015年起，北京教育科学研究院基础教育教学研究中心启动了基于核心素养五大领域（阅读、数学、科学、技术、问题解决）的教学实验研究，探索将核心素养切实融入课堂教学的有效路径。　　

2015年，基教研中心项目组研发了各素养领域前测试卷与调查问卷，通过大规模前测，较准确地掌握了北京市中小学生核心素养的发展现状；2016至2017年上半年，项目组基于掌握的现状数据，有针对性地梳理出教学中影响学生核心素养发展的主要问题，据此制定教学干预策略，在近250个实验班和对照班中开展教学实验，对核心素养进行具体的、可操作的教学转化，完成了将宏观、上位的核心素养与日常学科教学中的关键问题及微观的学科知识进行对接的过程；2017年下半年至2018年，各素养领域继续深化教学实验、加强跨学科整合，并陆续进入实验后期的效果检测与数据处理阶段。　　

一、依据前测实际系统研发教学实验后测工具　　

为保证前后测数据对比研究的有效性，各素养领域均对照前测中反映出的重点问题，研制后测工具，使所得数据能够切实反映实验前后学生的发展变化状况，并通过实验班和对照班的差异分析，评估实验教学策略是否能够有效实现学生核心素养的突破性发展。　　

以阅读素养领域为例，在中学学段，依照前测时的“整体感知、获取信息、欣赏评价、感悟体验”四个维度，进行后测工具的设计。且同前测一样，各素养领域的后测工具均包括了学生学业测试卷、学生调查问卷、录像课分析三类。　　

其中，学生学业测试卷主要用于测量学生学科关键能力的变化。例如，在科学素养领域，初中化学学科的学业测试卷侧重于检测学生以科学推理为核心的高级思维能力，并包含有概念理解测试卷、课堂教学当堂检测卷等不同形式。而在问题解决素养领域，则专门设计了根据情境阐述观点、续写情景剧、创编对话等多种测查形式，精准反映学生思考问题的广度与深度是否有所提升。　　

各素养领域的学生调查问卷则用于了解学生在学习兴趣、学习策略、学习态度、自我效能感等方面的变化。为防止前测对后测的影响，后测问卷在形式与内容上，较前测均会有所调整、改变。　　

录像课分析是将课堂教学评价指标和“S-T分析指标、弗兰德斯语言互动分析指标”进行综合，通过分析教学过程中师生行为的适切性和语言互动的有效性，整体评价实验前后教师课堂教学行为的变化。　　

二、教学实验有效提升学生核心素养　　

通过对后测数据进行处理，并与前测数据对比后，项目组发现：在各素养领域，实验干预效果均已明显显现。　　

【阅读素养】在阅读素养领域，初中学段前测时，对照组学生明显优于实验组，差异显著。具体表现为，除形成解释能力在两组间无显著差异外，对照组学生在获取信息能力、实际运用能力上的得分率分别为0.66和0.50，远高于实验组的0.59和0.33。　　

实施“基于课内外阅读资源整合的教学策略”后，实验组学生的阅读能力整体提升，在获取信息能力、形成解释能力和实际运用能力上，分别以0.80、0.77和0.81的得分率反超对照组（后者数据分别为0.76、0.71、0.76）。同时，课内外阅读资源的整合也提升了学生的写作能力，无论小学还是中学，与对照班相比，实验班学生的写作素材总是更为丰富，表现手法更加灵活，语言表达上更富独到的思想认识和独特的情感体验。　　

【数学素养】在数学素养领域，小学实验班学生画图解决问题的能力得到显著提升，四、六年级后测平均分分别由前测时的55.11、60.55提高到85.56、82.36。学生对画图解决问题的实用价值有了切身体会，后测中，遇到理解困难的数学问题，实验班71.4%的学生会选用画图法，明显高于对照班的27.78%。　　

在初中阶段，前测时无显著差异的实验组与对照组，在后测中平均得分为63.6、51，这表明画图教学策略的实施对学生数学思维的发展产生了较强的促进作用。其中，在“迁移——创造”水平上，实验组成绩提升最为明显，平均分由前测时的11.4提至20.4（对照组从前测时的12.5提至14.9），这表明实验干预策略能推动学生迁移应用和创造性解决几何问题。　　

【科学素养】在科学素养领域，项目组根据前测反映出的不同问题，在小学科学，中学物理、化学、生物等学科上选择了不同的研究重点与实验教学策略，实现了学生科学素养的充分发展。　　

