雖然以核心素養引領拉動課程教學改革，已成為世界教育發展的共同趨勢，但在實踐中，學校面臨著「如何在學校層面落實核心素養目標，如何確保核心素養落實到每一堂課、每一位學生」的實際困惑與巨大挑戰。
3年前，北京教科院基礎教育教學研究中心在北京市10餘個區、249個班級，展開了一項持續3年時間、涉及8000餘名中小學生和200餘名學校教師的大規模教學實驗。北京教育科學研究院基教研中心主任賈美華表示：「我們嘗試在對『閱讀、數學、科學、技術、問題解決』這五大核心素養領域進行大範圍前測調查的基礎上，通過改變那些傳統的、不適於培養學生核心素養的課堂教學方式，探索從知識向能力、從能力向素養不斷發展提升的現實路徑。我們認為，只有這樣，高度抽象概括的核心素養，才能通過具體的、可操作的教學轉化，真正落地，保證國家教育政策的有效推進。」
找準問題：核心素養缺失問題突出
北京教科院基教研中心項目組意識到，想要依靠各科目領域的共同實踐，合作完成對學生核心素養的培養，首先必須找準在當前教學背景下，學生在核心素養方面存在的問題與缺陷。
然而，「找準問題」並非易事。核心素養具有整合性、跨學科性、可遷移性等特徵，尤其是其中所包含的大量隱性知識與態度層面的要素，為教學實施和評價帶來了很大難度。「如何監測和評價一個國家、一所學校乃至每一位學生的核心素養培養水平，本身就是一個焦點課題。我國對於學生學習結果的實證研究，特別是對課程教學、人才素養等方面現狀與需求的大規模調查測量則相當欠缺。」賈美華說。
為此，在啟動核心素養實驗研究的第一階段，北京教科院基教研中心項目組將研究重點聚焦於「利用大規模前測，收集整理在當前教學背景下，學生於核心素養方面存在的主要問題」。
項目組探索、建立了一套「從抽象概念到實證數據再到工具測量」的研究流程。具體來說，就是對所掌握的一系列「獨家」數據進行了詳細分析，使研究獲得強有效的數據支撐。據賈美華介紹，這些「獨家」數據包括了近10年來北京市義務教育教學質量監控與評價數據，教學設計徵集與評選數據，近萬節常態課教學分析數據，小學近5萬名教師、初中近3萬名教師與高中教師基本功問卷數據，以及2013—2015年間的400節教學錄像課分析數據。
項目組對北京初中化學學科數據分析結果顯示：「教師忽視了思想方法的提煉和化學基本觀念的建構;且對實驗教學價值認識不足。」
在閱讀素養領域，前測數據顯示，從小學到高中，北京學生閱讀面普遍較窄。在小學五年級，36%的學生每天課外閱讀不足10頁，且39.3%的學生最喜歡的課外讀物主要是漫畫卡通。初中階段，閱讀的課外書籍主要集中在小說、漫畫、抒情散文這三類。及至高中，很多學生的閱讀量仍僅限於語文教材，部分學生的課外閱讀以雜誌為主，缺少整本書閱讀。而閱讀視野的狹窄與單一，嚴重影響了學生閱讀理解能力的發展，學生普遍存在閱讀障礙和閱讀方法不得當的問題。
在問題解決素養領域，前測數據顯示，小學生在綜合分析、主動質疑等高階思維能力方面相當欠缺，40%的學生幾乎不會主動質疑。及至初中階段，大部分學生仍然缺乏懷疑精神與質疑思考的能力。