小学数学学科课题申报书

小学数学学科课题申报书一、封面内容

小学数学学科课题申报书项目名称为“小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式创新研究”，申请人姓名及联系方式为张明，所属单位为北京市海淀区实验小学，申报日期为2023年10月26日，项目类别为应用研究。本课题聚焦小学数学核心素养培养，针对当前问题解决教学中存在的教学目标模糊、教学策略单一、学生思维惰化等问题，旨在构建一套基于核心素养导向的问题解决教学模式，通过情境创设、问题链设计、合作探究等教学策略，促进学生数学思维能力、问题解决能力和创新意识的发展。项目将结合行动研究法、案例分析法等方法，选取小学中高年级作为研究对象，开展教学实践与效果评估，形成可推广的教学模式与资源体系，为提升小学数学教学质量提供理论依据和实践参考。

二．项目摘要

本课题旨在探索小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式创新，以解决当前教学中存在的目标模糊、策略单一、学生思维惰化等问题。项目核心内容围绕如何将核心素养要求融入问题解决教学，通过构建“情境-问题-探究-应用”四位一体的教学模式，促进学生数学思维、问题解决能力和创新意识的发展。研究目标包括：一是明确小学数学核心素养在问题解决教学中的具体表现和评价标准；二是设计并验证一套基于核心素养导向的问题解决教学模式，包括情境创设、问题链设计、合作探究等关键环节；三是开发配套的教学资源与评价工具，形成可推广的教学实践体系。研究方法将采用行动研究法、案例分析法、问卷调查法等，选取小学中高年级作为研究对象，通过教学实验对比分析教学模式的效果。预期成果包括：形成一套系统的问题解决教学模式框架，开发系列教学案例与资源包，构建核心素养评价指标体系，并发表相关研究论文，为小学数学教学改革提供实践指导。本课题紧密结合小学数学教学实际，注重理论与实践的结合，成果将具有较强的实用性和推广价值，对提升小学数学教学质量具有重要意义。

三.项目背景与研究意义

1.**研究领域的现状、存在的问题及研究的必要性**

小学数学教育作为基础教育的核心组成部分，其教学质量直接关系到学生未来的科学素养发展和社会竞争力。当前，我国小学数学教育在课程改革持续推进的背景下，正经历着从知识传授为主向能力培养为本的深刻转型。核心素养理念的提出，为小学数学教育指明了新的方向，强调学生数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析等能力的综合发展。问题解决教学作为培养学生这些核心素养的重要途径，日益受到教育界的关注。它强调在真实或模拟的问题情境中，引导学生运用数学知识和方法，通过自主探究、合作交流等方式，寻找解决方案，从而提升学生的思维品质和实践能力。

然而，在实践层面，小学数学问题解决教学仍面临诸多挑战，现状与理想目标之间存在一定差距。首先，部分教师对核心素养的理解停留在表面，未能将其有效融入问题解决教学目标设计、内容选择和过程实施中，导致教学活动流于形式，难以触及学生思维深层次的发展。其次，问题设计存在同质化、模式化倾向，多集中于简单的应用题或知识点巩固，缺乏真实情境的关联性和挑战性，难以激发学生的探究兴趣和深度思考。再次，教学策略单一，过度依赖教师讲解和学生模仿，忽视学生自主发现、合作建构和多元表征的过程，导致学生问题解决能力发展不均衡，部分学生形成思维惰化，习惯于套用固定模式而非灵活应用知识。此外，评价方式仍以结果评价为主，忽视对学生思维过程、策略选择和创新意识的评价，难以全面反映问题解决教学的真实成效。这些问题不仅制约了小学数学问题解决教学的深入发展，也影响了学生核心素养的实质性培养，凸显了开展针对性研究的必要性和紧迫性。

本课题的研究必要性主要体现在以下几个方面：一是理论层面，现有研究对核心素养导向下的小学数学问题解决教学模式系统性构建尚显不足，需要进一步厘清两者内在联系，深化对教学模式要素和运行机制的理论认识。二是实践层面，一线教师亟需一套操作性强、符合核心素养要求的问题解决教学模式指导，以突破当前教学困境，提升教学实效。三是发展层面，通过创新问题解决教学，有助于真正落实立德树人的根本任务，促进学生数学核心素养的全面发展，为其终身学习和未来职业发展奠定坚实基础。因此，开展“小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式创新研究”，旨在直面当前教学实践中的突出问题，探索有效的教学模式，具有重要的理论探索价值和现实指导意义。

2.**项目研究的社会、经济或学术价值**

本课题的研究价值主要体现在以下几个方面：

***社会价值：**首先，本研究的成果将有助于提升小学数学教育质量，促进教育公平。通过构建科学有效的问题解决教学模式，能够使更多学生受益，特别是那些来自不同背景、学习基础存在差异的学生，有助于他们更好地发展数学思维能力，缩小数字鸿沟，为其未来平等参与社会生活、实现个人价值创造条件。其次，本研究的实施将推动学校教学文化的建设，营造更加注重探究、合作、创新的学习氛围，促进学生全面发展。再次，研究成果的推广将有助于提升区域乃至全国小学数学教师的专业素养和教学能力，促进教师专业发展，进而对整个基础教育领域产生积极影响。最后，培养学生的数学核心素养，特别是问题解决能力和创新意识，是国家创新发展战略对基础教育的必然要求，本研究为此贡献实践智慧，具有深远的战略意义。

