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今年1月，教育部印发《义务教育小学科学课程标准》。标准的显著变化是将小学科学课程由原来的三年级开始提前到一年级，使小学阶段的科学教育具有连续性；同时，课程体系突出了“技术与工程”内容，倡导跨学科的综合学习方式，促进学生在科学课程中进行基于STEM教育理念的综合学习，通过“造物”将科学教育与创客教育有机结合，培养科学创新能力。在这样的背景下，如何教小学科学课程，尤其是如何培养一年级学生的科学素养？如何建设配套的实验室？本期内容对此给予一一回答。 落实新课标的有效路径 林长春 小学科学课程标准的修订，充分反映了科学性、继承性、国际性等特点，尤其反映了当今国际科学教育改革与发展的新趋势。当前，如何有效实施小学科学新课标，成为广大小学校长、科学教师关注的问题。我认为，要让小学科学新课程标准在每一所小学落地，真正渗透课程理念，落实课程目标，可行的路径有以下几点。 新颁布的小学科学新课程标准与2001年颁布的3-6年级科学课程标准（实验稿）相比，有几点显著变化：从开课年级看，科学课程由原来的3-6年级变为1-6年级，使小学阶段的科学教育具有连续性，也体现了我国对小学科学教育重视程度日益提高。 在课程性质方面，作出了更全面的界定。新课程标准强调，小学科学课程是一门基础性、实践性、综合性课程。这对于学校进一步认识小学科学课程的价值与特征、小学科学教材的设计与开发、教师的专业素质要求等具有重要的指导作用。 在课程目标方面，首次明确提出了小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，并为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。此外，在目标内容方面，增加了“科学、技术、社会与环境”，将以前的“情感态度与价值观”修订为“科学态度”。在目标层次方面，除了分目标的总体描述外，分别给出学段目标，即从1-2年级、3-4年级、5-6年级分别进行描述，体现了学生学习目标的进阶特征，也符合当前国际基础教育科学课程标准改革的新趋势。 在课程内容标准方面，新增“技术与工程领域”，充分反映了当前国际科学教育倡导的STEM教育理念。此外，内容标准的陈述依据课程目标的分段描述，同样也按照1-2年级、3-4年级、5-6年级的学习进阶进行，有利于教材编写、教师教学以及教学评价，将标准的操作性、实用性增加。 在课程实施方面，倡导基于STEM的跨学科学习方式。新课标不仅在内容标准新增加“技术与工程”领域，而且在实施建议中的“学科关联建议”部分，倡导基于STEM的跨学科学习方式，即基于科学、技术、工程与数学的一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，关注周围技术世界的发展，感受科学技术对个人生活、社会发展的影响，有利于学生科学创新能力的培养。 新课程标准对小学科学教师的专业素质提出了更高要求，也是实施小学科学新课程标准的关键点和难点。据相关调查表明，目前我国小学科学教师队伍在数量和质量上远远不适应科学课程教学的需要。为此，校长首先要让教师认识到小学科学课程的重要性，要像重视语文、数学那样重视科学课程。其次，校长要切实加强小学科学教师队伍建设，支持小学科学教师参加相关培训，按照学生实际班额，逐步配齐具有科学教育专业或理工科专业背景的小学科学教师，努力实现小学科学教师的专业化。 实验室是小学科学课程实施的重要场所，对于学生开展探究式学习，亲自参与科学探究过程，建构科学概念，理解科学本质，提高科学探究能力，提升科学素养具有不可替代的功能。同时，实验室建设对于开展综合性的STEM学习与创客教育也具有关键性作用。但是，目前许多学校的实验室数量不足，尤其是农村小学几乎没有专门的实验室，或者缺乏实验仪器设备，严重影响了学生的实验探究学习。