（一）课题的核心概念及其界定

（一）核心概念

1. 高中化学创新实验设计：指在高中化学教学中，对传统实验进行改进、拓展或重新设计，以提高实验的趣味性、科学性、探究性和实用性。创新实验设计可以包括实验原理的创新、实验方法的创新、实验仪器的创新、实验内容的创新等方面。

2. 学生科学探究能力：指学生在化学学习过程中，运用科学方法，提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、分析数据、得出结论、交流与反思等方面的能力。科学探究能力是学生化学核心素养的重要组成部分，也是学生终身学习和发展的必备能力。

（二）界定

1. 高中化学创新实验设计是在高中化学课程标准的指导下，结合学生的认知水平和实际需求，以培养学生的科学探究能力为目标，对高中化学实验进行创新设计。创新实验设计应具有科学性、可行性、创新性和教育性，能够激发学生的学习兴趣，提高学生的实验操作技能，培养学生的科学思维和创新精神。

2. 学生科学探究能力的培养是通过高中化学创新实验设计，引导学生在实验过程中主动参与、积极思考、勇于探索，培养学生的问题意识、探究意识、创新意识和合作意识，提高学生的科学探究能力和综合素质。科学探究能力的培养应贯穿于高中化学教学的全过程，与知识传授、技能训练和情感态度价值观的培养相结合。

（二）国内外同一研究领域现状与研究的价值

（一）国内外研究现状

1. 国外研究现状

在国外，许多国家非常重视化学实验教学和学生科学探究能力的培养。例如，美国的《国家科学教育标准》强调了科学探究在科学教育中的核心地位，并提出了一系列具体的科学探究能力目标和教学建议。英国的国家课程标准也将实验探究作为化学教学的重要内容，并注重培养学生的创新思维和实践能力。在化学实验教学方面，国外的研究者们积极探索各种创新实验设计方法，如微型实验、数字化实验、绿色化学实验等，以提高实验的安全性、趣味性和探究性。

2. 国内研究现状

近年来，我国也越来越重视化学实验教学和学生科学探究能力的培养。教育部颁布的《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》明确提出了化学学科核心素养，其中科学探究与创新意识是重要的组成部分。在化学实验教学方面，国内的研究者们也进行了大量的探索和实践，如改进传统实验、开发新实验、开展探究性实验教学等。但是，目前我国在高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养方面的研究还存在一些不足之处，如创新实验设计的系统性和科学性不够、科学探究能力培养的方法和途径不够明确、实验教学与理论教学的结合不够紧密等。

（二）研究的价值

1. 理论价值

本课题的研究将进一步丰富和完善化学实验教学理论和科学探究能力培养理论，为高中化学教学提供理论支持。通过对高中化学创新实验设计的研究，可以探索出更加科学、合理、有效的实验设计方法和原则，为化学实验教学提供新的思路和方法。通过对学生科学探究能力培养的研究，可以明确科学探究能力的内涵、构成要素和培养途径，为化学教学提供新的目标和方向。

2. 实践价值

（1）提高化学实验教学质量。通过创新实验设计，可以提高实验的趣味性、科学性、探究性和实用性，激发学生的学习兴趣，提高学生的实验操作技能，培养学生的科学思维和创新精神。

（2）培养学生的科学探究能力。通过创新实验设计和科学探究活动，可以引导学生主动参与、积极思考、勇于探索，培养学生的问题意识、探究意识、创新意识和合作意识，提高学生的科学探究能力和综合素质。

（3）促进教师的专业发展。通过本课题的研究和实践，可以提高教师的实验教学水平和科学探究能力，促进教师的专业发展。同时，也可以为其他学科的实验教学和科学探究能力培养提供借鉴和参考。

