。
“综述”即是在综合，概括，总结的基础上进行的描述，评述以及建构。综述法应是在掌握了大量的事实依据，进行概括性总结，可以在化学问题化教学研究初期，对文献进行综述。也可以对大量的实践研究结果进行综述，得出较为合理的研究结果。
六、实施步骤
本课题研究周期为三年（2021年4月—2024年3月），拟定为四个阶段进行：
1．准备阶段（2021年4月—2021年12月）：
2）组织学习有关教育理论、教育技术实践和教育科研方法等。
2．实施阶段（2021年12月—2023年2月）：
1）制定课题研究阶段计划，进一步开展理论和具体的行动研究；
2）部分教师进行尝试性教学，完成探究公开课，在理论中前进，在实践中提高。
3）对于教学实践进行反思与评价，进行再次尝试，总结出阶段经验和科研成果。
4）完成课题中期评估。
3．推广阶段（2023年2月—2023年9月）：
1）组织课题组成员开展教学观摩研讨活动；
2）组织课题组成员设计课题研究精品教案（课件），进一步开展利用问题化教学的分析与研究，形成经验和策略；
4．结题阶段（2023年9月—2024年3月）
1）收集、整理课题成果；
2）总结课题研究成果，撰写课题结题报告，申请学校和区教育局的评估验收。
七、主要观点与可能的创新之处
1.主要观点：
（1）创新教育呼唤创新型教师。
实施创新教育，关键在于教师思想认识的重视和实践能力的提高。“思想认识”与“实践能力”两者相辅相成，缺一不可。
只有教师将“创新意识”贯彻到平时教学中去，带领学生“科学探究”，以问导学，才能促进学生的深度学习，从而提高课题效率，培养学生科学素养。
（2）以问导学促进深度学习
问题化教学是用有效的教学问题来贯穿教学过程，能够培养学习者解决问题的认知能力与高级思维技能的发展，从而实现学习者对课程内容持久深入理解，达到深度学习效果。
问题化教学是一项复杂的系统工程，它需要实验者在长期的艰苦的实践中去探索，去总结出科学的行之有效的方法和途径。我们将在今后的工作中，坚持不懈地努力去探索实践，使现有的模式更加科学。
2.可能的创新之处：
（1）问题化教学对于初中理科教学来说是一个新的教学理念，它是通过知识内容来设计出一系列质量优良的教学问题，以此来对学生进行有效的培养，提升学生的逻辑思维能力，让学生在学习过程中完善认知思维。
（2）在初中化学课堂中，通过应用问题化教学，可以调动学生学习化学的积极性和主动性，让学生在课堂上带着对问题的好奇心来学习，让学生可以更好地掌握知识和技能，构建扎实的知识体系，通过分析问题熟练应用所学知识解决实际问题，提高课堂的教学质量。
（3）问题化教学能培养学生的综合能力。目前，社会以及家长对学生的要求逐渐增多，他们不仅希望学生能够拥有良好的理论基础，还希望学生能有一定的探究与创新能力，以便更好地适应不断发展的社会。
问题化教学法不仅能激起学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，还可以通过多元化的教学模式培养学生的发散性思维以及思考问题的能力和实践创新的能力，从而提高学生的综合素质。
（4）问题化教学在初中化学教学中的应用，能使课堂教学变得有趣而高效，还能保证教学目标的有效实现。在课堂教学中，教师应不断总结日常教学方法的弊端，多推行问题化教学模式，并在实际的工作中不断深入研究问题化教学模式的应用，进一步推动整个教育事业的发展。
八、预期研究成果
九、课题研究的可行性分析
1.主持人、核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果：
本课题的参与者在初中化学学科教学上均有建树，有参加课题研究的经验，并且部分成员参与区级课题的研究，研究成果得到专家的好评。本课题组成员均为我区初中化学骨干教师、技术精英，能够承担课题的研究任务。
两位组长长年从事一线教育工作多年，有着深厚的理论基础与实践经验，有多篇教学研究论文发表，积极制作的课件、微课、教学软件也多次获奖。其中薛冰曾参与《移动设备下课堂资源即时交互反馈的实践研究》课题研究，并已经结题，有丰富的课题研究经验。
2.研究基础：
各课题组成员在近几年为本课题的研究做了大量的准备工作，查阅了大量文献资料且收获了许多与该课题有关的研究成果。
3.完成研究任务的保障条件：
（2）本课题研究理论假设合理，目标内容清晰，实施的可操作性较强，阶段实施过程与目标都很明确，完成课题的可行性有充分保障。
这次的课题在充分研究文献、了解现状的基础上提出的，对于课题研究的初步方案向有关教科研部门的专家提请咨询与论证，同时本课题理论依据充分、科学，符合当前新课程改革的方向，具有针对实用性。
（3）针对本课题的实际情况，我们会采用符合新课程理念的科研手段展开研究，做到积极准备，充分调查，成立课题研究小组，具体分工落实到人，专人专项，各司其职；定期组织研究成员开展理论学习，掌握科学的研究方法；建立科学合理的评价机制。
（4）我区有着开展课题研究的物质基础。近几年来，我区在“教育强区”指引下，在各校硬件和软环境上都投入了大量的资金，购入品牌电脑、多媒体演示系统等，电教设施较硬。