***经济价值：**虽然本课题的直接目标是教育层面的改进，但其成果的间接经济价值不容忽视。培养具有良好数学核心素养的学生，意味着他们未来在适应快速变化的社会和从事各项工作时，将具备更强的逻辑分析能力、解决复杂问题的能力和创新能力。这些能力是提升个人工作效率、推动技术革新和产业升级的重要基础。因此，从长远来看，本研究通过提升国民基础数学素养，有助于培养更多高素质人才，为经济社会发展提供智力支持，具有潜在的宏观经济效益。此外，项目研究中开发的教学资源和模式，若能形成标准化产品或服务，也可能为教育产业发展带来新的机遇。

***学术价值：**本课题在学术层面具有重要的探索意义。其一，它深化了对数学教育本质的认识，强调了数学教育不仅是知识的传递，更是思维方式和能力的培养，特别是在问题解决这一核心领域，如何将抽象的数学核心素养具体化、情境化、操作化，是一个重要的理论议题。其二，本研究将拓展问题解决教学理论的研究范畴，将核心素养理念融入其中，探索其内在机制和相互作用，为构建具有中国特色的数学问题解决教学理论体系提供支撑。其三，研究过程中采用的研究方法，如行动研究、案例分析法等，结合定量与定性分析，将为数学教育研究领域提供丰富的实证案例和方法借鉴。其四，研究成果将丰富小学数学课程与教学论的内容，为相关教材编写、课程设计提供理论依据和实践参考，推动数学教育学科的学术发展。通过系统研究，有望在小学数学核心素养培养、问题解决教学模式构建等关键领域取得原创性成果，提升我国在该领域的学术影响力。

四.国内外研究现状

小学数学问题解决教学作为数学教育领域的核心议题，一直是国内外学者关注的焦点。国内外研究分别从不同角度出发，积累了丰富的成果，但也呈现出各自的侧重点和尚未解决的问题。

**国外研究现状**

国外对问题解决教学的研究起步较早，理论基础相对成熟。早在20世纪60年代，美国新数学运动就强调通过问题解决来学习数学，推动了问题解决教学思想的初步形成。之后，随着建构主义学习理论、认知发展理论等的发展，问题解决教学的理论基础不断深化。皮亚杰（Piaget）的认知发展理论强调智慧是在主客体互动中发展的，为问题解决提供了认知基础。维果茨基（Vygotsky）的社会文化理论则关注社会互动在问题解决中的作用，强调协作学习的重要性。这些理论深刻影响了国外问题解决教学的研究方向。

在研究内容上，国外研究广泛涉及问题解决的教学策略、教学模式、评价体系等方面。斯滕伯格（Sternberg）提出的问题解决智能理论，强调问题解决涉及分析、综合、评价等多种智能成分，为问题解决教学提供了多元智能的视角。许多研究聚焦于特定的问题解决教学模式，如探究式学习（Inquiry-BasedLearning）、项目式学习（Project-BasedLearning）、合作学习（CooperativeLearning）等，探讨这些模式在数学问题解决教学中的应用效果。例如，Hiebert等人对问题解决教学标准的长期研究，试图明确问题解决教学的核心要素。Lester等人则系统梳理了问题解决教学的各种教学模式，如“问题-探究-反思”模式、“五步问题解决法”等。在评价方面，国外研究开始关注过程性评价和表现性评价，尝试运用观察、访谈、作品分析等方法，更全面地评估学生在问题解决过程中的思维表现和能力发展。

近年来，国外研究也开始关注数学核心素养（或称能力）的培养，问题解决被视为发展这些核心素养的关键途径。例如，美国数学教师协会（NCTM）在《学校数学原则与标准》中明确提出，数学教育应围绕数学概念、过程标准（问题解决、推理与证明、沟通、联系、表示）和态度标准来组织，其中问题解决被置于核心地位。一些研究开始探索如何将跨学科主题（如STEM教育）融入问题解决教学，以提升学生的综合素养。然而，国外研究也存在一些值得注意的倾向：一是部分研究偏重理论构建或特定策略的验证，与实际教学情境的融合度有待加强；二是对于如何在多样化的文化背景下有效实施问题解决教学，促进所有学生的发展，仍需深入探讨；三是如何平衡问题解决教学与知识系统性学习的关系，避免教学过于碎片化或形式化，也是持续关注的问题。

**国内研究现状**

我国小学数学问题解决教学的研究起步相对较晚，但发展迅速，并逐渐形成了具有中国特色的研究体系。改革开放以来，特别是进入21世纪后，随着新课程改革的深入推进，问题解决教学成为研究热点。国内学者在借鉴国外研究成果的基础上，结合我国数学教育的实际，开展了大量卓有成效的研究。

国内研究在内容上同样广泛涉及问题解决教学的各个方面。早期研究多集中于问题解决的教学策略探讨，如如何创设问题情境、如何引导学生思考、如何进行合作学习等。随着新课改的深入，研究视角逐渐转向如何体现学生的主体性、如何促进思维发展、如何落实数学思想方法等。许多研究聚焦于具体的教学案例分析和教学模式构建，例如，有学者提出“问题情境—建立模型—解释应用—反思拓展”的教学模式，强调数学思想方法的渗透和思维过程的体验。在问题设计方面，研究关注如何设计具有层次性、开放性、探究性的问题，以适应不同学生的学习需求。一些研究还探讨了信息技术在问题解决教学中的应用，如利用动态几何软件、在线平台等创设交互式问题情境，提升学习效果。

近年来，随着核心素养理念的引入，国内研究将问题解决教学与核心素养的培养紧密结合。大量研究探讨数学抽象、逻辑推理、数学建模等核心素养如何在问题解决教学中得到发展，并尝试开发相应的教学策略和评价工具。例如，有研究专门探讨如何通过问题解决教学培养学生的数学建模能力，引导学生经历问题抽象、模型建立、求解验证等完整过程。在评价方面，国内研究也开始借鉴国外经验，探索表现性评价、过程性评价的实施方法，关注学生在问题解决过程中的思维表现和策略选择。

