新课程理念下的创新教学设计—小学科学.doc

新课程理念下的创新教学设计小学科学第一章科学课程的性质与基本理念述第一节科学课程的性质全日制义务教育科学（年级）课程标准（实验稿）（以下简称“标准”）指出：“小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”这句话揭示了小学科学课程的性质，应该从两个方面理解。科学课程教育的目的是培养学生的科学素养该学科的名称从“自然”到“科学”，在一定层面上反映了学科培养目标的变化。以往的“自然”主要以学生学习与周围自然现象有关的知识为主，包括相关的技能，学习的兴趣，以及爱祖国、爱家乡、爱大自然的情感。现代科学教育则强调，通过现代科学知识及其社会价值的学习，使学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度，懂得如何面对现实生活中的科学问题。它注重科学精神与人文精神的结合，现代科技与日常生活的结合，科学内容与科学过程的结合，以及知识教育与能力培养的结合。因此，以科学素养为教学目标最能反映出这一学科的变化趋势。小学科学课程的定位是科学启蒙一个人的科学素养形成是长期的过程，早期的科学教育将对他的科学素养形成起到决定性的作用，因为小学阶段是一个人长身体、长知识的关键期，也是心理发展的重要转折期。这一阶段，学生将掌握基本的学习方法，养成学习习惯，学到的知识将对后继学习产生重大的影响。同时，他们处于打基础的阶段，知识积累与思维能力的发展都极其有限，因此，科学教育要细心呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们对科学的兴趣，不能以系统的知识学习与方法训练为主，只能根据小学生的经验，在他们熟悉的周围生活中选取有关的内容，让他们看一看，做一做，想一想，从中学到知识，培养兴趣，掌握方法，为后继的科学学习、其他学科的学习、为终身学习和全面发展打好基础。第二节科学素养的内涵科学素养的培养是目前世界各国科学教育的最主要的目标，对它的理解直接关系到科学教育的定位。世纪年代以前，人们对科学素养的理解是“会读能写”，如英汉教育词汇解释为“识字、读写能力”，西方教育词典解释为“一个人的读写能力和他所属的集团或文化对他所期望的读写能力”。年，美国斯坦福大学荣誉教授赫德在一篇名为“科学素养：它在美国学校的意义”的文章里第一次用“科学素养”这个名词来描述对科学的理解，并把科技与社会的关系作为重要的问题提了出来。年，赫德对科学素养的概念选择了“科学启蒙”这个词，认为科学教育的广义目的是培养启蒙的市民，能够运用科学的智力资源去创造一个有利于人类发展的环境。他认为，一个有科学素养的人应该理解科学事业，认识到科学知识是不断发展的；知道一些主要的概念、定律和理论，认识到科学中系统研究的价值，探究过程与概念、定律和理论的关系；用文化的、社会的和历史的观点看待科学事业的需要，认识到科学繁荣的文化条件与科学事业的普遍性。美国国家科学教育标准对科学素养是这样描述的：“所谓有科学素养是指，了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。”“有科学素养”还包括一些特定门类的能力：对日常所见所历的各种事物，能提出、发现和回答因好奇心而引发出来的一些问题；能描述、解释甚至预言一些自然现象；能读懂通俗报刊刊载的科学文章；能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话；能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题并提出有科学技术根据的见解；能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度；能提出和评价论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。在我国新一轮的课程改革中，标准对我国公民所应具有的科学素养是这样描述的，每一位中国公民，尤其是正在成长的新一代公民，应该具备的科学素养主要有如下方面：对待事物的科学态度科学态度是用一定科学价值观对待事物时形成的心理倾向。重视对待事物的科学态度，这与科学在当代的发展趋势相吻合。新时代的科学把价值看做科学理性中的重要因素，因而除了具有逻辑理性、数学理性和实验理性之外，增加了价值理性。这就是说，科学要求人们不仅具有知识、思维方法和研究方法，还要形成合理的价值倾向。理解和掌握科学方法，形成运用科学技术的能力，尤其是创造能力主要体现在如下方面：理解科学知识及其与周围各种事物之间关系的能力；对信息搜寻、理解和判断的能力；运用已有知识开发新知识、新产品的能力；主动吸收知识和自我更新的能力。合理的科学知识基础我国公民所具有的知识基础必须具有这样的特征：（）综合性一方面，很多专业研究的范围越来越具有综合性；另一方面，社会的现实问题多种多样，解决问题的具体方案往往不能只依靠某一学科，而需要不同学科领域里知识的灵活运用、相互补充。（）情境性公众所了解的科学知识应当融入到他们的实际工作和生活中去，即让他们所掌握的知识与他们所处的情境结合起来。只有如此，科学知识才能真正发挥作用，知识的力量才能真正显现出来。