一、开放的姿态

与上世纪80年代初的自然课改革不同，这一次的科学课程改革是在我们国家经历了20年的改革开放大背景下进行的。经济体制的改革和社会转型期的到来，不仅使社会发生了深刻的变化，也大大开阔了我们认识世界的眼界。我们每一个人都能深切感受到，寻求任何一个领域的发展，已不可能再局限于原有的狭小范围内。小学科学课程的改革也和其他领域一样，需要以更加开放的眼光，为中国科学教育的发展吸纳全世界的成功经验，并调动社会各方面的力量共同参与。

当我们以这种心态去审视世界科学教育的时候，我们不得不正视我国小学科学教育所存在的差异。从上世纪50年代末开始，西方发达国家已着手对小学科学课程进行全面的改造，使其由以“自然”知识为核心的性质，成为“科学教育”的性质，经历了科学作为知识、科学作为过程、科学作为探究的三个发展阶段，并于上世纪80年代末，进一步明确了以科学素养作为基础科学教育的目标。我国上世纪80年代初进行的自然课改革，从思想上受到了世界科学教育的影响，提出了许多先进的教育理念，但由于各种原因，在教育的实践层面上，还没有完全摆脱以结论为主要目标的倾向，大致相当于西方发达国家上世纪60年代的发展水平。

当前，发达国家科学教育发生的深刻变化是体现在各个方面的。具体来说，已从过去强调了解科学事实和信息，变为今天强调理解科学概念和培养探究能力；从过去强调单纯学习有关学科（物质科学、生命科学和地球科学）的知识变为强调在科学探究、技术和社会、科学的历史和本质的背景下教学；从过去把科学知识和过程割裂开，变为强调把有关科学的所有方面综合在一起学习；从过去教科书覆盖许多主题，变为只研究某些基本的科学概念；从将科学探究作为一组过程来开展，变为将科学探究作为教育的方针、能力的培养和概念的转变途径来开展；从将科学课程看作动手和做实验的科学，变为让学生理解作为论据和解释的科学。很明显，我国科学教育的现有水平与发达国家相比，存在着一定的差异。

面对上述差异，我国的小学科学教材应该遵循什么样的思想和原则进行改革呢？综合考虑世界科学教育的进展和我国科学教育的现状，我们认为，从发展方向上，我们必须跟上世界科学教育改革的步伐，融入世界性的改革洪流。因为，当今全球性的科学教育快速发展局面，是由经济和科学技术高速发展带来的，同时也是由近三十年心理学在学习科学方面取得突破性进展引发的。它显示了人类对科学本质的最新理解，揭示了科学教育的重要规律，正在促进科学教育走向更加理性和成熟的阶段，我们没有理由也不应该墨守陈规。所以站在巨人的肩膀上，少走别人走过的弯路，以获得更快的发展才是明智之举。但是，从过去的“自然”课到今天的“科学作为探究”阶段，我国的小学科学教育没有经历过“科学作为过程”的阶段，我们又面临着严重的师资短缺和资源匮乏的特殊困难。这决定了我国的小学科学教育改革必须面对中国的实际情况，不能做“跨越式”的处理。作为课程的建设者，我们的历史任务只能是，坚持改革的方向，同时探寻中国小学科学课程改革的适宜途径以及应有的节奏和速度。这也就决定了，我们必须以更加开放的姿态，面对世界，尽可能地吸纳现代科学教育的核心思想以及适合于我国的各种成功经验；面对历史，充分尊重和发扬上世纪80年代自然课改革的成果；面对社会，广泛获取来自政府、社区、部门、科学家以及高等院校等多方面的支持和参与。

二、我们的经历

遵循上述思想，从2001年到现在，教科版小学《科学》教材的实验大致经历了两个主要发展阶段：

（一）实现从单纯追求结论到强调学生经历的转变

2001版的教科版《科学》是以“主题——活动”模式为特征的，强调了学生对典型科学探究活动的经历，强调了科学课是由一个个观察、研究、认识周围事物和周围环境的探究活动组成的。我们的考虑是，在课程改革的初期强调活动和经历，可以引导教师和学生将“科学作为过程”来对待，改变仅仅将科学作为知识结论，以“读科学”和“讲科学”为主的思维方式和传统教学方式。这一改变，继承了“自然”课“将自然界作为认识对象”的思想，延续和发展了“让学生自行获取知识”的理念，也能够适应课程建设初期我国科学教师队伍和环境的现状。在这样的思想指导下，2001版教材实现了以典型的学生探究活动为基础，重视了活动间的结构和内涵，并超越了一般的活动概念，为活动注入了科学探究的基本要素和方法，诸如提出问题、制定计划、假设、获取证据、解释、采用控制变量的手段等。同时，注意将学生的主体活动目标不仅指向知识，而且指向科学过程以及情感、态度、价值观。