因此，学校要加大经费投入，加强实验室建设，建立科学探究实验室、设计与制作实验室、创客实验室等，为新课程标准的实施创造良好的物质条件。 教师是实施小学科学新课程标准的关键。新课程标准在课程理念、课程性质、课程目标、内容标准等方面有较大变化，在实施过程中存在一些需要解决的问题。比如，教师如何结合小学科学课程内容标准设计和开发合适的STEM项目，如何利用数字化信息技术指导学生开展科学探究，如何根据学生不同年龄阶段实施有效的教学策略，等等。因此，小学科学教师要认真学习新课程标准的内容，参与相关教师培训，开展校本教研，建立自我反思、同伴互助、专业引领的校本教研制度，充分利用现代信息技术，努力完善自己的自然科学专业知识结构，不断促进自身专业发展，切实提高小学科学课程的教学质量，提升学生的科学素养。 作者系重庆师范大学科技教育与传播研究中心教授 贰 一年级科学这样教 吴向东 修订后的小学科学课程标准正式颁布，其中最大的变化是在一二年级开设科学课。那么，教师如何教一年级学生学习科学？ 第一，做中学。一年级学生6-7岁，这个年龄段的脑重量虽然达到了成熟期的90%，但许多复杂的结构和功能还远未完成，所以孩子好动、多语、注意力不集中、情绪多变等各种成年人“不可理喻”的行为经常发生。这个时期，如果教师要求学生一定要听话，课堂一定要安静，恐怕很难达到期望的效果。因此，教师要想办法让学生有事干，吸引他们投入到有趣的事情中。从认知发展的角度看，一年级学生边做才能边思考，不做思维就会停下来。因此，做中学是基本的学习方式，一方面顺应了学生的思维能力，另一方面可以让学生有事做，促进其思维的发展。 做中学是美国教育家杜威最为提倡的方式，直到现在都影响着整个教育，焕发着无限活力。欧美教育改革中的STEM运动，提倡学生在工程技术实践中解决某个现实问题，而不是像国内一些学校的做法，教师带着学生孤立地做个实验，揭示某个科学知识就可以了。如学习空气占据空间，传统的方式是教师通过实验，让学生看到无色透明的空气的确占据着空间。而STEM的做中学的方式强调，学生怎样利用空气占据空间的道理去解决问题。比如，学生如何利用这个道理做个潜水艇等。新课标指出，小学科学课程的性质是实践性的，建议学生动手动脑做科学。如何做科学呢？解决问题的做中学推荐为首选。 第二，使用工具。一年级学生的小肌肉群发育还不完善，使用工具是一个很好的锻炼。比如剪刀，教师教学生剪纸做各种造型，剪吸管做吸管哨；使用透明胶带，教学生粘贴物品，捆绑木棍做支架；使用各种线绳捆扎物品，如做“土电话”；使用尺子等测量工具，用以描述或比较。这些小工具都需要学生手部小肌肉群的参与，充分的锻炼有利于发展学生的动手能力。 我们要知道，使用工具是学生学习科学不可绕开的内容，当今流行的创客活动，特别强调工具的使用，用各种工具制造物品，改变生活，由此可以让学生体会到科学的作用。 第三，多对话。对话对于学生形成科学概念是必要的途径，也是科学研究的基本方式。一次，我拿了一个大的充满氦气的气球到教室，然后问学生：“我吹一个气球起来，也可以飞吗？”不少一年级学生认为科学教师是神奇的，那么大的气球都飘起来了，老师一吹肯定可以飞起来。但是我吹的气球，即使是往空中抛还是会降落。我问学生为什么？有学生认为我吹的气球太小了，有学生认为我是用嘴吹的，要用打气筒才行。当然，也有学生认为，大气球里是氢气……由这个例子我们可以看到，一年级学生认知发展水平需要教师多与学生对话来促进。同样，教师也要注重学生之间的交流讨论，让学生经历这一过程，无论是对科学概念的形成，还是培养质疑探究的态度，都是很有必要的。 第四，多合作互助。一年级学生过于以自我为中心，如当我发两个气球给同桌时，往往学生会快速地抢颜色鲜艳的；如果需要两人共用一把剪刀，也会出现抢着使用的情况。为了改变这种状况，教师一方面要让学生知道，没有哪一位科学家是完全靠自己一个人进行科学研究的，另一方面要多设计一些需要合作的项目让学生共同完成。