国内研究的特色在于高度重视与中国数学教育实践的结合，研究问题往往源于教学一线，研究成果也力求具有较强的可操作性。此外，国内学者对数学思想方法的教学价值给予了充分关注，认为问题解决是渗透和体验数学思想方法的重要载体。然而，国内研究也存在一些不足：一是理论深度有待加强，部分研究对问题解决教学的内在机制、理论基础的探讨不够深入，与建构主义、认知科学等理论的融合有待加强；二是研究范式相对单一，定量研究较多，而能够深入揭示教学复杂性的质性研究、混合研究相对较少；三是研究成果的本土化转化和推广机制有待完善，一些有价值的研究成果未能得到充分的推广和应用；四是对于如何针对不同地区、不同学校、不同学生的具体情况，实施差异化和个性化的问题解决教学，研究尚显不足。

**综合分析与研究空白**

综合来看，国内外在小学数学问题解决教学领域已经取得了丰硕的研究成果，共同推动了该领域理论与实践的发展。国外研究在理论基础、模式构建、评价探索等方面较为前沿，而国内研究则更注重与中国教育实践的结合，强调本土化创新。

尽管如此，当前研究仍存在一些尚未解决的问题或研究空白，为本课题的开展提供了空间：

1.**核心素养导向的系统性模式构建不足：**现有研究虽然探讨了核心素养在问题解决教学中的体现，但对于如何基于核心素养要求，系统性地构建问题解决教学模式，包括教学目标、内容选择、过程设计、评价方式等完整体系，缺乏深入和系统的探讨。特别是如何将抽象的核心素养要求转化为具体、可操作的教学行为，仍需深入研究。

2.**真实情境与深度探究的结合有待加强：**虽然强调情境创设，但部分研究或实践中创设的情境与真实世界关联较弱，或问题难度、开放度不足，难以激发学生的深度思考和自主探究。如何设计真正源于生活、富有挑战性、能引导学生进行深度探究的真实问题情境，并形成有效支持这种探究的教学机制，是需要突破的难点。

3.**学生思维过程的深度观察与支持策略研究不足：**问题解决的核心在于思维过程的展开。现有研究对学生在问题解决过程中的思维障碍、思维策略、思维进阶等方面的观察和分析不够深入，缺乏针对性的教学策略来有效支持学生的思维发展和策略优化。

4.**信息技术融合的创新模式探索不足：**信息技术为问题解决教学提供了新的可能，但现有研究多集中于技术应用的辅助层面，如何利用信息技术创设更具交互性、自适应性的问题解决环境，支持个性化学习和协作探究，形成创新的教学模式，尚需进一步探索。

5.**跨学科整合的实践体系构建不足：**虽然STEM教育等理念有所提及，但将问题解决作为跨学科整合的关键桥梁，系统性地构建小学数学与其他学科（如科学、艺术、社会）融合的问题解决教学模式，并形成配套资源，研究尚处于初步阶段。

因此，本课题立足于当前研究的不足，聚焦于小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式的创新，旨在填补相关研究空白，为提升小学数学问题解决教学质量和促进学生核心素养发展提供新的理论视角和实践路径。

五.研究目标与内容

1.**研究目标**

本课题旨在通过系统研究，构建一套基于核心素养导向的小学数学问题解决教学模式，并验证其有效性。具体研究目标如下：

***目标一：界定小学数学核心素养在问题解决教学中的具体表现形态与评价标准。**深入分析小学数学核心素养（包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等）的内涵及其在问题解决活动中的具体体现方式。结合小学数学课程内容和学生认知特点，明确各核心素养在问题解决过程中的行为特征和可观察表现，并初步建立相应的表现性评价指标体系，为后续的教学实践和效果评估提供依据。

***目标二：设计并构建基于核心素养导向的小学数学问题解决教学模式框架。**在理论分析和现状研究的基础上，融合建构主义、社会文化理论等相关学习理论，结合小学数学教学实践，设计一个包含清晰教学目标、特定教学环节、关键教学策略和有效评价方式的问题解决教学模式。该模式应能明确体现核心素养的培养意图，强调情境创设、问题探究、合作交流、反思提炼等关键要素，并具有可操作性和灵活性。

***目标三：开发配套的教学资源与案例库，初步形成教学模式的应用体系。**围绕所构建的教学模式，开发一系列具有代表性、层次性和探究性的问题情境、案例资源、活动设计等教学材料，以及相应的学生活动单、教师指导手册等辅助资源。通过典型教学案例的剖析与展示，为教师实施该模式提供具体的参考和借鉴。

***目标四：通过教学实验，验证该问题解决教学模式的有效性，并进行修订完善。**选取小学中高年级作为实验对象，开展教学实验，对比分析实验班和对照班学生在数学核心素养发展、问题解决能力、学习兴趣和态度等方面的差异。收集和分析教学过程中的各种数据与资料，评估模式的实际效果，并根据实验反馈和教育规律，对教学模式进行修订与优化，使其更加完善和适用。

***目标五：总结研究成果，提出推广建议，为小学数学教学改革提供参考。**系统总结研究过程中的理论发现、实践经验和效果评估结果，形成研究报告，并提炼出具有普遍指导意义的教学原则和实践建议。探讨该模式的推广应用路径和策略，为小学数学教育领域深化问题解决教学、提升核心素养培养水平提供有价值的参考。

2.**研究内容**

围绕上述研究目标，本课题将重点开展以下研究内容：

***研究内容一：小学数学核心素养与问题解决教学的内在关联性分析。**

***具体研究问题：**小学数学核心素养各要素（数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析）如何在问题解决活动中具体体现？问题解决教学如何有效促进这些核心素养的形成与发展？现有教学实践中，核心素养与问题解决教学的融合存在哪些主要障碍？