例如“一杯水能溶解多少食盐”。涉及了研究问题的确立（一杯50毫升的水里能溶解多少食盐），变量的选择与控制（50毫升水），实验操作的方法与顺序（分小包逐步加入食盐），研究方案的制定、评价与修正，数据的整理与分析（面对不同小组的不同数据如何做出结论）以及对研究过程的反思与评价等。

又例如“动物”单元。在寻访小动物的活动过程中，注入了关爱生命、保护环境的思想。在“植物的一生”和“动物的生命周期”单元里，设计了学生种植凤仙花和养蚕的完整活动，强调了解植物和动物的生命周期只是教学目标的一部分，在种植和养殖的过程中培养学生对生命的珍惜和热爱、认识持续观察记录在科学研究中的重要作用，同样也是主要的教学目标之一。

这一时期的教材编制，我们把重点放在了科学探究活动的过程设计上。事实表明，将“科学作为知识”到将“科学作为过程”对于广大教师来说是艰难的。不仅存在观念的转变，同时存在教学行为方式的巨大变化。而观念和行为方式的转变，需要在教材的辅助下经过大量的教学实践渐进完成。因此，教材编写者向教师提供尽可能合理的过程设计是非常必要的。教材提供的过程设计，当然不是教师教学的唯一依据，但对大多数教师而言，以教材作为工具逐步理解改革的基本要求和实施方法是课程改革必须经历的一个发展阶段。只有当这个阶段完成之后，教师才有可能在此基础上设计出自己的具有改造和创造性质的新的教学活动，否则引起的将是思想上的混乱和课堂教学的低效。

值得指出的是，如果将教材实验的这一阶段视为科学教育阶段补课的话，我们没有重复西方发达国家走过的老路。因为我们清醒地知道，将“科学作为探究”才是小学科学教育发展的方向。因此，在引导教师建立“科学作为过程”认识的同时，我们没有把注意力放在诸如比较、分类和实验等个别过程技能的培养上，而是通过强调过程的科学性，将教师逐步引导到对科学探究的关注上来。2004年，也就是教材实验的第三年，我们在温州市召开的“如何引导学生经历科学的过程”专题研讨会上，明确提出，具有科学性的教学过程才是我们追求的目标。即我们当下强调的过程，只有具备科学的性质和特征才是具有科学教育的意义和价值的，而科学的基本性质和特征就反映在科学家做科学的规则、方法和态度之中。其基本点是对证据的重视，运用逻辑进行推理和敢于质疑的态度。实践证明，这一引导对教师正确理解“科学作为过程”是有益的，对于在较短的时间内帮助教师进行“过程”和“探究”之间的转换也起到了积极的作用。

（二）实现从追求事实性知识到关注科学概念的转变

在教材实验的上述阶段，我们也发现了教学层面存在的一个重要问题，那就是在重视教学过程之后，许多课堂上出现了“为活动而活动”的现象，活动受到了重视，学生动手活动的时间也有了，但是师生对“我们究竟在做什么？”“为什么做？”“为什么这样做？”等问题并不清晰，甚至感到迷茫，出现了“学生在热热闹闹的活动结束以后，头脑依然是一片空白，在知识和能力上并没有得到真正意义上的提高”的现象，这对教材设计提出了什么新的要求呢？

2005年，我们开始学习和研究国际科学教育中有关科学概念的研究成果。它使我们发现，“科学作为探究”的认识已被学习本质的研究深化，即从学习科学的角度，有用的知识是围绕重要概念或“大观点”来联系和组织的，并且直接指向应用的场景。因此，人类的学习应该被看作由目标指引，积极搜寻信息和问题空间的过程，而不局限于对事实的记忆和无关事实的简单罗列。

这给了我们很大的启发。它使我们认识到，“科学作为探究”与“科学作为过程”之间的最大区别在于强调学生对科学的理解，而这种理解是通过把过程和科学知识结合在一起教学来实现的。其中最值得注意的是，理解性学习的知识组织原则与传统的知识组织原则有很大的不同，它将有结构和连贯性的重要概念和“大观点”作为课程设计的支撑，并强调这些概念间的进展和相互作用，以促进学生的理解性学习。这启示我们，在强调学生活动经历的基础上，需要向教师和学生提供围绕重要概念或“大观点”来组织的课程，这将更能增进学生对科学的理解并使课堂教学更为有效。

基于这种认识，我们从2006年开始对教科版《科学》教材进行了适当的调整，并于2007年在实验区继续进行实验。尽管这种探索的时间还不长，但已初见成效：

1.教学活动的目的性大大增强。实验教师普遍认为，教材设计的目的更容易理解和把握了。对科学知识、过程和情感、态度、价值观目标之间的关系也有了更清醒的认识。

2.引发了更为深入的触及儿童认知和情感发展规律的教学研究。科学概念的引入，使教师开始关注科学的重要概念和“大观点”，这不仅对增进他们对现代科学的认识有很大帮助，而且激发了教师对儿童前概念的关注和研究，对概念形成过程的关注和研究。

