教学科研

一、选题背景和意义

随着新一轮课程改革的实施，基础的教育课改进行到深入推进的新阶段，国家明确提出，课改的中心是将立德树人的根本任务渗透到学校的教学中，在课程中体现教育立德树人的功能。而核心素养的提出，正是国家对课改新阶段措施的指导方向，也是课改新阶段的破题之作。从国内看，中国经济结构在经历优化升级，要组件从投资和人口红利驱动过渡至创新驱动，对人才的提出了更高的要求，需要在教育上提高质量；从国际看，核心素养的提出和构建，顺应了国际教学教育的趋势，有利于增强国家的核心竞争力。

核心素养并非单一学科独立的，而是关键必要的共同素养。杭州师范大学教育科学研究院院长张华教授认为：“核心素养不是只适用于特定情境、特定学科或特定人群的特殊素养，而是适用于一切情境和所有人的普遍素养，这就是‘核心’的含义”。核心素养强调了学科的深层联系，超越了一般教学上普通知识的范畴，是知识、技能和态度的综合表现。它既包括了发现、解决问题、探究问题等“认知性素养”，也包括自我控制、人际交往、组织领导等“非认知性素养”。

理化生三科作为高中自然科学的重要载体，相互之间有着千丝万缕的联系。而三者的学科素养中，既明确的提出了各自学科的独有特点，也体现了相互之间共同联系。作为理综的三门学科，如何在日常教学中既要落实本身的课程目标，又能协同培养学生的核心素养，是所有理科组老师共同面对的问题。本课题拟将三门学科的老师集中在一起，以理科组的名义共同研究，探寻在理科课堂上协同培养学生理科核心素养的方法，力求既能突出各科本身的特点，又能体现共性。

iPad能储存大量的图片、声音、视频等多媒体素材，能为学生建立直观的教学环境。其次，iPad上人与人、资源与资源、人与资源交互以及支持远程交互模式为课上和课下提供了更多的交流渠道。再次，iPad还能储存和重复课程内容方便学生进行知识的巩固和梳理。因此，iPad作为教学工具，能为学生的自主学习提供了便利条件，有助于提升学生自主性和学科素养。我校自2015年来，在15级学生中开展了基于iPad的个性化教学研究，获得了一批有代表性的课例和相关材料。如何iPad教学研究和学生核心素养的培养相结合，以iPad促进学生理科素养的形成，值得进一步深入探讨。

从2015年开始，我校在季校长的领导下，开展了开展iPad教学主题课题研究，研究以iPad为教学工具，提升教师教学的针对性和学生的学习的自主性。经过数年的“iPC教学研究”，我校积累了一批基于iPad教学的课例，也总结了一系列以iPad为教学媒体的教学开展的经验。2016年，理科组组长孙岩雪老师《基于可视化学习的微课资源共建共享研究与实践》省级课题获得立项，并在2019年7月顺利结题，为我校的多媒体教学资源的积累更进一步。2017年以来，随着新课标的提出和新课改的进行，“核心素养”成为了高中教学的重要关注对象，而教学内容和侧重点也随之发生了偏移和转变，也对我校应对新课改和新高考提出了新的挑战。为此，理科组结合iPad和多媒体教学的经验与新课标下核心素养，提出了《基于学科核心素养教学的智慧课堂建设的实践研究》课题，研究在新课标下以iPad为媒介对核心素养培养措施和方法。

二、概念界定

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。研究学生发展核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要举措，也是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要。

高中理科是指全国卷“小综合”高考模式和即将普及的“六选三”新高考模式下，以考物理、化学、生物为主要选择科目的学生。

物理的核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面的要素构成；化学学科核心素养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、科学精神与社会责任5个维度；生物学核心素养由四个要素组成：生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。三门理科学科核心素养中都共同提到了科学探究、创新意识、科学态度和责任等相对内核一致的素养要求。