目前，人们对科学素养的理解主要包括科学知识（概念、定律、理论等），科学方法、科学过程、技能与思维方法，价值观，解决社会及日常问题的决策、创新能力，科学、技术、社会及其相互关系，科学精神，科学态度，以及科学伦理与情感。研究专家把科学素养划分为方法论的、专业的、通用的、技术的、业余的、新闻报道的和科学政策的等。小学科学讲的科学素养主要指通用的，即一个社会公民应该具有的一般的科学素养。第三节科学课程的基本理念“学生是科学学习的主体”“学生是科学学习的主体”是指，在科学学习中，要充分体现学生的主体性，发挥他们的能动作用。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上，提供各种他们能直接参与的科学探究活动。在参与科学探究活动中，他们要自己提出问题，设计解决问题的方案；自己动手收集各种资料，开展调查与实验；自己整理信息，作出解释或结论，写成研究报告进行表达与交流。只有这样，学生才能在学到科学知识的同时，习得开展科学研究的方法，提高科学研究的水平，培养科学的情感态度与价值观。要实现学生在科学学习中的主体地位，关键是要转变教师的学生观，重新定位课堂教学中的师生关系。在以知识传授为目标的课堂教学中，学生的主要任务是接受知识。至于接受哪些知识，学习哪些内容，则是由大纲与课程事先规定的，学生没有选择的机会，完全处于被动接受的地位。而教师通过设计教案和主持上课，指挥与控制着课堂教学，处于主体地位。在这样的课堂教学中，教师往往认为，学生在课堂里的主要任务就是从不懂到学懂，从不会到学会，而教师的主要任务是教会学生，因此学生应该完全听教师的，教师让做什么就做什么，不能自己在课堂里随便想做什么就做什么，唯一应该做的就是听教师的话，按教师的要求去做。这种教学过分强调了教师的教，学生处于被动状态，其心理发展遭到扼杀，情感态度受到破坏。在这种学生观的支配下，学生的主体地位是很难实现的。现代科学教育以培养学生的科学素养为目的。学生仅通过教师的讲授不能形成科学素养，科学方法与能力、情感态度与价值观的培养往往需要通过学生在参与科学探究活动中体验与感悟。在这类教学中，教师应是学生科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴。教师应与学生平等参与学习科学的活动，引导和组织学生发现问题，探究问题，以及研讨问题，并随时进行调控。教师“对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重，并以自己的教学行为对学生产生积极的影响”，切忌训斥和侮辱学生。以学生为主体的教学对教师的教育观念、教育行为、教育作风和教育水平等要求更高，教师应不断学习，不断实践，不断提高，不断适应，不断创新。为此，教师须充分认识到这一点：要建立学生具有主体能动性的学生观，从学生的主体性角度出发，设计教案，并创设各种条件与机会让学生在课堂中主动学习。三、“科学学习要以探究为核心”科学探究是指科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的活动。科学探究也是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。科学探究是一种多侧面的活动。在科学探究过程中，学生需要查阅书刊与其他信息源以便弄清楚什么情况是为人所知的东西，并用实验来检验它们；需要设计调研方案，运用各种手段来搜集，分析和解读数据；需要提出答案，解释预测，公布研究结果；需要明确假设；需要运用判断思维和逻辑思维。在儿童的学习过程中，经历是关键的因素。对儿童学习的研究揭示了这样一个事实：当孩子们没有亲身经历在学校所学的事物时，教师想要传授的知识往往对他们毫无意义。皮亚杰，瑞士的一位心理学家，用毕生的精力观察儿童，得出了儿童智力成长的规律，为后人进一步研究儿童学习打好了基础。研究儿童学习的领域现在被称为“认知科学”，它的一个重要发现就是，与物质世界的直接接触能使儿童更加积极学习。儿童迫切需要亲身体验的原因在于：他们在成长过程中，越来越远离自然界，只能在电视或电脑屏幕上玩游戏的时候才能看到或探索一些前人有机会通过亲身经历就能感知的一些事物。感性体验的缺乏意味着孩子们缺少资源来感知世界。孩子们带着很多知识来到学校。他们带来了对身边和遥远世界的广阔的视觉认识，带来了大量的图像、事实和幻想。杂志和书籍随处可见，里面有着各种各样的图片，电视使辽阔的世界尽收眼底，但孩子们深深缺乏的是他们对真实世界的各种制约的内在理解，对希望与行动之间的区别的理解。孩子们需要亲历各种活动，亲历那种以探究为中心的科学体验。因此，学校有一个大的任务：把孩子们带入现实世界，带他们到真实的能够产生问题的事物中去。“以探究为核心的科学学习”调动了孩子们参与实验的积极性。皮亚杰发现，应用材料，作为学习的一种载体，为孩子们提供具有丰富物质体验的学习环境，是非常重要的。他说过：“亲身投入是智力发展的关键，而对小学的孩子们来说，这包括直接操纵物质对象，这种操纵在科学课上是非常容易做到的。”美国科技会发布的科学教育的基准也有同样的观点：“对于低年级的学生来说，重点应放在对自然和社会现象的体验上通过做科学获得的许多经验，使学生们作调查变得更加熟练，通过解释他们的发现，他们能积累大量的感性经验。”“学习科学是学生要做的事，而不是为他们做好了的事。”“以探究为核心的科学学习”把现实世界带入了教室和孩子们的生活。我们为孩子们提供了亲身体验科学工作的机会。