義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)

義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景近20年，影響著全日制義務(wù)教育小學(xué)階段的科學(xué)教育的大綱或課程標(biāo)準(zhǔn)2001版實驗稿2017版修訂稿一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景科學(xué)教育新趨勢的背景:競爭（國家之間、企業(yè)之間）互聯(lián)網(wǎng)時代（獲取信息、創(chuàng)造新信息的便捷）對真實情境中解決問題能力的重視對高階思維能力的重視……一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景美國教育部發(fā)起的“21世紀(jì)技能聯(lián)盟”指出的21世紀(jì)學(xué)生所需的：資訊通訊科技素養(yǎng)思考與學(xué)習(xí)力能處理與分析并評估資訊的準(zhǔn)確度、可靠度進(jìn)一步解決真實世界的問題組織資訊成為有用的知識一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景美國科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的近期變化新世紀(jì)的人才觀課程內(nèi)容多與教學(xué)時間短之間的矛盾2011-20132010-20111990年代1990年代-2009NGSS階段IINGSS階段I學(xué)生應(yīng)具備豐富的科學(xué)知識和適應(yīng)當(dāng)代社會的能力，而不是某一項專業(yè)的學(xué)科知識和能力。二、修訂稿的主要變化和特點1.小學(xué)一年級開始設(shè)置科學(xué)課（2017年秋季），符合國際科學(xué)教育的大勢2001年之前，低年級有單獨的科學(xué)課程；2001版課標(biāo)頒布后，1-2年級的科學(xué)內(nèi)容，融入在《品德與生活》課程之中；2017年9月，恢復(fù)在1-2年級單獨開設(shè)科學(xué)課程，這是一種回歸；也是科學(xué)課程從幼兒園到小學(xué)、初中的整體安排。二、修訂稿的主要變化和特點2.增加了科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的描述，為構(gòu)建“小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”做了鋪墊

科學(xué)素養(yǎng)是指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的運用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力。二、修訂稿的主要變化和特點3.課程性質(zhì)的變化，明確了科學(xué)課程的重要地位

82001版實驗稿——以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程2017版修訂稿是一門基礎(chǔ)性課程是一門實踐性課程是一門綜合性課程學(xué)科地位學(xué)科特點二、修訂稿的主要變化和特點2001版實驗稿面向全體學(xué)生學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體科學(xué)知識以探究為核心滿足社會和學(xué)生雙方面的要求應(yīng)具有開放性評價應(yīng)能促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的形成與發(fā)展2017版修訂稿面向全體學(xué)生倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲突出學(xué)生的主體地位4.課程理念的變化，凸顯了好奇心和求知欲的重要性

二、修訂稿的主要變化和特點2001版實驗稿科學(xué)探究情感態(tài)度與價值觀科學(xué)知識2017版修訂稿科學(xué)知識科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境5.課程目標(biāo)新增一個維度，與國際科學(xué)教育接軌對待1.科學(xué)學(xué)習(xí)……2.科學(xué)……3.自然……4.對待科學(xué)、技術(shù)和社會的關(guān)系……探究興趣實事求是追求創(chuàng)新合作分享科學(xué)技術(shù)與生活的聯(lián)系科學(xué)技術(shù)與社會的聯(lián)系人類與自然的關(guān)系二、修訂稿的主要變化和特點6.圍繞大概念構(gòu)建課程內(nèi)容體系“科學(xué)教育不應(yīng)該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應(yīng)當(dāng)慎重選擇一些重要的科學(xué)觀念，用恰當(dāng)、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解?！薄犊茖W(xué)教育的原則和大概念》關(guān)于大概念科學(xué)概念1.宇宙中所有的物質(zhì)都是由很小的微粒構(gòu)成的。2.物體可以對一定距離以外的其他物體產(chǎn)生作用。3.改變一個物體的運動狀態(tài)需要凈力作用于其上。4.當(dāng)事物發(fā)生變化或被改變時，會發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，但是在宇宙中能量的總量總是不變的。5.地球的構(gòu)造和它的大氣圈以及在其中發(fā)生的過程，影響著地球表面的狀況和氣候。6.宇宙中存在著數(shù)量極大的星系，太陽系只是其中一個星系——銀河系中很小的一部分。7.生物體是有細(xì)胞組成的。8.生物需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，為此它們經(jīng)常需要依賴其他生物或與其他生物競爭。9.生物體的遺傳信息會一代代地傳遞下去。10.生物的多樣性、存活和滅絕都是進(jìn)化的結(jié)果。關(guān)于科學(xué)的概念11.科學(xué)認(rèn)為每一種現(xiàn)象都具有一個或多個原因。12.科學(xué)上給出的解釋、理論和模型都是在特定的時期內(nèi)與事實最為吻合的。13.科學(xué)發(fā)現(xiàn)的知識可以用于開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，為人類服務(wù)。14.科學(xué)的應(yīng)用經(jīng)常會對倫理、社會、經(jīng)濟(jì)和政治產(chǎn)生影響?！浴犊茖W(xué)教育的原則和大概念》

