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一、立论依据：本课题核心概念的界定、选题意义及价值国内外研究现状分析，附主要的参考文献（不少于5篇）。

二、研究方案：研究目标、研究内容、研究方法、研究步骤、本课题拟解决的关键问题和特色创新之处。

三、完成研究的可行性分析：包括现有研究工作基础、研究的外部条件、课题组人员状况、研究经费、设备等。

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一、立论依据

1.研究意义：

“问题解决”能力是《中国学生核心素养》提出的十八个基本要点之一，它要求学学生善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情，能依据特定的情景和具体条件，选择制定合理的解决方案。在这个过程中要求学生需要经过自主提出问题、根据特定情景分析问题和制定方案解决问题的三个阶段。在我们高中化学拓展课的教学过程中发现学生在这个过程中都会遇到一些难以突破的困难，大多数的学生认为自己解决基于真实情景的问题的能力需要提高，这打击了学生进行科学学科的探究热情，束缚了创新能力的发展，因此研究如何提高学生“问题解决”能力显得十分必要。

本化学拓展课将借鉴STEM课程中的教学理念对提高学生“问题解决”的能力进行实践研究。STEM课程是当今时代全新的教育模式，以培养具有跨学科知识素养和解决真实问题能力的人才为目标，现已成为各国教育领域重要的发展方向。他认为知识蕴含在真实问题的情景中，教师为学生创建情景，学生利用学科知识进行积极探索，把核心问题转化为一系列的学习任务，学生通过高投入的实践探索，达到对知识的意义建构和深层次的理解，培养解决问题的能力。STEM课程理念中问题导出、问题分类和问题解决的方法等都对实际拓展课中的教学有重要的借鉴意义。

在化学拓展课的教学具有更多的空间，不仅可以关注学生的知识和实践的拓展，还可以将更多的关注放在学生实践过程中解决问题能力的发展，通过对STEM课程中问题导出、问题分类和问题解决的方式进行分析归纳，寻找教材中比较典型的案例进行教学，对这些教学案例的内容进行设计以探索形成一些合适的教学途径、总结出一些合适的教学策略，从而提高学生“问题解决”的能力，为将来的科学探究打好良好的基础，对提高学生学习科学学科的热情和动力有重要意义。

4.国内外研究现状分析

国外最早提出“问题解决”相关专论的当属威廉·詹姆斯，他将问题解决能力描述为通向结局的一种手段，同时发现时的一种探索，将问题解决能力描述为循序渐进的程序并提到了解决问题的五个步骤。随后，关于“问题解决”能力的分析得到了发展。20世纪以来，国外的心理学家和教育学家对这个领域进行了大量的研究，取得了丰硕的成果。目前，国外对于“问题解决”的研究主要在认知心理学和教育学两个领域。

其中，认知心理学从微观层面研究问题解决的心理机制、影响因素等，Jonnassen及Voss等心理学家提出问题的适宜表征对问题解决的难易程度产生显著的影响，认为问题的解决建立在问题的表征的基础上；Roberts同时在Detection of cognitive structure with protocol data一文中指出拥有完整的、具体领域的知识对于问题解决是十分必要的；Beckmann及Guthke研究了思维水平和思维策略体现着个体如何去解决问题的能力。教育学主要从宏观的教学活动出发，研究问题解决的教学模式与策略等。华勒斯（Wallas）描述勒解决问题的四个程序：准备、酝酿、发现和证实，诸如此类的研究指出了思维加工是问题解决的一个重要方面，突出了它在教育过程中的肯定价值。

在学科教育学中“问题解决”能力的研究主要集中在物理和数学两方面，从物理学科教学中发现了问题表征和抽象知识的运用是问题解决过程中的关键因素，数学学科中发现缺乏计划意识的教学和程序性知识学习影响了问题解决的能力，而关于化学课中“问题解决”能力相关策略和途径的相关研究较少。

我国关于问题解决能力的研究始于1996年7月临沂师范学院与临沂市教委共同承担的对于数学课堂问题解决教学的深入研究，近20年以来，关于这个问题的研究逐渐被重视起来，如张大均教授在的《教学心理学》从学科问题解决教学和问题解决策略的教学两大方面进行了分析，刘爱论的《思维心理学》就问题解决教学的核心内容进行了分析。李宏婷在《问题解决教学及相关理论及课堂教学模式》等系列论文中对问题解决教学的课堂教学模式、结构等若干理论问题进行了较详细的探讨和分析。

在实证研究方面，问题解决教学方面的研究主要采用实验法和访谈法，如《问题解决教学的实验报告》、《问题解决教学的实践与认识》、《问题解决教学应重在学生教会学生“想”》等文献都总结在实践得到的一些关于问题解决的经验分析；问题解决方面的实践研究主要集中在数学学科如《平面几何解题思维策略训练的实验研究》、《问题解决认知模拟及其教学启示——以小学数学“众数”教学为例》等都就数学学科教学中学生遇到的特定的需要解决的问题进行的实践经验总结。