他们可以用科学工具工作，并形成自己的问题和观点。，一位来自荷兰的科学教育家，把这种科学教育方法定义为：“丢开实际的课程大纲。不是教给学生们别人科学活动结果的科学事实，而是通过做科学来进行教育；不是试图让他们背诵科学结果的描述，而是让他们了解这些结果是怎样得到的；不是让他们听和忘，而是让他们做和理解。”“以探究为核心的科学学习”促进了孩子们的团队合作能力。“以探究为核心的科学学习”要求孩子们学会合作，而这种合作技巧不仅在学校里越来越重要，而且在劳动场所变得越来越重要。企业领导已经指出，劳动场所的工作方式已经从个人解决问题变为集体解决问题。通过在全校一起学习，孩子们有机会从别人身上学到知识，同时也会发现合作是有效地解决问题的途径。“以探究为核心的科学学习”使孩子们适应不同的学习方式。加德纳指出：不同的学生存在不同的优势领域，他们正以不同的方式进行学习，有的通过语言学习，有的通过数学推理学习，有的通过视觉艺术学习。没有人能掌握所有的学习模式，但每个人都应该拥有几种广漠的来表示相关概念的技能。“以探究为核心的科学学习”包括许多种学习方式，并给孩子们提供从一种模式转到另一种模式进行体验的机会。此外，用传统方法（如读或听）不能十分有效地学习的学生，可能得到其他机会取得成功。“以探究为核心的科学学习”鼓励孩子们在多个领域学习。我们可以把这种学习作为一种跳板，加强与其他领域的协作。例如：一个学生用写的方法记录下了他的结果，而写方法是一种发展语言艺术技巧的有效方法。孩子们在“以探究为核心的科学学习”中掌握了新的概念和技能。在探究的过程中，教师可以全程关注，了解学生是否真正了解了关于实验的重要信息，并根据这些情况评价学生的进展。利用这些信息，教师可以知道哪些概念学生难以理解，哪些观点他们更感兴趣，从而确定在课堂上讲解与这些概念或观点直接相关的内容。综上所述，探究既是小学生科学学习要达到的目标，又是其主要方式。科学学习的目的是培养学生的科学素养，由于科学素养的目标是由多因素组成的，因此其教学过程与单纯传授知识的讲授课相比，也应该有所不同，这涉及教师教学观的转变。在以知识传授为主的课堂教学中，让学生掌握书本知识是教学的主要任务。书本知识在知识论里面属于陈述性知识，或称为编码知识，对学生来说，大多属于间接经验，是可以通过接受、理解、巩固和应用学到的。围绕着学生的上述学习过程，教师的任务就是组织好教学活动。通过适当的方式展示新知识、讲解、提问、练习和组织学生讨论等活动，让学生接受、理解、学会并掌握这些知识，这是现在大多数教师所认识并具有的教学观。以培养科学素养为目标的科学教学，由于教学目标的多元性，除了包括书本知识的学习，还包括科学方法与技能的训练，科学能力的培养，以及科学情感态度与价值观的培养。教学方法不能简单地照搬知识传授的做法，必须采用新方法。这是因为，科学素养中的智慧、能力、情感、态度等因素与书本知识不同，不是陈述性知识，而是程序性知识，或者称为经验知识、默会知识。这类目标，学生不可能通过简单地记忆、模仿和操练学会，而是必须习得的（这里的习得是指学生须要通过亲历某些科学探究活动，在参与过程中产生体验、感悟，最终内化的结果）。教师只有充分认识到这一点，在教学过程中安排好各种相关的情景与有意义的科学探究活动，组织学生参与其中，让他们亲历过程，自主地、充分地开展活动，才能达到既学会知识与技能，又培养智力、情感态度与价值观，促进科学素养形成的目的。这是科学学习与传统自然学科知识学习最大的不同。五、科学课程的“开放性”科学课程的开放性是指科学教育不是一个完全可以预设的过程，尤其对以科学探究为主的教学来说，更是无法预测将会出现什么结果，即使是过程，也很难完全预设与控制。从某种意义上说，科学教育是一个不断生成的过程，整个过程将随着教师、学生参与教学的程度与具体情况而展开。因此，科学教育从目标、内容、过程到结果都应该是开放的，既要有一定的目标与要求，又不能死抠这些目标与要求。在教学过程中应体现适当的灵活性，使教学过程跟随学生的学习过程，紧贴他们的学习需求，让他们学有所得，学有所成。当然，从课程的角度讲，开放性主要表现为，课程在学习内容、活动组织、作业练习和评价等方面应该给教师、学生提供选择的机会和创造空间，对不同的地区、学校，不同的教师、学生，都可以按照当地的实际情况，在总目标不变的前提下，作适当的调整与变化，使课程可以在最大程度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习科学的需要。这就打破了过去千篇一律、千人一面的大一统的局面。但是，开放性并非放任自流，并不是说课程对教学目标、内容、过程和结果都没有什么规定性，完全由学生、教师说了算，学到哪里算哪里。课程标准所提出的目标与内容标准对教材编写者与教师都有一定的参照、制约作用。这种开放要以“最大程度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习科学的需要”为准绳，否则，就偏离了开放性的实质。另外，“这种开放性还表现为，要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界中科学现象的体验，并丰富他们的学习经历”。这就打破了过去课堂教学的封闭式教学形式，提倡广泛地开发和利用科学课程资源，多途径地给学生创造学习科学的机会和条件，使他们在广阔的背景中体验周围世界的科学现象，丰富他们的学习经历，为他们日后乃至终身学习打下坚实的基础。