美國《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NextGenerationScienceStandards，以下簡稱“新標(biāo)準(zhǔn)”）：三維度框架13關(guān)于大概念

跨學(xué)科共同概念在所有科學(xué)領(lǐng)域中均可運用。其本身就表明和體現(xiàn)了在不同科學(xué)領(lǐng)域中統(tǒng)一的思維方式。它們能幫助學(xué)生將不同科學(xué)領(lǐng)域中相互關(guān)聯(lián)的知識組織成連貫的、條理清晰的基于科學(xué)的對客觀世界的認(rèn)知。

關(guān)于大概念模式原因與結(jié)果尺度、比例和數(shù)量系統(tǒng)和系統(tǒng)模型能量與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性與變化

學(xué)科核心概念（學(xué)習(xí)內(nèi)容）具有聚焦K-12年級在科學(xué)方面最重要的課程、教學(xué)和評測內(nèi)容的功能。涉及4個領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)，生命科學(xué)，地球與空間科學(xué)，工程、技術(shù)和科學(xué)運用。15關(guān)于大概念什么是核心概念？至少具有以下條件中的2條：能跨越多門學(xué)科或工程領(lǐng)域的具有明顯重要性的概念，或是一個具體學(xué)科知識組織中的關(guān)鍵概念能提供對于理解和研究更復(fù)雜概念和解決問題的關(guān)鍵工具能與學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗相關(guān)，或能連接需要科學(xué)和技術(shù)知識的社會或個人問題通過增加深度和復(fù)雜性，能在持續(xù)的多個年級中教和學(xué)1617二、修訂稿的主要變化和特點

在大概念之下，以小學(xué)階段的學(xué)生要求為基礎(chǔ)，梳理和選取了適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的18個主要概念，再把每一個主要概念分解為75個學(xué)習(xí)內(nèi)容，每一個學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為不同學(xué)段的學(xué)習(xí)目標(biāo)。用這樣的方式，體現(xiàn)指向大概念的教學(xué)。2017版修訂稿物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域6生命科學(xué)領(lǐng)域6地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域3技術(shù)與工程領(lǐng)域3主要概念（18個）——學(xué)習(xí)內(nèi)容（75個）——學(xué)習(xí)目標(biāo)（206個）2001版實驗稿科學(xué)探究情感態(tài)度與價值觀生命世界物質(zhì)世界地球與宇宙一級標(biāo)題——二級標(biāo)題——具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)生命科學(xué)領(lǐng)域大概念生物需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，為此它們經(jīng)常需要依賴其他生物或與其他生物競爭。生物體的遺傳信息會一代代地傳遞下去。生物的多樣性、存活和滅絕都是進(jìn)化的結(jié)果。8．植物能適應(yīng)環(huán)境，可制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存。

主要概念&學(xué)習(xí)內(nèi)容&學(xué)段目標(biāo)