***研究假设：**小学数学核心素养各要素在问题解决活动中具有明确的行为表现特征；结构良好、富有挑战性的问题解决活动是发展学生核心素养的有效途径；当前教学实践中核心素养与问题解决教学的融合主要受制于教师理解、情境设计、评价方式等因素。

***研究方法：**文献研究法、专家访谈法、理论思辨法。通过梳理国内外相关文献，访谈小学数学专家、骨干教师，结合数学教育理论和认知科学理论，深入分析核心素养与问题解决教学的内在逻辑关系，明确两者融合的内涵与要求。

***研究内容二：基于核心素养导向的问题解决教学模式框架设计。**

***具体研究问题：**基于核心素养导向，小学数学问题解决教学模式应包含哪些核心要素？各要素之间如何有机联系？有效的教学模式应遵循哪些基本原则？如何将核心素养的培养目标融入问题解决教学的各个环节（如课前准备、课中实施、课后评价）？

***研究假设：**有效的核心素养导向问题解决教学模式应包含“情境创设—问题驱动—自主探究—合作交流—反思提炼—评价反馈”等关键环节，并强调数学思想方法的渗透、学生思维过程的体验和跨学科内容的融合。将核心素养目标分解并融入教学各环节是模式有效运行的关键。

***研究方法：**文献研究法、模型构建法、专家咨询法。在分析现有模式基础上，借鉴相关理论，结合小学数学教学特点，设计教学模式的整体框架，明确各环节的功能、任务和实施要求。通过专家论证，优化模式设计。

***研究内容三：配套教学资源与案例库开发。**

***具体研究问题：**如何根据所设计的教学模式，开发系列化的、体现核心素养要求的问题情境与案例？如何设计支持学生自主探究和合作交流的活动单？如何建立有效的评价工具来评估学生在问题解决过程中的核心素养表现？

***研究假设：**精心设计、富有层次性、贴近生活的问题情境和案例是激发学生探究兴趣、发展核心素养的重要载体；结构化的活动单能有效地引导学生参与探究过程；表现性评价和过程性评价相结合能够更全面地反映学生的核心素养发展。

***研究方法：**案例研究法、行动研究法、资源开发法。选择特定年级和内容，设计并开发具体的问题情境、教学案例、学生活动单、评价量表等资源。通过小范围试用和反馈，不断修订和完善资源。

***研究内容四：教学模式有效性验证与修订。**

***具体研究问题：**实施基于核心素养导向的问题解决教学模式后，实验班学生在数学核心素养、问题解决能力、学习兴趣等方面相较于对照班是否有显著提升？该模式在实际教学中是否具有可行性、有效性和可持续性？实施过程中存在哪些问题需要解决？如何根据反馈进行模式修订？

***研究假设：**与对照班相比，实施该模式的教学实验班学生在数学核心素养和问题解决能力上将有显著提升，学习兴趣和主动性也将有所提高；该模式在实际教学中是可行且有效的，但可能需要根据具体学情和教学条件进行调整；通过教学实验和多方反馈，可以对模式进行有效的修订和完善。

***研究方法：**实验研究法（准实验设计）、准定量研究（如问卷、测试）、质性研究（如课堂观察、访谈、学生作品分析）。选取实验班级和对照班级，实施干预教学，通过前后测、问卷调查、课堂观察、访谈、作品分析等多种方式收集数据，运用统计方法和质性分析方法进行数据分析，评估模式效果，并根据结果和反馈进行模式修订。

***研究内容五：研究成果总结与推广策略研究。**

***具体研究问题：**本研究的核心观点、理论创新、实践成果是什么？如何提炼出具有推广价值的教学原则和实践建议？该模式的推广应用面临哪些挑战？如何构建有效的推广机制？

***研究假设：**本研究将形成一套系统的理论框架、一套可操作的教学模式、一系列配套资源，并验证其有效性；可以从模式要素、教学策略、评价方式等方面提炼出普适性的教学原则；模式的推广应用主要面临教师观念转变、专业发展支持、评价体系配套等挑战；可以通过建立教师培训体系、开发推广资源包、构建合作网络等策略促进模式推广。

***研究方法：**总结报告撰写法、案例分析法、政策分析法。系统整理研究过程与结果，撰写研究报告。分析推广过程中的成功经验和存在问题，提出具体的推广策略和建议。

六.研究方法与技术路线

1.**研究方法、实验设计、数据收集与分析方法**

本课题将采用混合研究方法（MixedMethodsResearch），有机结合定量研究与质性研究，以全面、深入地探讨小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式创新。具体研究方法、实验设计及数据收集分析方法如下：

***研究方法：**

***文献研究法：**系统梳理国内外关于数学核心素养、问题解决教学、教学模式、小学数学教育改革等方面的理论文献和实践研究，为本研究提供理论基础，明确研究现状、存在问题及研究切入点。重点关注相关概念的界定、理论模型的构建、实证研究的发现等。

***行动研究法：**将研究过程与教学实践紧密结合，研究者（主要是参与实验的教师）在真实的教学环境中，根据对理论的理解和实践的反思，共同设计、实施、观察和修正问题解决教学模式。通过“计划-行动-观察-反思”的循环过程，不断优化教学模式，解决实践问题，积累实践经验。

***案例研究法：**选取具有代表性的教学案例（包括成功案例和存在问题的案例），进行深入、细致的剖析。通过收集案例相关的多种信息（如教学设计、课堂实录、师生访谈、学生作品等），深入理解特定情境下问题解决教学的实施过程、影响因素和效果，为模式构建和修订提供具体例证。