科学课程的开放性还体现在对学生探究结果的表述上。由于科学课程要求以学生的探究活动为主要的教学形式，对探究的结果如何表述就显得十分重要。传统的教材都是把科学探究的结论作为课文，明确表达在书上，让学生识记、理解和学习的。如果以科学探究为主的教材也把结论写在书上，学生看到结论就不会探究了。因此，这类教材往往只以问题与情景的表述为主，不把结论直接写在书上。况且，结论到底是什么，事先也不能完全规定得很死。同一个问题，不同的人完全可以得出不同的结论，这就是科学探究结论的开放性。这个开放性也是科学课程开放性的重要组成部分，教材编写人员与教师必须注意这一点。第二章科学课程的目标第一节科学课程目标设计的特点课程目标是预先确定的要求学生通过某课程的学习所应达到的学习结果，也可以说是预先确定的要求学生通过某课程的学习而在相关素质或特征方面所应发生的变化。它是指导课程设置、编排、实施和评价整个过程的准则，也是课程自身性质和理念的体现。小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养的内涵非常丰富，其主要维度（或基本要素）有：对科学知识的积累和应用，对科学探究的过程和方法的了解和实践，对与科学相关的积极向上的情感态度与价值观的培养。课程目标就是以这三大维度为脉络来进行概括的描述和明确的界定。科学课程目标分为总目标和分目标。总目标对小学生经由科学课程的学习而在科学素养主要维度上的预期发展水平作了高度概括，分目标则对小学生通过科学课程的学习而在科学素养主要维度上的具体发展水平做了明确界定，它们勾画了小学生科学素养的大致轮廓。为了使总目标能够落实到科学课程的教学组织、教材编写、教师培训和课程资源配置之中，标准将总目标从科学探究、情感态度与价值观和科学知识三个领域进行分解，提出了分目标。但是，这绝不意味着在教学过程中各分目标的达成是单独进行的。教师在具体的教学实践中，要把各分目标作为一个完整的体系来把握，可以而且常常需要在某一堂课、某一个教学环节上侧重某一个分目标，而在另一堂课、另一个教学环节上侧重另一个分目标。所以，从总体上来说，三个分目标是相互联系，相互渗透的。第二节科学探究目标科学探究目标的内容包括：“（）知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。（）能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。（）能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。（）能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。（）能通过观察、实验、制作等活动进行探究。（）会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。（）能在已有知识、经验和信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。（）能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。”在小学阶段，对学生科学探究能力的要求不能过高，必须符合他们的年龄特点，由扶到放，逐步培养。在具体的教学实施过程中，可以涉及科学探究的某一个或某几个环节，也可以是全过程。教师在指导学生探究时，不必追求科学家探究的水平，不能向博士生导师指导研究生时所强调和关注的方面看齐，在科学探究的操作方法及操作技能上不必要求过高，当然，也不能满足于儿童自发探究的水平，而应当着眼于他们“基本科学素养”的提高。具体说来，教师指导下的科学探究应该把重点放在以下四个方面：（）通过探究满足求知欲；（）通过探究获得关于身边世界的理解；（）通过探究培养科学思维能力，锻炼解决问题的能力、合作交流的能力，培养科学精神与态度，初步习得科学方法；（）逐步获得对科学探究本身及科学本质（科学探究是人类与宇宙之间的对话，科学是人类对宇宙的解读）的理解 。这里，尤其要注意引导学生直接参与探究过程，并让他们通过自己的思考，从亲身体验中获得对探究特征的深刻认识，深刻理解探究是怎样导致科学发现的，人类已有的知识是如何获得的，以及我们是如何一步步加深对这个世界的认识的等一系列与科学本质有关的问题。儿童没有射电望远镜来观察太阳系的奥秘，没有电子显微镜来探究无限微小世界的秘密，人们也不期望他们对物质有什么新发现。但是，儿童照样自发地或在成人指导下探究着这个世界的奥秘。探究并不复杂难懂，高不可攀，它存在每个人身上，渗透于生活的每个角落。儿童的探究、科学家的探究和每个成人对自身所处社会的探究，本质上没有什么区别。教师在指导学生探究时，应关注的重点正是让学生学习作为探究本质的那些共同的方面，那些具有广泛迁移价值的、在学生生活中和走向社会后也能有所启示和运用的共同的方面（如科学探究的基本过程、基本的科学思维方法等），而不必过分强调某些具体的操作方法和操作技能（如滴定管的使用等）。第三节情感态度与价值观目标标准中“情感态度与价值观”部分的目标总共有六条，每一条都是用综合的方法表述的，以态度或价值观为主，但在叙述中使用了带有情感色彩的动词，可以明显地感受到情感因素与要求。（）“保持与发展想要了解世界、喜欢尝试新的经验、乐于探究与发现周围事物奥秘的欲望”。