（三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点

（一）研究目标

1. 探索高中化学创新实验设计的方法和原则，开发一批具有创新性、科学性、探究性和实用性的化学实验。

2. 明确学生科学探究能力的内涵、构成要素和培养途径，构建一套科学合理的学生科学探究能力培养体系。

3. 通过高中化学创新实验设计和科学探究活动，提高学生的科学探究能力和综合素质，促进学生的全面发展。

4. 提高教师的实验教学水平和科学探究能力，促进教师的专业发展。

（二）研究内容

1. 高中化学创新实验设计的理论研究

（1）分析高中化学课程标准和教材中的实验内容，明确实验教学的目标和要求。

（2）研究化学实验设计的基本原则和方法，如科学性原则、安全性原则、趣味性原则、探究性原则、绿色化原则等。

（3）探索创新实验设计的思路和途径，如改进传统实验、开发新实验、引入现代技术等。

2. 高中化学创新实验设计的实践研究

（1）选择高中化学教材中的部分实验进行创新设计，开发一批具有创新性、科学性、探究性和实用性的化学实验。

（2）将创新实验应用于课堂教学和课外探究活动中，观察学生的学习兴趣、实验操作技能、科学思维和创新精神等方面的变化。

（3）收集学生和教师对创新实验的反馈意见，不断改进和完善创新实验。

3. 学生科学探究能力培养的理论研究

（1）分析科学探究能力的内涵、构成要素和评价标准，明确学生科学探究能力培养的目标和要求。

（2）研究科学探究能力培养的方法和途径，如问题驱动法、探究式教学法、项目式学习法等。

（3）探索科学探究能力培养与化学知识教学、实验教学、信息技术教学等方面的融合策略。

4. 学生科学探究能力培养的实践研究

（1）在课堂教学和课外探究活动中，运用问题驱动法、探究式教学法、项目式学习法等方法，培养学生的科学探究能力。

（2）通过实验设计、实验操作、数据分析、结论得出等环节，提高学生的科学探究能力和综合素质。

（3）建立学生科学探究能力评价体系，对学生的科学探究能力进行评价和反馈。

（三）研究重点

1. 高中化学创新实验设计的方法和原则。

2. 学生科学探究能力的内涵、构成要素和培养途径。

3. 高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的融合策略。

（四）研究的思路、过程与方法

（一）研究思路

本课题以高中化学创新实验设计为切入点，以学生科学探究能力培养为核心，以提高化学实验教学质量和促进学生全面发展为目标，采用理论研究与实践研究相结合、案例分析与实证研究相结合的方法，探索高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的有效策略和方法。具体研究思路如下：

1.理论研究阶段

（1）查阅国内外相关文献资料，了解高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的研究现状和发展趋势。

（2）分析高中化学课程标准和教材中的实验内容，明确实验教学的目标和要求。

（3）研究化学实验设计的基本原则和方法，探索创新实验设计的思路和途径。

（4）分析科学探究能力的内涵、构成要素和评价标准，明确学生科学探究能力培养的目标和要求。

（5）研究科学探究能力培养的方法和途径，探索科学探究能力培养与化学知识教学、实验教学、信息技术教学等方面的融合策略。

2. 实践研究阶段

（1）选择高中化学教材中的部分实验进行创新设计，开发一批具有创新性、科学性、探究性和实用性的化学实验。

（2）将创新实验应用于课堂教学和课外探究活动中，观察学生的学习兴趣、实验操作技能、科学思维和创新精神等方面的变化。

（3）在课堂教学和课外探究活动中，运用问题驱动法、探究式教学法、项目式学习法等方法，培养学生的科学探究能力。

（4）通过实验设计、实验操作、数据分析、结论得出等环节，提高学生的科学探究能力和综合素质。

（5）建立学生科学探究能力评价体系，对学生的科学探究能力进行评价和反馈。

3. 总结反思阶段

（1）收集学生和教师对创新实验和科学探究活动的反馈意见，不断改进和完善创新实验和科学探究活动。

（2）对研究资料进行整理和分析，总结高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的有效策略和方法。

（3）撰写研究报告和论文，推广研究成果。

（二）研究过程

1. 准备阶段（2024年6月——2024年8月）

（1）成立课题研究小组，明确分工。

（2）查阅文献资料，了解研究现状和发展趋势。

（3）制定课题研究方案和实施计划。

2. 实施阶段（2024年9月——2024年12月）

（1）理论研究阶段

①分析高中化学课程标准和教材中的实验内容，明确实验教学的目标和要求。

②研究化学实验设计的基本原则和方法，探索创新实验设计的思路和途径。

③分析科学探究能力的内涵、构成要素和评价标准，明确学生科学探究能力培养的目标和要求。

④研究科学探究能力培养的方法和途径，探索科学探究能力培养与化学知识教学、实验教学、信息技术教学等方面的融合策略。

（2）实践研究阶段

①选择高中化学教材中的部分实验进行创新设计，开发一批具有创新性、科学性、探究性和实用性的化学实验。

②将创新实验应用于课堂教学和课外探究活动中，观察学生的学习兴趣、实验操作技能、科学思维和创新精神等方面的变化。

③在课堂教学和课外探究活动中，运用问题驱动法、探究式教学法、项目式学习法等方法，培养学生的科学探究能力。

④通过实验设计、实验操作、数据分析、结论得出等环节，提高学生的科学探究能力和综合素质。

⑤建立学生科学探究能力评价体系，对学生的科学探究能力进行评价和反馈。

3. 总结阶段（2025年1月——2027年6月）

（1）收集学生和教师对创新实验和科学探究活动的反馈意见，不断改进和完善创新实验和科学探究活动。

（2）对研究资料进行整理和分析，总结高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的有效策略和方法。

（3）撰写研究报告和论文，推广研究成果。

（三）研究方法

1. 文献研究法：查阅国内外相关文献资料，了解高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的研究现状和发展趋势，为本课题的研究提供理论支持。

2. 行动研究法：在教学实践中，不断探索和实践高中化学创新实验设计与学生科学探究能力培养的有效策略和方法，通过反思和总结，不断改进教学方法和策略。

3. 案例分析法：选择一些典型的教学案例，进行深入分析和研究，总结成功经验和不足之处，为教学实践提供参考。

4. 问卷调查法：通过问卷调查，了解学生的学习需求和学习现状，为教学策略的调整提供依据。

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