***准实验研究法：**为了检验模式的有效性，采用准实验设计。设立实验班和对照班，实验班实施基于核心素养导向的问题解决教学模式，对照班采用传统的或现有的常规教学模式。通过前测、后测以及过程中的观察和评估，比较两组学生在数学核心素养、问题解决能力等方面的变化，以判断模式的有效性。保证两组学生在入学基础、班级环境等方面尽可能对等。

***实验设计：**

***研究对象：**选取北京市某区（或多个学校）两到三所小学的四个（或更多）平行班作为研究对象，其中两个班作为实验班，两个班作为对照班。选择中高年级（如四、五年级）作为实验年级，因为此时学生具备一定的数学基础和思维能力，适合进行问题解决教学。

***干预措施：**实验班按照本研究构建的教学模式进行教学，涵盖一个或多个单元的数学教学内容。对照班按照学校常规教学安排进行教学。干预时间根据教学单元的长度确定，通常为一个学期内的部分或全部教学内容。

***前测与后测：**在干预前后，对实验班和对照班的所有学生进行数学核心素养测试（可包含问题解决能力专项测试）和学习态度问卷的施测。核心素养测试应包含能够体现抽象、推理、建模、想象、运算、数据分析等要素的题目，问题解决能力测试则侧重于开放性、探究性问题的解决过程和结果。学习态度问卷关注学生的学习兴趣、主动性、合作意愿等。

***数据收集方法：**

***定量数据：**通过标准化测试（前测、后测）、学习态度问卷收集。使用统一量表和评分标准，确保数据的客观性和可比性。

***质性数据：**通过课堂观察、访谈、文件分析等多种途径收集。

***课堂观察：**设计观察量表，对实验班和部分对照班的数学课进行系统观察，记录教学环节、教师提问与引导、学生参与度、互动方式、思维表现等。

***访谈：**对实验班和对照班的部分教师、学生进行半结构化访谈，了解他们对教学模式的看法、实施过程中的体验、遇到的困难、以及对自身和他人学习的影响。

***文件分析：**收集和分析学生的课堂练习、作业、项目报告、作品集、学习反思等文件资料，了解学生的思维过程、学习成果和个性特点。

***教师日志/反思报告：**要求实验班教师记录教学日志或定期撰写教学反思报告，记录教学设计、实施过程、学生反应、自我反思及调整情况。

***数据分析方法：**

***定量数据分析：**采用SPSS等统计软件进行数据处理。对前测、后测数据进行独立样本t检验或配对样本t检验，比较实验班与对照班、同一组前后测在核心素养得分、问题解决能力得分、学习态度得分上的差异。可能还会进行方差分析、相关分析等，探究不同变量之间的关系。

***质性数据分析：**采用主题分析法（ThematicAnalysis）或内容分析法（ContentAnalysis）。对访谈录音转录为文字，对观察记录、教师日志、学生作品等进行整理编码，识别、归纳和提炼核心主题和模式，深入解释定量数据的背景，揭示现象背后的深层原因和机制。可能还会运用叙事分析法，深入理解个体经验。

***混合方法整合：**将定量和质性数据进行三角互证（Triangulation），即比较两种数据来源的分析结果是否一致，以增强研究结论的可靠性和有效性。例如，用访谈和观察结果解释定量分析中发现的显著差异的原因，或用定量数据验证质性分析中归纳出的模式或趋势的普遍性。

2.**技术路线**

本课题的研究将遵循以下技术路线和关键步骤：

***第一阶段：准备阶段（约3-4个月）**

***步骤1：**深入文献研究，界定核心概念，梳理国内外研究现状，明确研究问题和理论基础。

***步骤2：**设计研究方案，确定研究方法、实验设计、数据收集工具（测试量表、观察量表、访谈提纲等），进行可行性分析。

***步骤3：**联系研究对象学校，获得支持，选取实验班级和对照班级，招募并培训参与研究的教师。

***步骤4：**实施前测，收集基线数据（包括数学核心素养、学习态度等）。

***步骤5：**初步设计问题解决教学模式框架和配套教学资源。

***第二阶段：实施与探索阶段（约6-8个月）**

***步骤6：**实验班按照初步设计的教学模式开展教学，对照班按常规教学。实验班教师同时进行行动研究，记录过程，反思调整。

***步骤7：**研究者定期进行课堂观察，对实验班教师和学生进行访谈，收集过程性数据。

***步骤8：**根据实施情况和初步反馈，对教学模式框架和教学资源进行修订和完善。

***第三阶段：深化与验证阶段（约3-4个月）**

***步骤9：**在教学模式修订后，继续实施教学，或进行补充教学实验。

***步骤10：**实施后测，收集最终数据。

***步骤11：**收集学生作品、教师日志、课堂观察记录等补充数据。

***第四阶段：数据分析与成果总结阶段（约3-4个月）**

***步骤12：**对收集到的定量和质性数据进行整理、编码和分析。

***步骤13：**撰写研究总报告，系统呈现研究背景、目标、方法、过程、结果、讨论与结论。

***步骤14：**提炼教学模式的具体操作原则和教学建议，开发教学模式案例集和资源包。

***步骤15：**形成研究成果，准备结题材料。

整个研究过程强调理论与实践的结合，通过行动研究不断优化模式，通过准实验研究检验模式效果，通过多种数据收集和分析方法确保研究的深度和广度，最终形成一套具有理论价值和实践意义的小学数学核心素养导向的问题解决教学模式。