以保持与发展求知欲方面的态度要求为主，“想要”、“喜欢”、“乐于”等动词的使用，又使目标充满了情感因素，可以认为是情感目标与态度目标的整合。（）“珍爱并善待周围环境中的自然事物，初步形成人与自然和谐相处的意识”。既有对待自然事物的态度要求，又有形成“人与自然和谐相处的意识”的价值观要求，加上用“珍爱”、“善待”等动词，体现了双方面的有机结合。（）“知道科学已经能解释世界上许多奥秘，但还有许多领域等待我们去探索，科学不迷信权威”。以“科学认识具有相对性”的价值观要求为主，“科学不迷信权威”包含了态度与情感方面的要求。（）“形成用科学提高生活质量的意识，愿意参与和科学有关的社会问题的讨论与活动”。“用科学提高生活质量的意识”是价值观方面的要求，“参与和科学有关的社会问题的讨论与活动”是态度方面的要求，“愿意”体现了情感的成分。（）“在科学学习中能注重事实，克服困难，善始善终，尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流”。这主要是科学学习中的态度要求，“注意事实、敢于提出不同见解”包含了价值观的因素，“敢于”、“乐于”等动词体现了情感的要求。（）“意识到科学技术对人类与社会的发展既有促进作用，也有消极影响”。主要是确立“科学双重作用”的价值观要求，同时会影响到学生对待科学的态度与情感。科学素养较传统科学教育目标的一个区别是，更为关注情感态度与价值观发展。传统科学教育的目标主要关注学生知识、技能、方法和能力方面的培养，很少关注他们情感态度与价值观方面的发展，即使有，也主要是以培养学生的学习兴趣为主。而科学素养的最核心部分，就是一个人对待科学的情感态度与价值观。如果他对科学没有兴趣，或者表现出不积极、非常冷漠，经常出现错误的价值判断，即使他科学知识、技能、方法和能力掌握得再好，科学研究的本领再大，又有什么用呢？弄不好还会产生负面作用。因此，在对学生的科学素养培养过程中，大家都应非常重视情感态度与价值观的培养。第四节科学知识目标科学知识目标的内容包括：“（）学习生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域中浅显的、与日常生活密切相关的知识与研究方法，并能尝试用于解决身边的实际问题。（）通过对物质世界有关知识的学习，了解物质的常见性质、用途和变化，对物体的运动、力和简单机械，以及能量的不同表现形式具有感性认识。（）通过对生命科学有关知识的学习，了解生命世界的轮廓，形成一些对生命活动和生命现象的基本认识，对人体和健康形成初步的认识。（）通过对地球与宇宙有关知识的学习，了解太阳系的概况及运动的一般规律，认识人类与地球环境的相互作用，懂得地球是人类唯一家园的道理。”儿童很容易产生对生命多样性的、复杂的神秘感，而科学课就是要使他们对生命世界的兴趣进一步延伸，从对花草树木的认识过渡到对植物界乃至整个生命世界的认识，从对生命现象和事物的表面认识发展到对生命的本质认识。在组织教学时，教师首先要从小学生熟悉的事物（常见的植物、动物）中取材，选择符合小学生的年龄特征、对学生终身学习和发展具有较高价值的内容；其次要使大部分学生经历科学探究过程。从各种媒体以及低年级的学习中，儿童早已熟悉地球、宇宙飞船、星球等词汇。夜空中闪烁的星星和弯弯的月亮是儿童文学作品中永恒的主题，引起儿童强烈的好奇心与无限的遐想。有关“地球和宇宙”知识的学习，不仅可以满足儿童的好奇心，还可以使儿童了解人类为了解宇宙所作的努力。儿童通过对地球物质的学习，了解地球物质对人类和其他生物生存的意义，从而对地球物质怀有感激之情，认识了人类活动对地球物质的破坏，树立保护人类唯一家园的意识。第三章科学课程的教学建议第一节将课程总目标落实到每一节课为了使科学课程的目标不再是口号，教师要把科学课程的总目标落实到每一节课，设计科学课程的教学目标时应注意：“用教材教而不是教教材”“用教材教”和“教教材”是两种不同的教材观。“教教材”是指这样一种教材观：把教材当圣经，恪守教材不敢越雷池半步。因为传统教材绝大多数是以知识作为逻辑主线的，至多是结论加验证性实验。这样，“教教材”就成了只教概念、原理等知识的代名词。现代教学观强调教学目标的多元化。科学教育的目标包括了科学素养的诸多方面：科学知识、科学方法、科学精神和科学态度情感与价值观等。后几者的教育在教材中的反映是有限的，它们更大程度上要靠亲历、体验各种与科学有关的活动达成，不能离开有关的知识单独进行。这势必要求教师从“教教材”的立场转到“用教材教”的立场在教知识的过程中有机地结合科学方法、科学态度情感与价值观的教育，充分发挥科学课程的育人功能。“用教材教”需要教师提高科学课程多方面目标意识和识别知识课程潜能的智慧：哪些知识的学习可以超越知识本身的价值。展示月相的变化是一回事，让孩子连续天观察并记录月相是另一回事，后者给予儿童的更多也更重要：坚持性、客观性、认真、严谨“用不同的行为化动词表述不同类型的教学目标”（）用行为化动词来表述教学目标的原因主义情操；演示热胀冷缩现象；学习“物体的沉和浮”。这些表述或失之于抽象、笼统，或失之于陈述的是教师行为，或失之于只写出要学的课题，致使执教者无法对教学的效果真正做到心中有数。美国学者拉尔夫泰勒和布鲁姆均认为：教学的效果最终应反映在学生的行为变化上。陈述教学目标时，主语应该是学生，谓语应该是可测量的行为化动词。