以小学科学学科为例，课堂上教师引导学生“进行推理，从推理中提出科学假设，又通过推理论证解决问题”的过程给学生留下了深刻影响，尤其是课堂上生生讨论、师生讨论的“理想实验”促进了学生认识的转变。后测时，96%的实验班学生能够认同“科学家在研究时，由于现实条件的限制，经常会进行一些理论上的推导，通过理论猜想进行论证”，较前测时的80%有了显著提高。　　

再以初中化学学科为例，针对前测中反映出的“学生基于证据的逻辑思维、探究活动设计、表达和反思等能力表现薄弱”等问题，项目组在实验班教学中应用了“创造性探究模式”。后测数据显示，实验班学生控制变量进行实验设计的能力和依据数据推理得出结论的能力均有显著提升，得分率分别由前测时的49%、38%提高到60%、50%。　　

【技术素养】在技术素养领域，“任务驱动教学法”对各学段学生技术素养的提高产生了明显促进效果。　　

在小学阶段，前测显示无论实验班还是对照班，学生分析成品材料、工具的选择使用、规范认知等能力都较差。而在后测中，对于认知领域中材料的识别和选择应用问题，实验班学生的测试正确率由前测时的55.11%提高到95.32%；对于能力领域中工具的选择和使用规范问题，实验班的正确率也由45.86%提高到72.86%；对照班学生的回答正确率无明显提升。　　

在初中阶段，学生对作品的设计与制作能力特别是自主学习能力均有显著提高。面对“遇到难度较大问题该如何处理”调查项时，实验班近80%的学生选择“先根据学习材料自学，遇到问题后等待老师讲解”，而对照班近70%的学生选择“先看老师演示操作步骤，然后模仿练习”。　　

【问题解决素养】在问题解决素养领域，项目组将观点的分析、探究与理解过程，演变成发现问题、选择知识、应用知识、进行人际交往的过程，通过在教学中不断实践“提出问题——调查/学习——讨论/分析——提出新问题”这样一个循环过程，帮助学生切实提高对于社会性话题的关注分析能力和解释水平。　　

例如，在探讨“如何认识诚信”的话题时，学生们除了能够提出“在价格差距面前，正品与高仿该如何选择”“善意的谎言是否违背诚信”等“诚信两难”问题外，还自发提出了“谦虚算不算不诚信”等生活中的真实困惑。对后测中开放性问题的解答，实验班80%以上的学生能够做到具体分析、辩证理解，相比对照班展现出更加关心社会的态度、更积极参与社会的意识、对社会问题更深刻的认识。　　

三、实验研究的更多积极影响　　

1.推动教师专业素养有效提高　　

除促进学生核心素养发展外，实验研究也提升了教师专业能力。　　

以数学素养领域为例，3年前，项目组综合前测与调研数据发现：在小学阶段，学生之所以较少使用画图方法进行问题分析，一个重要原因就是教师对画图解决问题的策略不够重视，具体表现为既不清楚画图过程对学生思维发展的促进作用，也不明确究竟哪些教学内容适合进行画图分析，10.3%的教师认为“开展画图实验研究会增加教师和学生负担”，41%的教师表示“不好说”。　　

通过组织教师参与实验方案的设计与实施，带领他们对各年级画图技能点进行总结梳理，教师们深入钻研教材的能力得到了显著提升，更清晰地认识到画图带给数学教学的好处。后测时，95%的教师表示画图带给教师和学生的不是负担而是帮助，94.1%的教师表示画图实验为教师提供了一个读懂儿童的渠道。　　

2.开展分层实验的有益尝试　　

为了解实验策略对北京市不同学校学生核心素养培养的有效性，项目组在阅读、科学等素养领域尝试了分层实验。结果显示，分层探索极具意义。　　

以科学素养领域的中学物理学科为例，后测数据显示，基于教学整合的教学改进策略对于提升示范校、中等校、普通校学生的核心素养有效果上的差异。在促进学生的物理观念应用、科学论证及质疑创新能力方面，整合教学对示范校和中等校学生的效果明显优于传统教学，但在普通校，两种教学策略的效果不存在显著差异。这提示我们，整合教学策略不能简单地在所有学校大面积铺开，普通校需要更加适合的教学策略。　　

3.帮助教师明确教学中的关键问题　　

在实验研究中，项目组发现，学生学习的真实障碍与教师的经验设定并不完全一致。　　

例如，在科学领域“速度”概念的教学中，部分教师一直强调比值定义法，并将之作为教学的重难点，但科学概念理解测试的结果表明，对于高中学生来说，难点在于“为什么初中要将‘速度’定义为在一段时间内路程与所用时间的比值”以及“如何根据极限思想从‘平均速度’引入‘瞬时速度’的概念”。