比如，学生用塑料杯和气球做小鼓，剪气球时要合作，蒙气球皮到杯口时，也需要一个人捏着杯子，另一个人用力崩开气球皮往杯口上套。又如，学生制作“土电话”时，不仅要一起合作打孔系线，还要一起玩耍。这类教学设计，有利于一年级学生走出以自我为中心的世界，懂得与别人合作和分享。 长期教小学中高年级的科学教师，一开始教一年级学生会遇到一定困难，但只要掌握了这个阶段学生的身心发育特点，有针对性地设计教学内容，充分理解他们的“不可理喻”，就能体会到教学的乐趣。 作者单位系广东省深圳市龙岗区龙城小学 叁 为创客教育留出一亩田 赵 宇 新课程标准把科学课程由三年级提前到一年级，最核心的变化是在课程体系中突出了“技术与工程”内容，倡导跨学科的综合学习方式。跨学科的综合学习方式基于STEM教育理念，而“技术与工程”的教学则有机会与创客教育相契合。可以说，这是新课标为创客教育留出的一亩田。 在现行的小学课程内容中，像“工具与机械”“形状与结构”这种与“技术与工程”相关的内容本就存在，只是没有作为一个独立的模块列出来，尤其是“工程”部分的加入，是新课程标准中的一个重要变化。工程是以科学和技术为基础的系统性工作，新课程标准明确指出，教师应指导学生通过设计和制作一件作品或产品进行课程学习，这与创客教育的“造物”是一致的。 对于具体的实施，新课程标准给出了水火箭的例子。水火箭是一个在科技实践活动中已经非常成熟的案例，新课程标准中的案例不只是强调水火箭的制作，更强调学生在制作过程中对“工程实现”的体验，可以让学生体会到“在技术与工程实践中，经常要利用有限的经费完成任务”这样的真实问题。教师在教学设计中，让学生进行角色分工，有项目经理、会计、设计师、发言人等，这是一种典型的基于项目的学习模式，是对原有科学课程中探究式学习的有益补充。基于项目的学习方式是跨学科综合学习实施的有效途径，在项目学习过程中，学生有机会将科学、技术、工程、数学、语文、艺术等学科进行融合，可以让科学变得生动、真实起来，是改变“纸上科学”和“陈列实验”的有效手段。 创客项目是科学课程教学的铺路石和试金石。在科学课程中，教师开展与教学内容相关的创客活动，一方面可以通过“造物”让学生积累经验形成感性认识，在学习相关科学知识时能够有一定的知识建构基础，促进由感性认识到理性认识的学习过程。另一方面，学生可以通过“造物”对已经学习的科学知识进行实际运用，在运用过程中检验对知识的掌握，加深对所学科学知识的深入理解，实现“造物而致知”。 新课程标准促进了学生在科学课程中进行基于STEM教育理念的综合学习，通过“造物”能将科学教育与创客教育有机结合。但是我们也要看到，科学教育与创客教育不能一概而论，两者从教育目标到核心内容都是不同的，科学教育的根本目标依然是培养学生的科学素养，而创客教育的目标虽然没有权威部门的确定，但显然目标不仅是提高学生的科学素养，其包含的内容更加广泛，像电子技术、信息技术等内容都是在科学课程内容体系之外的。 即便是在科学课程“技术与工程”领域所包含的内容，在新课程标准中的要求多数也仅是“了解”“知道”和“认识”，如了解一项工程需要由多个系统组成；知道完成某些任务需要特定的工具；认识周围简单科技产品的结构和功能。而创客教育更加重视“理解”和“应用”，同样的内容在创客教育中的要求应该是：理解一项工程中多个系统之间的关系；能够使用特定的工具完成某些任务；能够应用特定结构实现一定功能的简单产品。 新课程标准还特别指出，“科学教师要创造性地使用教材，各个地区的科学教学资源不同，不同地区的学生也存在差异，教师应据此对教材做适切性处理加工，这是科学教师专业素养的体现，也是科学教师发挥创造力的机会”。在这样的课程标准指导下，科学教师拥有更广阔的空间，能进行更多的创新实践教学，让小学科学课堂更加生机勃勃。 |
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