这样，可以避免因目标表述过于抽象、空洞而难以把握、无法测量的弊端。这些主张为诸多课程设计者和教师认可并接受。（）用不同的行为化动词来表述不同类型的教学目标的方法教学所要达到的目标是多种多样的，布鲁姆将教学目标分为三类：认知领域、动作技能领域和情感领域；另一位美国学者加涅将学习结果分为五类：言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。显然，这些学习结果具有不同的特征，言语信息涉及“知什么”，态度与倾向性有关，其余的则和“知如何”关联。用不同的行为化动词来表述这些不同类型的目标，可以使教师清醒地意识到教学后学生应发生哪些方面的行为变化，从而考虑选用不同的教学策略来达到这些目标。例如：当我们用“会做”的句子来陈述目标时，就应想到要用练习的教学方式；当我们用“意识到”的句子来陈述目标时，就应想到要创设情境给学生体验的机会。所以，在表述不同的教学目标时，我们用的“主语最好是学生，谓语最好是可测的行为化动词，而且不同类型的目标用不同类型的动词。如知道天气可以用一些可测量的量来描述，会用温度计、简易风向仪、雨量器搜集有关数据，体会长期的测量和记录天气数据是非常有用的，三个目标分别用知道、会用和体会，明显地区分了知识目标、技能目标和价值观目标”。“尽可能用表现性目标表达须长期积累才可能实现的目标”表现性目标是指每一个学生在与具体教育情境的种种“际遇”中所产生的个性化表现。当学生的主体性充分发挥，个性充分发展的时候，他在具体教育情境中的具体行为表现及所学到的东西是无法准确预知的。因此，表现性目标所追求的不是学生反应的同质性，而是反应的多元性；它不规定学生在完成一项或多项学习活动后准备获得的行为，只描写教师提供的情境、所要处理的问题和所要从事的工作。而学生在此情境中产生的成品，都因人的不同而不同。表现性目标表述方式的提出，建立在对行为目标的批判上，其中包括对情意领域目标、更高层次思维能力目标等这些须长期积累才可能实现的目标（如批判性思考能力和对大自然美的鉴赏能力）的批判，很难准确地预测一节课后学生会发生何种行为变化。这些目标的叙写，与其指明活动后的行为变化，不如指明活动本身 （学生须经历的活动），何况，活动的收获完全可能超越预期的。表现性行为目标的倡导者是美国课程学者艾斯纳。艾斯纳曾给出一些例子来说明怎样制定“表现性目标”，如“通过使用铁丝与木头发展三维形式”，“参观动物园并讨论那儿有趣的事情”等，标准举的例子是“观赏植物的花和叶”，“朗读有关星空的美文”等，这些目标的表述均未指明学生在参加这些活动后能做什么，但学生行为的变化是可能发生的。我们可以把表现性目标视为行为目标的补充。第二节根据小学科学学习特点进行教学“把握小学科学学习特点，因势利导”。“科学课程最基本的特点是从儿童身边的事物开始学习活动，形成对自然进行探究的态度和技能，获取关于自然的知识”。在科学教学过程中教师应注意：“低估儿童学习科学的潜能比高估更可怕”现代脑神经研究证实，儿童具有极大的学习潜能。“儿童天生的好奇心是科学学习的起点，他们对花鸟鱼虫、日月星空的好奇心，只要善加引导就能转化为强烈的求知欲和持续的学习行为”。小学年级的儿童的脑重约为成人脑重的，脑重的增加表明脑细胞在生长发育，脑机能逐渐趋于完善，儿童的心理素质不断提高。瑞士心理学家皮亚杰指出，这个阶段的儿童可以从具体的事物中理解数、形、体积、重量和容量等概念，能够胜任小学里的学习任务。英国科学教育家威尼哈伦也指出，小学中年级学生已经能借助想象对一个简单过程进行逆向思维，高年级学生能够初步建立用数据来检验假设或某种观点的思维方法。即使低年级学生也决不是一张白纸，他们在人生早年积累起来的经验是学习新事物的基础。我们对小学生进行的一系列科学实验也表明，学生能够有意识（外显）或无意识（内隐）地学习，形成较为复杂的科学概念（如“力”），获取像科学探究这样的相当复杂的过程技能，而且对环境影响非常敏感。所以，我们决不能低估儿童学习科学的潜能，错误地认为“儿童学科学不过是玩游戏而已”。在教学内容上偏易，在教学要求上偏低，这不但浪费了儿童科学学习的智力资源，而且遏制了他们学习科学的兴趣和乐趣，浪费了儿童学习科学的情感资源和行为动力，对他们终身的科学学习造成消极的甚至是不可挽回的影响。“鼓励儿童通过动手动脑学科学”“心理学研究表明，对儿童来说，态度的形成需要实践的过程，技能的形成需要反复的模仿练习，而知识的获取主要通过感性经验的积累。他们常常依靠动手操作来认识和理解世界，而他们所能认识和理解的也往往局限于他们自己可以动手操作的具体事物。因此，在科学教学过程中创设一定的情景、开展多样化活动是十分重要的。”“科学课的教学方法要富有儿童情趣并符合儿童的认知规律”“教师的言语动作力求形象、直观、生动有趣，引导儿童自己得出学习的结论，尽量少用或不用专业术语和抽象定义，尤其要避免在教学的初始阶段把结论告诉儿童。儿童的有意注意和坚持性尚在发展之中，所以课堂教学形式应灵活多变，课外中长期作业应简便易行。”注意观察和研究小学生的行为“科学课程要面向全体学生”，意味着要为每个学生提供公平的学习科学的机会和有效的指导。学生是有个体差异的，要了解他们在兴趣爱好、情感态度和知识能力等方面的特点，因材施教，帮助他们实现个性化发展，需要教师注意观察学生的行为举止，仔细研究学生的真实想法。因此，居高临下、走马观花、浅尝辄止和单向灌输等，都是力求避免的。