在化学这个学科中也有关于“问题解决”的相关研究，其中《中学化学课堂“问题解决”的教学模式的研究与实践》（刘操）对“问题解决”教学模式的教学过程进行了具体分析，探讨“问题解决”教学模式实施的方法与途径并列举了中学化学课堂中实施了“问题解决”教学模式的案例，对本课题研究具有很好的借鉴意义。

关于STEM的课程起源于美国，1986年美国国家科学委员会发布报告，提出了“数学、技术、工程和科学集成”的纲领性理念，培养学生的理工素养，2001年正式更名为STEM，并称为是教育的一次全新尝试。进入二十一世纪后，发达国家更加重视对创新型人才的培养。STEM教育被认为是增加国家经济竞争力的重要手段：澳洲Michael Berry提出了基于项目的学习PBL模式与STEM内容相结合，以便在问题解决中将问题连接，他提出了三种教学模式：中心项目模式、学生主导项目模式、基于学生主导项目的课程。

国内在近期也对STEM进行了一定的研究，北京师范大学安保生院长提出了STEM教学中5L教育方法，提升了学生学习工程与技术的兴趣，解决问题能力和创新能力都有所提高；台湾学者张育山教授通过乐高模型组快培养学生的工程概念来进行STEM教育；中国学者陈敏展示了学习元平台在教育中的应用。可以说STEM课程理念为问题解决能力的培养提出了很多方法论和指导思想。

随着去年《中国学生发展核心素养》的提出，“问题解决”能力再一次被提出，可见它有实践研究的价值，STEM课程理念又为问题解决能力的提高供给了新鲜的学业。并且学生“问题解决”能力的发展是需要一段转变实践的，这就需要处于一线的教师结合自己的实践经验和前任优秀的研究成果，在本土化的教学环境中进行实践研究。

5.主要参考文献

[1]徐燕刚,邵景进. 我国问题解决教学的研究进展[J]. 四川教育学院学报,2004,07:10-12.

[2]核心素养研究课题组. 中国学生发展核心素养[J]. 中国教育学刊,2016,10:1-3.

[3]袁维新. 国外关于问题解决的研究及其教学意义[J]. 心理科学,2011,03:636-641.

[4]孟万金. 国外关于问题解决与教育的研究述评[J]. 教育理论与实践,1992,04:54-60.

[5]王文静. 如何培养学生的“问题”能力[J]. 新课程研究(中旬刊),2009,09:98-99.

[6]魏雪峰,崔光佐,段元美. 问题解决认知模拟及其教学启示——以小学数学“众数”教学为例[J]. 中国电化教育,2012,11:135-139.

[7]邢红军,罗良,林崇德. 物理问题解决的影响因素研究[J]. 课程·教材·教法,2012,06:91-96.

[8]梁平. 论问题解决的教学设计[J]. 华东师范大学学报(教育科学版),2000,02:50-57.

[9]任红艳,李广洲. 理科“问题解决”教学的反思[J]. 课程.教材.教法,2003,12:39-42.

二、研究方案

2.研究目标：通过本课题的研究，主要达成以下几个目标：

（4）通过文献搜集、问卷调查的方法，了解目前高中生问题解决能力的现状，分析面临的主要问题，对STEM教材中问题导出、问题分类和问题解决的方式进行分析归纳，寻找教材中比较典型的案例进行教学，对化学拓展课的课程内容进行设计；

（5）对设计的课程内容进行实施，探索提高高中生“问题解决”能力的教学途径，形成针对解决问题的教学策略；

（6）对教学策略和途径实施的结果进行总结和反思，探索教学途径和教学策略的有效性，形成初步的评价方法。

3.研究内容

（5）搜集整理文献资料，展开调查研究,STEM教材进行分析归纳:

收集相关的文献资料，初步整理学生不能更好地发展“问题解决”能力的理论依据和经验总结，再根据所获得的资料设计形成合理的调查问卷和访谈内容，以问卷调查和学生访谈的形式，寻找提高“问题解决”能力面临的主要问题，针对这些问题，从现有的化学拓展课的教材中寻找合适的典型案例进行研究。寻找在STEM课程教育中合适的问题导出、问题分类和问题解决的方式，选择合适的教学方法。

（6）对化学拓展课课程内容进行设计

在前一阶段对于教材中典型案例研究的基础上，针对学生提升“问题解决”能力中的问题，对化学拓展课中典型案例的教学内容进行设计，主要从探索教学方法、研究教学设计、这两个方面进行设计。

在探索教学方法的过程中，借鉴已有的文献资料和实践经验，研究哪几种教学方法适合在化学拓展课中展开，学生获得解决问题的动力，更好地帮助学生理解问题，打开解决问题的思路。

