基于科学核心素养的开放实验室的构建研究

（一）课题的核心概念及其界定

核心素养：学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。六大核心素养包括文化基础（人文底蕴、科学精神）、自主发展（学会学习、健康生活）、社会参与（责任担当、实践创新）。

科学核心素养：学生在接受科学教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过科学学习内化的带有科学学科特性的品质，是科学学科育人价值的集中体现。具体包括科学观念及应用、科学思维与创新、科学探究与交流和科学态度与责任。

开放实验室：在时间和空间上最大限度地为小学科学教学、校本课程、科技活动、兴趣小组、专项活动服务，全方面满足教师教学和学生探究的实验室，更好地激发学生的探究兴趣，激活创新潜能，实现科学教学效益的最优化。

（二）国内外同一研究领域现状与研究的价值

1.国内同一研究领域现状

 《义务教育小学科学课程标准》（2017）在教学建议中首次加入学科关联建议，提出科学学科要与小学其他学科密切关联的观点，尤其是数学、语文、综合实践活动等课程。倡导跨学科学习方式，运用STEM教育体系将科学、技术、工程、数学有机地融合在一起，有助于学生科学素养的培养。科学教育工作者应尽可能理解、内化并指导自己的科学教育实验，科学教师亦可以尝试将其运用于自己的教学实践之中。

南通师范学校第二附属小学等教育发达地区的学校在开展STEM教育的过程中，将实验室面向学生开放，极大地激发了学生的探究欲望，增强了创新能力。

在长期的一线教学中，很多科学教师存在着一定的困惑：面对着学生多、教师少、实验器材不足的现状，很多分组实验不得不改成演示实验，甚至演示实验也大打折扣，本来极具吸引力的科学课堂变得索然寡味，学生在课堂上昏昏然。

2.国外同一研究领域现状

美国、瑞典、芬兰、加拿大、德国等发达国家越来越重视学生的动手能力的培养，他们的实验室几乎都是全天候开放，为发展学生的核心素养提供坚实的物质基础和良好的人文环境。

3.本课题研究的价值

①本课题将探索构建基于科学核心素养的生本开放实验室的主要方法和基本策略，提高实验室管理员的工作效率，更好地服务于教师的教与学生的学，具有一定的现实意义。

②本课题将对成功的管理实践经验进行总结提炼，形成文字和可推广的一般模式，从理论上阐述实施的方式方法，提高学生的科学核心素养，具有较强的理论意义。

（三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点

1.研究的目标

①通过“基于科学核心素养的开放实验室的构建研究”，让实验室更加充分地为教学服务，减轻科学教师的教学负担，激发学生的探究兴趣。

②通过“基于科学核心素养的开放实验室的构建研究”，将科学课堂教学延伸到更广阔的空间，把40分钟的课堂拉长，提高学生的探究能力。

③通过“基于科学核心素养的开放实验室的构建研究”，为校本课程、科技活动、兴趣小组、专项活动提供有力的平台，全面提升学生科学核心素养。

2.研究的内容

①在延长活动时间上建设开放实验室。

②在拓展学习空间上建设开放实验室。

③在展示学习成果上建设开放实验室。

④在线上和软件上建设开放实验室。

3.本课题研究的重点

本课题将努力探索构建基于科学核心素养的生本开放实验室的主要方法、基本策略和一般模式，找到一条让师生减负增效学科学用科学的有效途径。

（四）研究的思路、过程与方法

    1.研究的思路与过程

本课题将针对实验室管理和利用的现状，对教师、学生、家长进行问卷调查，通过实地走访，了解实验室管理中存在的问题和不足。

基于科学核心素养的培养，全方位、多层次打造生本开放实验室，满足教师更好的教和学生更好的学，不断拓展和丰富实验室的功能。

在开放实验室中，教师引导学生通过多样化、个性化的学习方式和策略，提高动手操作、动脑思考、手脑并用的能力。

2.研究的方法

①问卷调查法：针对小学科学实验室管理的现状，在实验前期对教师、学生、家长进行问卷调查，了解实验室管理低效的成因。在实验后期对学生探究的兴趣、能力进行调查，了解实验的成效。