“弯下腰来倾听儿童的心声”，这样的教师虚怀若谷，耐心细致，能够真正尊重儿童在学习科学中表现出来的个体差异，了解每一个不同的儿童；能够真正了解儿童学习科学的实际状况，根据他们的兴趣爱好、情感态度和知识能力等方面的特点，切实有效地给予儿童所需要的指导和帮助，帮助他们实现个性化发展。第三节设计丰富多彩的学生亲历活动“以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式，这些活动应当是学生熟悉的、能直接引起他们学习兴趣的、精心选择和设计的、具有典型科学教育意义的。”通过这些活动的教学，学生积极参与、亲身经历，他们的眼、耳、鼻、舌、身多种感官协同活动，真正地亲身体验一次科学发现探究创造的过程。“这些丰富多彩的活动在教学目标上应该把科学素养的各个方面融合在一起，既有知识教育的要求，又能体现情感态度与价值观的培养和科学探究的实践。在活动形式上因目标、内容、资源的不同可采取各种各样的模式，给学生创设多种亲历的机会。这些活动的选取要符合儿童的年龄特征和经验背景，按由近及远、由浅入深、由具体到抽象、由简单到复杂的序列编排。”设计亲历活动必须符合下面几个要求：（）精心设计，具有典型科学教育意义例如：让学生养蝴蝶、种油菜，在日复一日的照料、观察、测量、记录的活动中，他们逐渐了解了昆虫和植物的生命周期，掌握了一系列相关的科学技能，同时开始理解生命的不易，形成珍爱生命的态度。（）难度适当，充满儿童情趣注意选择儿童比较熟悉的、能够操作的、易于引起他们兴趣的活动。例如：根据学到的声学知识来制造“小乐器”，再组织“小乐队”竞赛一场，多有趣！（）因地制宜，积极开发社区资源例如：农村学校可以组织学生到春天的田野中去，到秋天的果园中去；城市学校则可以组织学生调查统计三口之家的垃圾处理情况，进而提高垃圾减量化行为的自觉性和积极性。（）注意安全，防范一切可能发生的意外亲历活动可能是一节课，也可能是几节课；可能是在课堂上进行，也可能需要课外活动的配合。科学教师要密切注意学生的安全，及时给予提醒和忠告。例如，在学生使用水果刀切水果之前，教师要提醒学生刀尖不能对人、避免刀刃伤手等等。要争取每一节科学课都成为学生美好的回忆。建议教师参考下面的“教学活动的设计与类型”，从中选择合适的活动，组织教学过程，或按照活动设计要素与基本过程，自己创设新的活动类型。“搜集信息：搜集科学信息资料是学生学会自主学习，拓展知识，进行判断、推理和论证的必不可缺少的学习过程和方式。可以由教师指定或与学生们一起确定一个他们感兴趣的主题，如关于恐龙，让他们自己确定研究关于恐龙的什么问题，然后指导他们自己去搜集关于恐龙的资料，用各种表达方式汇报他们的成果。“现场考察：把学生带到某现场，从参观者的角度考察现场的情景，给学生提供亲身体验的机会。教师应关注学校周围新发生的与科学教育相关的事件、工程和环境问题等教育资源，组织学生到现场进行教学。如：带学生观看某建筑工地各种机械施工作业的情景，农村春耕或秋收的情景，某地区河段严重污染的情景，垃圾场、污水处理场等。指导学生写出现场考察报告。“自然状态下的观察：自然状态下的观察是指不对观察对象施加任何影响的观察，它是小学生获取感性认识的重要方式。通过观察，如观察蚂蚁的行为、月相的变化和叶脉的形状等，学生可以感知事物的外部特征，提出问题，甚至发现一些规律。“观察时要注意给学生留有足够的时间，还应注意和语言的描述、文字的记录、测量工具的运用相结合。对观察的目的和观察程序也应给予具体的指导。“实验：实验的基本特征是有意识地改变某种变量，控制其他变量，探寻改变变量和结果之间的因果关系。科学实验可以分为验证性实验（如验证植物生长和阳光的关系）、模拟实验（如模拟火山喷发）和探究性实验（如探究音乐对植物生长的影响）。在强调创造能力培养的今天，应当大力提倡探究性实验。“专题研究：专题研究是小学生开展科学学习活动的一种类型。对小学生而言，不管前人是否已经作了研究，只要是他们不知道而又想要知道的科学问题，都可以给他们提供机会研究。师生共同拟定某一主题，如纸的专题研究、布的专题研究等。在一个专题中，可以由学生提出一系列的子课题，再由小组或个人分头去研究。如关于纸的研究，可以分成以下的课题：纸的发明和古代造纸术，纸的种类、性质和用途，对不同纸的吸水性研究，自己造几张纸等。指导学生将研究过程和研究结果写出报告。“情境模拟：为了使学生对某种科学事物产生直接体验，人为地创设某种情境，让学生亲身经历一次仿真性演习活动。如发生地震时的自我保护性躲避和疏散演习、火灾自救及消防灭火演习、外伤自救互救演习；让学生蒙上眼睛，体会眼睛的功能；让学生敲击石块，模拟人类祖先打造石刀石斧，用自制的石刀石斧切割麻袋片。情境模拟可以是少数人表演，大多数人观看，也可以让每个学生轮流参与。重在情感体验，同时习得相关的知识技能。“科学小制作：科学小制作一般结合某个研究专题进行，如在对不倒翁进行研究时，做一个不倒翁；在对镜子进行研究时，做一个潜望镜或万花筒；在对小灯泡电路进行研究时，做一个小台灯等。鼓励学生利用身边废旧物品等简易材料搞科学小制作，以促进学生运用所学知识，发展操作技能和情趣。小制作可以作为课堂教学内容，也可作为课后作业。鼓励学生创新，同样的东西用不同材料做，同样的材料可以做成不同的东西。科学小制作是对学生成绩进行考核的重要内容。“讨论辩论：讨论和辩论是学生日常学习中常见的方式，也可作为某些专题研究活动的主要课堂教学类型。