主要概念以概念內(nèi)涵或命題的方式具體描述。學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)1～2年級（低）3～4年級（中）5～6年級（高）8.1植物具有獲取和制造養(yǎng)分的結(jié)構(gòu)。說出植物需要水和陽光以維持生存和生長。描述植物一般由根、莖、葉、花、果實和種子組成，這些部分具有幫助植物維持自身生存的相應(yīng)功能。知道植物可以吸收陽光、空氣和水分，并在綠色葉片中制造其生存所需的養(yǎng)分。水平要求生命科學(xué)領(lǐng)域指向大概念的教學(xué)8.植物能適應(yīng)環(huán)境，可制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存二、修訂稿的主要變化和特點7.以學(xué)習(xí)進(jìn)階的思想分段設(shè)計是近幾年美國科學(xué)教育中的新概念；是對學(xué)生們在一個較大時間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和研究某一主題時，所遵循的連貫的、逐漸深入的思維路徑的描述。一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。類似于學(xué)習(xí)進(jìn)程呈現(xiàn)螺旋式上升的趨勢。起點中間水平a終點中間水平b中間水平c……要素：起點、中間水平、終點植物可以吸收陽光、空氣和水分，并在綠色葉片中制造其生存所需的養(yǎng)分。分子水平物質(zhì)變化：綠色植物可以在光照條件下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，并釋放氧氣。能量變化：太陽能轉(zhuǎn)化成儲存在有機(jī)物中的化學(xué)能原子水平變化：太陽能可以被光合色素分子捕獲，電子躍遷，使其激活……小學(xué)初中高中大學(xué)二、修訂稿的主要變化和特點267.以學(xué)習(xí)進(jìn)階的思想分段設(shè)計按照低、中、高三個階段呈現(xiàn)課程目標(biāo)和課程內(nèi)容。二、修訂稿的主要變化和特點278.融入工程學(xué)教育內(nèi)容。首次在我國將“技術(shù)與工程”納入科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)；二、修訂稿的主要變化和特點關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程

工程：人類為實現(xiàn)自己的需要，對已有的物質(zhì)材料和生活環(huán)境加以系統(tǒng)性的開發(fā)、生產(chǎn)、加工、建造等。工程的核心是建造，工程的關(guān)鍵是設(shè)計。

技術(shù)：對科學(xué)加以巧妙運用以適應(yīng)環(huán)境、改善生活的方法、

程序和產(chǎn)品。技術(shù)的核心是發(fā)明。

科學(xué)：人類觀察自然、研究各種現(xiàn)象產(chǎn)生和變化的原因?？茖W(xué)的核心是發(fā)現(xiàn)。

運用科學(xué)、技術(shù)和工程，人類創(chuàng)造了豐富多彩的人工世界。關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐科學(xué)探究8個要素提出問題作出假設(shè)制訂計劃搜集證據(jù)處理信息得出結(jié)論表達(dá)交流反思評價——2017版修訂稿科學(xué)與工程實踐解釋數(shù)據(jù)6.建構(gòu)解釋，設(shè)計解決方案、評價和交流信息——美國《中小學(xué)科學(xué)教育的框架》提出問題或確認(rèn)需求設(shè)計和使用模型調(diào)查方案或解決方案的計劃與實施分析和解讀數(shù)據(jù)運用數(shù)學(xué)與計算思維進(jìn)行思考構(gòu)建解釋或設(shè)計解決方案依據(jù)證據(jù)的論證獲取、評價、交流信息科學(xué)關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐提出問題或確認(rèn)需求設(shè)計和使用模型調(diào)查方案或解決方案的計劃與實施分析和解讀數(shù)據(jù)運用數(shù)學(xué)與計算思維進(jìn)行思考構(gòu)建解釋或設(shè)計解決方案依據(jù)證據(jù)的論證獲取、評價、交流信息關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐技術(shù)與工程科學(xué)探究活動是為了解釋關(guān)于某個現(xiàn)象的問題，例如“天空為什么是藍(lán)色的”或“為什么杯子里的熱水會變涼”，學(xué)生的主要任務(wù)在于認(rèn)識和解釋科學(xué)概念；工程實踐活動則是解決一個由困難、需要或期望所引發(fā)的問題。例如“如何用LED燈設(shè)計一個有用的工具”或“怎樣讓房屋更保暖”，學(xué)生的任務(wù)是明確一個成功的方案應(yīng)當(dāng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)和面臨的限制，并在理解科學(xué)概念的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對其的利用，解決遇到的問題。關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐關(guān)于科學(xué)探究與工程實踐科學(xué)探究內(nèi)涵：科學(xué)探究就是指科學(xué)家研究自然界的各種方法和根據(jù)他們所收集的證據(jù)提出解釋的過程。目的：科學(xué)探究的目標(biāo)是探尋和認(rèn)識自然界中的因機(jī)制果探究過程：思考技能：問題類型：是什么？怎么樣？為什么？