三、研究现状和综述

2010年，iPad 在美国发布，苹果公司就前瞻性的预见了iPad在教育行业的运用优势，并在多个场合上推广iPad 的教学功能。苹果公司于2011年7月开始在超过600个地区启动“一对一”项目，即教师和学生每人配备一部iPad，并在上课时使用。Melhuish等人从移动学习理论出发，分析了iPad的功能、特点以及运用于教学的优势。国外多个国家都着手开发了专门用于iPad教学的电子书和相关的教辅教材。伴随着iPad教学的开展，一些新的教学模式和教学手段也逐渐催生，如慕课（MOOC）、翻转课堂等，能够让学生的学习不再受时间、地点、资源的限制，充分发挥iPad的移动学习的优势。根统计，在美国，使用iPad 的学生数已经超过了450万，如美国富兰克林高进行iPad 试验改革已经七八年了，逐渐形成了适合本学校的特色教学模式，也建立起了比较系统的课程模式。英国博尔顿的Essa 中学全面推行电子教学。每位教师和学生都配备iPad 进行上课、谈论和提交作业。但一般对iPad的使用更多突出其便携性和移动性，主张学生自主学习，而对教师与学生的互动或者教师的教学定位关注较少，更别提在iPad模式下学生和教师如何从传统的教学方式进行过渡和转变。

在我国，一些经济发达城市如北京、上海、广州、深圳等纷纷开展iPad 教学试验。北京从2010 年底开始，就尝试在各个市区学校以及周边的县级学校开展iPad 教学应用，并培养出来了一批常态化应用学校，如人大附中。从2013年起，在湖北黄冈第一中学、郑州七中、河南大学附属中学高中部等也陆续尝试全面实行iPad教学。国内对iPad教学的理论研究也随之应运而生，并且近年来对iPad教学的论文越来越多，从cnki数据搜索来看，2011年的仅有三篇与“iPad教学”关键字相关，到2013至2017年每年稳定约25-30篇。这些文章主要发表在《中国教育技术装备》、《中小学信息技术教育》、《课程教育研究》等教育教学类杂志上。如我校章雄鹰老师在《课程教育研究》发表了《基于Ipad的高中数学教学模式的尝试》；张骥在《中国教育技术装备》发表了《应用iPad让体育课堂充满活力——以原地运球教学为例》等。近年来实际教学案例越来越多，也逐渐从小学和初中教学向着高中教学方向拓展，但一般都主要以课例探讨为主，缺乏深层次的教学模式总结。在高校的教育专业硕博士论文页出现了一些相关的应用研究，如河南大学的刘源在其硕士论文中探讨了以《乙醇》为例进行itune U平台的授课及课后反馈调查；浙江大学沈如月以西澳初中级汉语课为例研究了翻转课堂模式下的国际汉语交互式教学；山东师范大学马杰以济南高新区实验中学为研究样本，研究了iClass平台在高中历史教学中的应用。通过对国内iPad 教学的相关文献的研读发现，目前国内关于iPad 的教学的研究主要涉及iPad 发展及其在教学领域应用的可能性、国内外iPad 教学应用现状分析、iPad用于教学的优点和缺点、基于某课例探讨iPad的运用。而主要的研究对象以小学初中教学为主，内容以语文、英语或文科居多。而对高中教学的iPad 应用相对来说比较少，且内容一般局限在于课例，很难扩展到专题的教学模式，对具体的教学效果，也缺乏深入的探讨。

而如何学科素养的培养与iPad教学相互结合，几乎没有任何论文进行过讨论。在cnki中以“学科素养”和“iPad教学”为共同关键词搜索结果仅有三篇文章，更遑论多学科的联合培养。本课题则针对这一薄弱环节开展针对性研究，力图建立一套能够相对广泛适用的iPad在理科素养培养上的教学模式。

四、研究目标和内容

4.1 研究的目的

探讨基于iPad的理科学科素养的培养策略，利用iPad移动教学、自主学习和可视化学习的优势增强学生理科学科核心素养的培养。形成一套完整的基于iPad的从课前预习、课堂授课、课后复习的核心素养培养实施模式，建立系列教学案例系列光盘，，成为有推广价值的材料，使iPad成为核心素养培养的重要工具。