教师要给学生创造机会进行正常的讨论和辩论，营造平等、和谐、互相尊重的氛围，使学生敢于发表自己的看法又善于倾听别人的意见。“讨论可以是小组的也可以是全班的，辩论一般是在持不同观点的正反两个方面之间进行的。教师不要做裁判，要因势利导，鼓励学生积极参与，帮助和训练学生学会提问，学会参与讨论，特别要给那些不爱发言和不善发言的学生以发言的机会，以激发他们交流的意愿和提高他们的表达能力。“讨论和辩论都要有明确的主题，主题应是学生感兴趣又符合学生实际水平的话题，要指导学生做好充分的准备，在辩论中，要控制与主题无关的话题，防止跑题。“种植饲养：种植和饲养是小学生乐于从事的实践性活动。科学课应给学生提供机会，让他们从事力所能及的种植饲养活动，从中获得直接感知和技能、乐趣方面的发展。如花生、向日葵、萝卜、牵牛花、草茉莉等的种植；金鱼、蝌蚪、蚕、蝴蝶、蟋蟀、大白鼠、鸽等的饲养。农村地区可以结合当地的生产实际开展小型种植饲养活动。“种植饲养活动可以是课上的教学内容，也可以是学生课后的兴趣活动，教师要给予鼓励和指导，必要时还可以搞技术经验交流会、请技术人员指导、查找有关技术资料、作专题报告等配合性活动。“科学游戏：科学游戏主要用于低中年级，一般是在某些课堂教学进行中某一环节所采用的活动方式。如踩影子游戏、手影游戏、玩磁铁游戏等。科学游戏带有玩的色彩，又与所要学习的科学内容有关系，游戏是活动方式而不是目的。要让学生玩得开心，又要引导他们从中悟出科学道理。“信息发布会、报告会、交流会：作为小学科学学习的典型经历活动的信息发布会、报告会和交流会，是给学生提供一种机会，让他们根据主题搜集整理资料，写出报告文稿，在全体同学面前讲述自己的研究发现，可以是少数学生讲给大家听，也可以是多数学生参与的交流活动。要鼓励更多的学生参与，也可以小组为单位集体准备，选派代表发言。要营造一种民主的科学交流的氛围，让学生尝试、体验科学交流活动的精神享受与乐趣。选题可以是上课的内容，也可以是学生们感兴趣而又关注的科学话题。“参观访问：参观访问应是科学课必要的教学活动，是把学生带出教室走向大自然和社会，充分利用各种教育资源培养学生实践能力的极好的活动形式。如参观自然博物馆、科技展馆、工厂、矿山、农场、林场、养殖场、农机修造厂、水电站和各种建设工地；访问科技工作者、工厂技术人员和农村专业户等。“参观访问活动前，教师应先做好准备工作，了解参观地点、访问人物的情况及其教育价值，向学生提出必要的要求。活动结束后，可采取多种方式进行交流，以求收到最佳的教育效果。“竞赛：竞赛是学生乐于参与的活动形式，可以是知识性竞赛，也可以是技能性竞赛，还可以形成头脑运动会。教师可以把教学内容组织成竞赛活动，由学生自己准备，以小组为单位推举代表参加竞赛。如教师给出分钟时间让学生认识人体全身骨骼的名称，分钟后各组推举代表参加关于人体骨骼的知识竞赛，可以设必答题、抢答题等，教师评判各组所得的分数，选出优胜小组。也可与课外科技活动相结合，给出几个选题，学生自愿报名参加头脑运动会科学奥林匹克运动会，选题多为带有创造性的、动手动脑的科技小实验、小制作。“科学欣赏：科学欣赏是由师生共同搜集某一科学专题的故事、诗歌、散文、绘画、摄影、电影、电视、多媒体等作品，大家共同欣赏，进行评议。内容可以是课堂教学内容的延续，也可以是学生感兴趣并关注的话题，如珍稀动植物、美丽的雪花、地形地貌、星空、航天航海、纳米技术、基因等。“社区科学活动：鼓励和组织学生积极参加社区科学活动，这是科学、技术、社会相结合的最好的活动方式。如社区内的卫生防疫宣传活动以及人口普查、治理环境污染、植树造林、治沙种草、兴修水利、农田基本改造、试种农业新品种、推广农业新技术、灭鼠、灭蚊、灭蝇、灭蟑螂，防治白蚁、防治果木病虫害等。组织学生参加社区科学与技术活动可以成为学生的学习内容，也可以是学生的课外科技活动内容。要充分利用社区科学教育资源，把学生带向社会。“家庭科技活动：家庭科技活动是学生在家里从事的科技活动，这是科学学习的有机组成部分，农村的家庭科技活动也可以是家庭经济活动的一部分。很多教学内容除在部分课堂教学完成外，有一部分还要让学生在家里完成。如观察一个月的月相变化，种花生、养蝌蚪等种植饲养活动，小发明、小制作等制作活动等。有些是为课上学习所做的准备工作，如采集标本，搜集学习用品、学习材料，做某些课题的前期观察实验等。鼓励和支持学生为改善家庭生活环境和生活质量做家庭科技活动，如学生参与居室装修设计，电路设计、美化居室设计等。家庭科技活动还包括指导学生进行兴趣性活动和探究性活动，如制作飞机、舰船、车辆、建筑模型和学习无线电技术、电脑等。“角色扮演：为了使学生理解科学事物的相互关系和对某些科学与社会问题进行讨论与决策，并产生情感体验，由学生扮演某些科学事物的角色，在课堂上进行表演活动。如在学习动物如何保护自己的内容时，由多数学生扮演鹿，跪在地上吃草，几个学生扮演猛兽（戴头饰或卡片），让学生表演鹿见到猛兽时的自我保护动作。在学习日食、月食和月相变化时，由学生扮演太阳、地球、月亮，表演三者的运动关系。学习水污染治理时，可以让学生分别扮演市民、企业家和政府官员的角色，各自发表对水污染治理的不同立场和意见。“科学幻想：科学幻想是给学生以发挥丰富的想象、进行某一专题的科学创作的机会，可以是科学设计、科学童话、科学想象画等不同形式。如未来的月球世界未来的、城市、太空旅行、未来的交通、医学未来的、未来的生物工程等。”第四节让探究成为