②文献研究法：查阅相关的文献，了解开放实验室构建的有效方法，指导自己的实验研究。

③行动研究法：通过构建基于科学核心素养的开放实验室并进行反思，通过有关专家的指导点拨和课题组的实验与研讨，在实验中及时总结反思并不断调整方案开展研究，探索出开放实验室构建的一般模式。

（五）主要观点与可能的创新之处

1.在新课程改革的过程中 ，对于科学核心素养的研究比较多，实验室作为培养学生科学核心素养的场所，对其的利用尚不充分，开放实验室的构建尚缺乏系统的方法，因此本课题研究具有重要的理论意义和创新意义。

2.在每学期的期末考试中，各年级科学学科的平均分远远低于语文、数学、英语学科，这种情况普遍存在，尤其是实验题，失分率高，高分率低，因此构建开放实验室，让学生有更多动手操作的机会，对于增强教师教学的有效性，提高学生的探究能力，提升学习效率研究有着重要的现实意义。

3.师生在开放实验室中共同学习，共同探究，可以密切师生关系，实现教学相长，该研究也是关注学生生命的生动而具体的体现。

（六）预期研究成果

成果名称

成果形式

完成时间

阶段成果（限5项）

实验室管理利用现状

调查报告

2018.4

阶段性分析总结

论文

2018.9

学生作品汇编

论文集

2018.12

课堂教学实录

视频

2019.3

相关竞赛和活动成果

资料集

2019.3

最终成果（限3项）

结题报告

论文

2019.12

省市级发表论文

论文

2019.11

师生作品汇编

论文/视频

2019.11

（七）完成研究任务的可行性分析（包括：①包括课题主持人在内的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果；②研究基础，包括围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等；③完成研究任务的保障条件，包括研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。）

1.课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果

本课题主持人为江苏省中小学优秀科技辅导员，核心成员均为学校科学学科骨干教师，其中一人获得徐州市科学教学基本功一等奖、徐州市科学评优课一等奖、云龙区科学教学基本功二等奖、云龙区科学学科文本解读一等奖，；一人获得徐州市科学评优课二等奖，在徐州市科学学讲课堂观摩中执教引路课。核心组中所有成员均参加过省、市级课题研究，并有多篇论文在省市级刊物上发表，其中有1人主持过市级课题研究，具有教强的课题研究能力。

    2.研究基础

本课题是在学校前期已结题的《基于核心素养的生本高效科学课堂的构建》、《校园物候资源的开发与利用研究》的研究基础上，针对实验室管理的现状，为提高实验室管理水平，促进科学核心素养的培养而提出的一项新课题。

本课题主持人在参与多项课题研究的同时，注重教育科研的实效性，辅导多位青年教师参与省、市、区级评优课、教学论文和信息化案例评选并获一等奖。

本课题在进一步研读 《义务教育小学科学课程标准》、《小学科学实验教学与实验室管理》和网上一些相关研究案例的基础上，提出本课题研究，力求探索出基于科学核心素养的开放实验室的构建策略和模式。

3.完成研究任务的保证条件

①研究资料的获得

本校是江苏省三星级实验小学、江苏省科学教育特色学校、徐州市模范学校，学校多次在省、市级课题成果评比中获得一、二等奖，学校有浓郁的科研氛围，学校教科室和图书室每年都为教师添置教育教学研究的相关书籍，学校支持教师参加课题培训、进行网上学习，以帮助教师获得必须的研究资料。

②研究经费的筹措

学校每年都设有教育科研经费，送教科研骨干教师外出学习或参加本市培训，支持各项课题的申报开题与结题工作，并对各课题实验研究的过程中出现的优秀教师按学期发放科研奖，从政策和经费上为教科研工作做保障。

③研究时间的保障

本课题主持人是科学教师、科技辅导员和实验室管理员，将按实验方案每个月定期组织课题组成员进行实验研讨。由于本课题研究的是教学中的现实问题，因此可以在每天的教学工作中得到落实，时间非常充裕。