七．创新点

本课题“小学数学核心素养导向下的问题解决教学模式创新研究”旨在探索符合新时代教育要求的小学数学教学模式，其创新性主要体现在以下几个方面：

***理论层面的创新：**其一，本课题强调将抽象的“数学核心素养”具体化、情境化、操作化到问题解决教学实践中，并深入探究其内在的、动态的生成机制。不同于以往研究中核心素养与问题解决教学相对割裂或仅停留在表面联系的状态，本研究致力于构建一个理论框架，明确核心素养在问题解决活动中的表现形态、发展逻辑及其相互作用关系，为理解核心素养的培育路径提供新的视角。其二，本研究试图融合建构主义、社会文化理论、认知负荷理论等多学科理论视角，特别是关注如何在问题解决教学中设计有效的认知支持策略，减轻学生的认知负荷，促进深度学习和核心素养的内化，而非仅仅强调问题的难度或学生的自主性。这种多理论整合的视角，有助于更全面、深入地认识问题解决教学的复杂机制。其三，本研究关注问题解决教学中的“跨学科整合”潜力，探索如何将数学问题解决与科学、技术、艺术、社会等领域的内容有机融合，培养学生的综合素养和解决真实世界问题的能力，这在当前强调“STEAM教育”和“跨学科主题学习”的背景下，具有重要的理论前瞻性。

***方法层面的创新：**其一，本研究采用混合研究方法作为核心方法论，系统性地整合定量（如测试、问卷）和质性（如课堂观察、访谈、案例分析）数据。在研究初期通过文献研究和专家咨询奠定理论基础，在模式构建和实施阶段运用行动研究进行迭代优化，在效果评估阶段采用准实验设计检验干预效果，并辅以深入的质性分析揭示现象背后的原因和机制。这种多方法、多来源数据的相互印证和补充，能够提高研究的信度和效度，提供更全面、立体的研究结论，避免单一方法的局限性。其二，在数据分析方法上，不仅运用传统的统计分析，还将结合主题分析和内容分析等质性方法，深入挖掘课堂互动、学生思维过程、教师反思等复杂信息，揭示教学模式运行的实际效果和深层机制。其三，研究过程中注重“形成性评价”与“过程性数据”的收集与分析，不仅关注最终的效果，更重视在教学实施过程中的动态反馈和调整，使研究方法能够适应教学实践的复杂性，实现研究与实践的同步深化。

***应用层面的创新：**其一，本课题旨在构建一套具有系统性、操作性、可推广性的“小学数学核心素养导向的问题解决教学模式”，而非零散的教学策略或个别案例。该模式将包含明确的教学目标（基于核心素养）、结构化的教学环节（如情境创设、问题驱动、探究协作、模型建构、反思评价等）、关键的教学策略（如启发式提问、合作学习组织、思维可视化等）以及相应的资源支持体系。这种系统性的模式构建，直接回应了当前一线教师对于教学模式指导的迫切需求，具有较强的实践指导价值。其二，研究将开发一系列具体、典型的问题解决教学案例、学生活动单、教师指导手册等配套资源，这些资源源于实践、经过检验、便于借鉴，能够为教师实施新模式提供直观、可操作的范例和工具，降低教师实施新模式的难度，提高模式的推广可行性。其三，研究成果将不仅以研究报告的形式呈现，还会考虑以教师工作坊、网络平台、校本培训等多种形式进行转化和推广，旨在突破研究成果“束之高阁”的困境，真正服务于小学数学教学实践的改进，促进区域乃至更大范围内小学数学教育质量的提升。其四，本研究强调模式的“适应性”和“发展性”，在构建模式时考虑不同地区、学校、班级的实际情况，提出灵活调整的建议，并建立持续修订和完善机制，使其能够适应未来教育改革的发展需求。

综上所述，本课题在理论视角的整合深化、研究方法的系统创新以及成果应用的系统性和推广性方面具有显著的创新点，有望为小学数学核心素养的培养提供新的理论见解和实践路径，具有重要的学术价值和现实意义。

八．预期成果

本课题通过系统深入的研究，预期在理论、实践和资源开发等方面取得一系列具有价值的研究成果，具体如下：

***理论成果：**

***1.形成一套关于小学数学核心素养在问题解决教学中表现形态的理论体系。**深入揭示数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等核心素养如何在小学数学问题解决活动中具体体现，界定其可观察的行为指标和评价维度，为小学数学教育领域提供更清晰、更具操作性的核心素养理解框架。

***2.构建一个基于核心素养导向的小学数学问题解决教学模式理论框架。**在理论分析和实证研究基础上，提出一个包含明确目标、核心要素、关键环节、教学策略和评价机制的系统性教学模式框架。该框架将阐明各要素之间的内在联系，揭示模式运行的基本原理，为同类研究提供理论参考。

***3.深化对问题解决教学本质与功能的认识。**通过本研究，进一步阐明问题解决教学在促进学生深度学习、发展高阶思维能力和培养核心素养方面的独特价值，丰富数学教育理论，特别是在核心素养培育背景下，问题解决教学的地位和作用将得到更充分的论证。

***4.产出一篇高质量的研究总报告和若干篇学术论文。**研究总报告系统总结研究背景、设计、过程、结果、讨论与结论，为课题研究画上完整句号。同时，将研究成果提炼为系列学术论文，在国内外高水平教育类期刊上发表，促进学术交流，提升研究影响力。

***实践应用价值：**

***1.开发一套可操作的问题解决教学模式及配套资源。**形成一套具体、详细、易于教师理解和实施的教学模式操作指南，包含教学设计示例、教学流程图、关键环节说明等。同时，开发与之配套的教学资源包，包括具有代表性、层次性、探究性的问题情境与案例库、学生活动单、合作学习指南、教师反思工具等，为教师提供直接的教学支持。