在研究教学设计的过程中，在教材中的经典案例的基础上，根据学生在调查中出现的具体问题，进行适当的改进以更适应课堂实践，更好地提高“问题解决”的能力。

（7）探索形成提高问题解决能力的教学途径和策略

 在前一阶段对于教学内容设计的基础上，针对学生提升“问题解决”能力中的问题，探索形成提高解决问题能力的教学途径和策略，主要从设计问题的情景、引导问题解决的方法、设计营造氛围这三个途径进行。

在设计情境中，从学生熟悉的真实情境出发或学科教材中的知识出发，研究什么样的内容能引起学生的兴趣，制造良好的氛围，激发学生的问题意识，学生能自然而然地提出问题，走出问题解决的第一步。

在引导问题解决的方法和策略中，挖掘学生在哪一步分析中出现问题，借鉴我国在其他学科中“问题解决”的相关途径，如何表征问题，拓展知识帮助理解问题，找出适合在化学拓展课中进行实践的引导方法进行实践。

在设计营造氛围中，研究学生哪种环境下更能激发学生的思考，引起讨论的氛围调动学生的思维，帮助问题的解决，应该如何设立这种氛围，在实践中增加这种环节。

在以上途径实施的基础上进行反思，总结出几条比较有效的途径，探索这些途径实施时需要哪些注意事项，实施时怎样的策略能够达到更好地效果。

（8）研究途径和策略的有效性，制定初步的评价方法

     借鉴一些现有的评价方法如成绩、问题评价等方法，制定初步的适合化学拓展课中“问题解决”能力的评价方法，并对实践的结果进行反思，以此来判断途径和策略是否合理。

4.研究方法

（4）文献研究法：寻找与本课题相关的基本理论与实践成果，对提高学生“问题解决”能力的相关文献进行检索与整理。

（5）调查研究法：通过调查问卷的方式，有计划有目的地搜集有关事实材料，对高中学生“问题解决”能力的现状和问题进行科学分析，并做出具体的工作建议。

（6）案例研究：根据调查研究得到的结果，结合文献和教材中的经典案例，选择适合在实践中使用的案例并对它的教学设计、教学方法等方面进行分析研究，为之后的教学内容设计打下基础。

（3）行动研究法：对所设计的教学内容进行实践和总结，发现和反思在实际操作过程中出现的问题，，调整前期的设计和研究结果，以期不断完善研究结果。

5.研究步骤

本课题拟从2017年6月开始，历时一年半，至2018年5月结束。

（4）准备阶段：（2017年6月至2017年9月）

     做好相关学生的调查问卷，找到学生问题解决过程中的问题以寻找合适的案例；收集和检索相关的文献资料；对文献资料进行整理总结，寻找一些经典的案例和途径用于实践研究。

（5）实施阶段：（2017年10月至2018年2月）

①形成初步的计划：根据之前的文献和问卷调查，以及经典案例的研究，完成对教学的设计，初步形成一个可以实施的教学计划，按照初步设定的实施方案进行实践。

②对实践的结果进行反思：在实践中，发现问题，并探寻解决的方法。对实践过程不断进行回顾与总结。通过对比，比较实践的效果，进行改进，对进一步的实践与研究进行指导。

③调整修改实施方案：积累相关的经验与材料，分析整理搜集的资料，进行中期汇报，在次基础上调整实施方案，修正课题计划，继续进行课题研究。

（6）总结阶段：（2018年3月至2018年5月）    

      继续进行课题研究，积累汇总研究资料；撰写结题报告，做好结题工作，全面展示课题研究成果，为成果鉴定作好充分准备。

最终完成时间：2018年5月

三、可行性分析

1.研究的工作基础：作为一名一线教师，在教学过程中能够直接接触到学生在“问题解决”中遇到的一些困难，化学拓展课对学生能力的提高也是一个非常好的平台，这使我有了比较良好的教学实践条件。

2.研究的外部条件：我校具有良好的科研氛围，参与研究的教师都是一线教师，具有较强的业务素养和教学研究能力。指导教师与科研室的指导老师均为经验丰富的老教师，视野开阔，教研经验丰富，对本课题中部分问题已有很深的研究，会为本课题提供宝贵的理论支持与意见指导。

3.自身的研究能力：课题主持人为华东师范大学化学系毕业的青年教师，具有一定的教学经验和科研教学能力，本科论文《基于S-T分析法的高中化学课研究》曾获得静安区论文三等奖。

四、成果形式

3.最终完成时间：2018年6月

4.阶段成果：

第一阶段：研究准备阶段（2017.5-2017.9）

          成果：文献综述、学生调查问卷报告

第二阶段：研究实施阶段（2017.10-2018.2）

         成果：中期报告、教学内容设计

第三阶段：研究的总结阶段（2018.2-2018.5）

         成果：研究报告