4.2 研究内容

（一）现状研究及理论分析

在现状调查和文献研究的基础上提出本研究的问题。根据现状调查分析结果来指导智慧课堂设计开发与应用的过程；在理论上分析智慧课堂对于当前理科教学可行性。对中现存能找到iPad课堂进行观察、整理、统计分析，了解目前可用iPad应用和课程资源的现状，剖析其存在的问题，为进行高中理科智慧课堂设计开发提供思路和方向。

（二）高中理科知识网络的构建和重难点确定

结合科组多年的教学经验，对高中物理、化学、生物三科的知识网络进行构建，确定三科的重难点，为教学内容设置提供方向行指导。在构建网络和设置重难点，着重科目三年一盘棋，课堂设置和资源整合能有机结合成一个整体，形成系统化结构。

（三）高中理科智慧课堂资源的开发研究

结合高中理科高考内容和课程标准，进行智慧课堂的课例开发，建立相关研究的案例分析集锦。

（四）抽提和总结智慧课堂应用技巧

对iPad在课前预习、课上应用和课后复习的应用进行总结和开发，总结出一系列具有推广和借鉴意义的普适性应用策略和技巧，具体包括：（1）基于iPad的核心素养下学生预习的流程和原则；（2）基于iPad的核心素养下课堂授课的策略；（3）基于iPad的核心素养下课后复习的流程和原则；（4）理科协同培养学生核心素养的策略。

4.3 研究思路与方法

（1）查阅文献

在课题申请前过程中，通过数据库，查阅基于核心素养培养和iPad 教学的相关文献资料，以保证对现今国内外核心素养培养和iPad 课堂教学的应用研究和进展有了一定的了解。在课题研究过程中，定期更新文献，获取可以借鉴的应用实例和课例。

（2）外出调研

“走出去，请进来”，通过走访调研国内iPad教学突出学校，请ipad教学理论专家和一线实践教师来校讲学等办法，加强教师理论和实践学习。

（3）课例实践

以国华纪念中学一个班为实验对象，根据新课标内容和要求，基于iPad对该班学生的课前预习、授课、课后复习和作业进行教学实践安排。一方面开发iPad在课前、课中和课后培养核心素养的新方法，一方面总结iPad在教学实践中的优点和应用模式，获得符合教学规律的案例，探索iPad在核心素养培养中的应用模式。

（4）调查问卷和访谈

课堂实践后，由课代表收集课堂反馈，了解iPad实践环节是否有利于课堂教学，寻找最有效的实施模式。定期与学生谈话，分析判断一段时间的iPad教学学生的收获和存在的问题。

五、计划安排

（一）准备阶段：（2019．3—2019．11）

（1）确定课题研究的具体内容，收集有关资料，组织相关人员学习和培训。

（2）完成课题的申报工作。

（3）制定课题研究方案。

（4）召开开题会议。

（二）实施阶段：（2019．11—2022．1）

（1）按照课题实施方案全面开展研究工作，做好课题研究分工。

（2）组织教师对高中物理、化学、生物三科的知识网络进行构建，确定三科的重难点，为微课的内容设置提供方向行指导。

（3）进行系列iPad课堂设计与录制活动，组织和形成高中物理、化学、生物三科的经典课例资源库。

（4）对课堂经典课例进行总结，提出和初步形成基于iPad的智慧课堂的课前预习、课中授课、课后复习的一套典型策略。

（三）结题阶段：（2022．2—2022．7）

（1）课题资料收集、整理、汇编，课题研究手册的整理。

（2）完成课题研究总报告。

（3）接受上级课题主管部门的评估鉴定。

（4）做好总结应用工作。

六、预期成果

七、学校支持

顺德区国华纪念中学于2015年开展iPad教学主题课题研究，为微课的制作和研究提供了前期条件。网络中心为老师的为了录制技术提供了技术支持。季德华校长极其支持课题，亲自指导课题组，为课题实验的实施付出了大量的心血。梁炽娟校监鼓励课题组大胆创新教学，促进国华发展。有学校领导的大力支持，保障了课题的完成。课题组的预算如下表。