***2.提升小学数学教师的专业素养和实践能力。**通过课题研究和后续的成果推广（如教师培训、工作坊、网络资源分享等），帮助教师深入理解核心素养的内涵，掌握问题解决教学的设计与实施策略，提升观察、分析和改进教学的能力，促进教师专业发展。

***3.改善小学数学课堂教学质量与学生学习效果。**实施研究构建的教学模式，有望显著改善课堂氛围，激发学生学习数学的兴趣和主动性，促进学生数学核心素养的全面发展，提升问题解决能力和创新意识，使数学学习更加生动、有效和富有挑战性。

***4.为小学数学课程改革提供实践依据和模式参考。**本研究的成果将为小学数学课程标准的完善、教材的编写与修订、教学评价体系的改革提供有价值的实践经验和模式参考，推动小学数学教育与时俱进，更好地适应新时代人才培养的需求。

***5.形成可持续研究的资源库和平台基础。**研究过程中积累的案例、数据、资源等，可以为基础教育领域后续相关研究提供素材和基础，并可能促进建立区域性的小学数学问题解决教学研究网络或资源平台，持续推动该领域的发展。

***资源开发成果：**

***1.《小学数学核心素养导向的问题解决教学模式框架与实施指南》。**以文件或手册形式发布，详细阐述模式的理论依据、核心要素、操作流程、策略建议和评价方法。

***2.《小学数学问题解决教学案例集》。**收录实验过程中形成的优秀教学案例，包括教学设计、课堂实录（文字或视频）、师生反思等，提供生动具体的实践范例。

***3.《小学数学问题解决教学资源包》。**包含一系列精心设计的问题情境、活动单、评价量表、教学视频等，供教师参考和使用。

***4.《小学数学核心素养表现性评价指标体系》。**初步建立一套可操作的评价指标和评价工具，用于观察、记录和评估学生在问题解决活动中核心素养的表现。

综上所述，本课题预期取得的成果不仅包括理论层面的深化与突破，更注重实践层面的应用转化和资源层面的建设，将具有较强的理论价值、实践价值和推广价值，能够为提升小学数学教育质量、促进学生核心素养发展做出积极贡献。

九.项目实施计划

1.**项目时间规划**

本课题研究周期预计为三年，共分五个阶段，具体时间规划与任务分配如下：

***第一阶段：准备阶段（第1-4个月）**

***任务分配：**主要由课题负责人统筹，核心成员参与文献研究、理论梳理、研究方案设计、研究工具（测试量表、观察量表、访谈提纲等）编制与预测试、研究对象（学校、班级、教师）联系与招募、伦理审查申请等。

***进度安排：**第1-2个月：完成文献综述，界定核心概念，初步确定研究框架和方法；完成研究方案详细设计，并通过内部评审。第3个月：编制并预测试研究工具，根据预测试结果修订工具。第4个月：联系并确定合作学校，招募并培训参与研究的教师，完成伦理审查申请，形成项目启动报告。

***第二阶段：模式构建与初步探索阶段（第5-16个月）**

***任务分配：**由课题组成员分工合作，其中一组负责指导实验班教师实施初步设计的教学模式，并进行行动研究记录；一组负责定期进行课堂观察、教师访谈和学生访谈；一组负责收集和分析过程性数据（课堂记录、学生作品等），并根据反馈对教学模式框架和教学资源进行修订。课题负责人负责整体协调、阶段性成果汇总与评审。

***进度安排：**第5-8个月：实验班按照初步构建的教学模式开展教学，对照班按常规教学。实验班教师同时进行行动研究，记录教学过程与反思。研究者每两周进行一次课堂观察，每月进行一次教师访谈。第9-12个月：收集并初步分析课堂观察记录、教师日志、访谈资料等过程性数据。根据实施情况和初步反馈，召开课题组讨论会，对教学模式框架和教学资源进行初步修订。第13-16个月：修订后继续实施教学，或进行补充教学实验。进行第二次全面的数据收集（包括部分过程性数据和新的观察访谈）。完成模式初步探索阶段报告。

***第三阶段：深化验证与修订阶段（第17-28个月）**

***任务分配：**重点在于效果评估和模式优化。由课题组负责组织实施后测，收集最终数据。核心成员分工进行定量数据分析（包括前测、后测数据比较）和质性数据分析（所有阶段收集的数据整合分析）。根据数据分析结果，结合教师和学生的反馈，对教学模式进行深度修订和完善。

***进度安排：**第17-20个月：对实验班和对照班实施最终版本的教学模式，并完成前测（若需要补充）和后测（数学核心素养测试、学习态度问卷）。同时，完成所有课堂观察、访谈、文件收集等工作。第21-24个月：整理并录入所有数据，进行定量数据分析（比较实验班与对照班、前后测差异）。第25-28个月：进行质性数据分析，提炼主题，形成初步分析报告。组织课题组深入讨论，根据数据分析结果和各方反馈，对教学模式进行最终修订，形成修订版模式框架和核心资源。

***第四阶段：成果总结与推广准备阶段（第29-32个月）**

***任务分配：**由课题负责人主持，各成员分工撰写研究报告初稿、学术论文初稿、资源开发文案等。完成研究成果的整理、汇编和初步推广方案设计。

***进度安排：**第29个月：完成研究总报告初稿，完成2-3篇学术论文初稿，开始整理教学模式案例和资源包。第30个月：修改完善研究总报告和学术论文初稿，形成教学模式框架与实施指南初稿。第31个月：完成资源包开发，进行内部评审。第32个月：汇总所有成果，形成项目结题报告初稿，设计成果推广初步方案。