3.教学活动的进程更加科学。

越来越多的教师认识到，观察的目的是为了获取证据来检验自己的设想，因此并非是所有的观察都越细致越好。如果教会学生围绕一个科学概念有目的地进行观察，学生会增进对科学的理解并获得较大的发展。例如对植物的观察，是为了建立生命特征的概念，对人体器官和构造的观察，是为了理解结构与功能的关系，并认识人体是一个复杂的系统。

越来越多的教师认识到，学生通过探究获得的事实和证据，必须在教师的引导下有意识地进行组织、分析和评价，才能促进他们的理性思考并发展他们科学的理解力。

回顾这一阶段的实验，我们深深感到，这是比第一阶段更为艰难的历程，但意义更为重大。让教师从追求事实性的知识转换到关注科学概念，实际上是在完成从“科学作为知识”向“科学作为探究”的质性转变。因为如果将教学的目标仍然定位于科学的事实性知识层面，以“读科学”和“讲科学”为主的教学行为将很难退出历史舞台，而指向科学概念的教学则需要学生经历探究式的学习过程，课堂的教学活动必须发生质的变化。我们欣喜地看到，这一变化的发生虽然艰难，但已经开始，并正在被越来越多的教师所接受。

三、追求与理想

发达国家科学教育经历的三个阶段，从本质上反映了人类对科学性质认识的逐渐深化。可以预见，科学教育的继续发展也将依赖于人类在科学性质的认识上不断逼近本质。

我们的理想是编制一套能够体现科学本质，同时符合中国儿童认识与情感发展规律的小学科学教材。这是发达国家上世纪50年代末就开始做的事情，也是至今国际科学教育界仍在积极研究的前沿课题。对于我国而言，这一追求也具有特殊的意义，因为我国的文化背景比较缺乏理性的传统。这一理想的确立，还鉴于我国科学教师科学素养的现状。

2003年，我们曾经与南京大学张红霞老师一起进行过全国21个省市科学教师的科学素养调查，共收回1737份有效问卷。调查的数据揭示，我国教师目前最大的困难不在于科学知识的学习，而在于科学性质理解方面的欠缺。对普通公众而言，也许懂得事实性的科学知识就够了，而教师对科学性质的理解从根本上引导着科学课堂教学的方向。大量的事实已经说明，如果教师不理解科学的性质，不仅不能将探究性教学带入课堂，甚至还有宣扬非科学东西的危险。因此我们认为，在我国的小学科学教材中突出和强化科学性质的内容，并赋予儿童能够接受的水平和形式从各方面来说都是非常必要的。

（一）我们在教材实验中做了什么

在教材的活动设计中，努力体现科学研究的规则、方法和态度。例如，我们在全书中对学生的观察实验记录作出了较高的要求和大量的设计；对学生科学绘画能力的培养给予了关注，加强了对数据整理和组织的指导，设计了不同主题不同年龄阶段的控制实验，注意了在大量的活动设计中将好奇心的培养、尊重事实、理性思考、善于质疑等科学态度与方法同科学概念的形成融为一体。

和实验教师一起学习和探讨科学的性质，理解和把握科学课的特点。教育科学出版社2003年出版了专为用于教师对科学性质认识的培训用书《科学究竟是什么》，并于六年中广泛用于教师培训。我们在教师培训会上分阶段进行了《向真正意义上的科学探究性教学迈进》（2003年）、《科学探究要关注科学概念》（2006年）、《科学课程改革回顾及教学建议》（2007年）等。从2007年开始，我们陆续组织了“黒吉辽”、“苏鲁晋”、“云贵川渝”、“京浙粤”等区域小学科学优质课评选，并通过各种场合的现场课，利用案例评析的方式，从教学实践层面与教师进行了教学过程的科学性应如何体现的探讨。

（二）今后的努力方向

我们将继续钻研和探讨体现科学本质教材的编制方法，并将加强对儿童概念形成机理的研究，为教材建设奠定更为扎实的基础。我们也将在实践的基础上，逐步构建教科版《科学》教材的课程文化，以形成自己更为鲜明的特色。

借此机会，我们要向参与教材实验，并在实验中作出了重要贡献的各级科学教研员和教师表示衷心的感谢！因为有了他们的教学实践，我们才有了检验教材的机会，因为有了他们的成功经验，我们才获得了许多解决问题的方法，因为有了他们的艰辛探索，我们才对中国小学科学教育的特点有了更多的了解。在未来的教育教学生活中，我们将继续与他们在一起，并联合社会各种力量，共同探索中国小学科学的通向科学之路。

1.美国国家研究理事会.美国国家科学教育标准.科学技术文献出版社，1999年.

2.布兰思福特等.人是如何学习的——大脑、心理、经验与学校.华东师范大学出版社，2002年.

3.张红霞.科学究竟是什么.教育科学出版社，2003年.

4.刘默耕.小学自然课改革探索.四川教育出版社，1998年.