***第五阶段：成果完善与结题阶段（第33-36个月）**

***任务分配：**根据评审意见修改完善所有研究成果，最终定稿。完成结题材料准备，进行项目结题答辩（若需要），并启动成果推广工作。

***进度安排：**第33个月：根据内部评审意见修改研究总报告、学术论文和资源包。第34个月：完成所有成果定稿，准备结题答辩材料。第35个月：进行结题答辩，完成结题报告终稿。第36个月：启动成果推广工作（如组织教师培训、发布网络资源等），完成项目所有工作。

**注：**以上时间安排为初步计划，实际执行中可能根据研究进展和外部条件进行适当调整，但总体研究框架和关键节点将保持不变。

2.**风险管理策略**

本课题在实施过程中可能面临以下风险，并制定相应的管理策略：

***研究设计风险：**教学模式设计不科学、研究工具信效度不足、实验班与对照班基线差异较大等。

***管理策略：**加强理论学习，确保模式设计符合核心素养要求和教学理论；采用标准化的工具编制流程，并进行严格的预测试和信效度检验；在实验设计阶段，通过匹配班级、随机分组等方法控制无关变量的影响，并在数据分析时进行统计控制。

***实施风险：**教师执行新模式的依从性不高、教学资源开发质量不达标、课堂实施情境干扰因素多等。

***管理策略：**加强对实验班教师的培训和专业支持，通过建立教师学习共同体、提供教学指导和案例分享等方式提升教师对研究模式的理解和认同；建立教学资源开发的质量评审机制，确保资源符合研究要求；通过课堂观察、教师访谈等方式及时了解实施情况，对干扰因素进行干预和调整。

***数据收集风险：**数据收集不完整、数据质量不高、研究对象流失等。

***管理策略：**制定详细的数据收集方案，明确数据来源、收集方法、记录要求和时间节点；对参与研究的人员进行数据收集培训，确保操作规范；建立数据备份机制，保证数据安全；对可能存在流失的研究对象进行预沟通和激励，确保样本的完整性。

***分析风险：**数据分析方法选择不当、数据分析结果解释不客观、研究结论缺乏说服力等。

***管理策略：**在研究设计阶段就明确数据分析方法，并邀请统计学专家进行指导；采用混合研究方法，进行三角互证，增强结论的可靠性；建立严谨的数据分析流程，规范数据处理和分析步骤；组织课题组进行多轮数据分析讨论，确保分析结果的客观性和科学性。

***推广风险：**研究成果难以转化为实践应用、教师接受度低、推广渠道不畅等。

***管理策略：**在研究设计阶段就考虑成果的推广问题，开发易于理解和操作的教学模式和资源；通过教师培训、案例展示、网络平台等方式进行多渠道推广；建立反馈机制，收集教师和学校的需求和建议，对成果进行持续改进。

***经费风险：**研究经费不足、经费使用不当等。

***管理策略：**制定详细的经费预算，合理规划各项支出；建立严格的经费管理制度，确保经费使用的规范性和有效性；定期进行经费使用情况分析，及时调整支出结构，确保研究工作的顺利开展。

通过上述风险管理策略的实施，力求将潜在风险降到最低，保障研究工作的顺利进行，并确保研究成果的质量和推广效果。

十.项目团队

本课题研究团队由具有丰富小学数学教学实践经验和扎实教育理论基础的专家学者、一线骨干教师以及高校研究人员组成，团队成员专业背景多元，研究能力互补，能够有效保障课题研究的科学性、实践性和创新性。

***专业背景与研究经验：**

**课题负责人张明，**北京师范大学数学教育专业博士，研究方向为小学数学课程与教学论。在小学数学问题解决教学领域深耕十年，主持完成多项国家级和省部级课题，发表多篇核心期刊论文，出版专著一部。具有丰富的课题研究管理经验和扎实的理论功底，熟悉国内外小学数学教育改革动态，尤其关注核心素养导向的教学模式创新研究，对问题解决教学的理论基础与实践应用有深入理解。

**核心成员李红，**北京师范大学数学教育专业硕士，现任北京市海淀区实验小学数学教研组长，小学高级教师。在小学数学教学一线工作十五年，积累了丰富的教学经验，特别是在问题解决教学方面形成了独特的教学风格。曾参与多项小学数学课程改革实验，擅长情境创设和问题链设计，注重学生思维过程的体验和数学思想方法的渗透。在小学数学教学期刊发表多篇论文，参与编写多套小学数学教材与教辅资料。具备较强的教学实践能力和研究能力，能够有效将理论与实践相结合，是课题研究的骨干力量。

**核心成员王刚，**北京师范大学数学教育专业在读博士，研究方向为数学教育评价与教师专业发展。在数学教育测量与评价领域有深入研究，主持完成多项国家级教育科学规划课题。对问题解决教学的量化评价方法有独到见解，擅长运用统计分析和质性研究方法进行教育实验效果评估。在核心期刊发表多篇研究论文，具备较强的研究设计能力和数据分析能力，能够为课题提供科学的评价视角和方法支持。

**核心成员赵敏，**北京市海淀区实验小学数学教师，小学一级教师。具有八年小学数学教学经验，对小学数学核心素养培养有深入思考，特别是在问题解决教学中，注重学生逻辑推理和数学建模能力的培养。多次获得区级教学比赛奖项，擅长课堂观察和案例研究，能够敏锐地捕捉教学过程中的问题与亮点。在课题研究中负责课堂观察、学生访谈和案例收集分析工作，为教学模式构建提供实践依据。

**核心成员刘洋，**北京师范大学数学教育专业硕士研究生，研究方向为小学数学教学策略与资源开发。对小学数学教育信息化和数字化资源建设有浓厚兴趣，擅长开发交互式教学软件和在线学习资源。在小学数学教育信息化领域发表多篇论文，参与开发多套小学数学信息化教学资源包。在课题研究中负责教学资源开发、教学模式数字化呈现以及教师培训工