科學(xué)探究過程

提出簡單問題

作出相關(guān)研究計劃與他人交流研究過程、觀察結(jié)果和解釋在構(gòu)建解釋中協(xié)調(diào)觀察到的證據(jù)和科學(xué)知識組織收集到的資料，并進(jìn)行解釋運用恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆图夹g(shù)收集資料探索流程

科學(xué)思考技能精確描述自然現(xiàn)象的技能發(fā)覺與描述自然現(xiàn)象因果問題的技能覺察、產(chǎn)生和敘述另有假說和理論的技能產(chǎn)生邏輯預(yù)測的技能計劃和實施控制實驗測試假說的技能收集、組織和分析實驗數(shù)據(jù)與相關(guān)資料的技能作出和運用合理結(jié)論的技能工程實踐內(nèi)涵：工程就是應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的概念來系統(tǒng)地解決復(fù)雜問題。且往往要有創(chuàng)造性。目的：不斷滿足人們的需要和解決人類生活中的各種實際問題。工程設(shè)計的過程：工程思維（設(shè)計思維）的技能：問題類型：做什么、怎么做更好關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐確定問題制定合理的解決方案分析解決方案優(yōu)化解決方案交流工程設(shè)計流程設(shè)計（工程）思維洞察、創(chuàng)造、實施系統(tǒng)思維人性化思維相似性思維……特點：規(guī)劃性系統(tǒng)性實踐性科學(xué)性與藝術(shù)性成本和可靠性科學(xué)實踐科學(xué)探究技術(shù)工程實踐類型1.提出問題(科學(xué))或確認(rèn)需求（技術(shù)）2.設(shè)計和使用模型3.調(diào)查方案或解決方案的計劃與實施4.分析和解讀數(shù)據(jù)5.運用數(shù)學(xué)與計算思維進(jìn)行思考6.構(gòu)建解釋（科學(xué)）或設(shè)計解決方案（技術(shù)）7.依據(jù)證據(jù)的論證8.獲取、評價、交流信息內(nèi)涵核心學(xué)科本質(zhì)關(guān)于科學(xué)探究和工程實踐科學(xué)探究和工程實踐的聯(lián)系接續(xù)關(guān)系——例如：科學(xué)家研究的問題是：空氣是如何流動的，空氣流動又是如何影響氣候的，等等。工程師研究的問題是：如何實現(xiàn)人工降雨、如何利用風(fēng)能發(fā)電。包含關(guān)系——例如：對物質(zhì)性能的研究與材料的選用案例1.問題情境、任務(wù)驅(qū)動2.設(shè)計3.制作4.測試5.改進(jìn)設(shè)計一款運動飲水瓶明確需求運動時飲水的特殊需求構(gòu)思（觀察、調(diào)查、體驗、分析）圍繞運動時飲水的特殊需求進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)想。（瓶口、瓶身、容量、材料、出水關(guān)水處理，美觀、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可行性等）繪制設(shè)計圖表達(dá)清楚產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸、制作方法、材料、連接方式、外觀等。

相對完整的工程設(shè)計要素呈現(xiàn)第9課設(shè)計師怎樣工作第10課不一樣的飲水瓶第11課功能的組合第12課材料的選擇第13課雨傘的改進(jìn)第14課大自然的啟示第15課巧改廢棄物第16課技術(shù)進(jìn)步與設(shè)計創(chuàng)新初步了解設(shè)計的基本流程“滿足需求”和“初步構(gòu)思”“繪制設(shè)計圖”，創(chuàng)意設(shè)計之組合法“測試和評價樣品”；設(shè)計考慮因素之材料改進(jìn)產(chǎn)品；創(chuàng)意設(shè)計之改進(jìn)法嘗試仿生設(shè)計；創(chuàng)意設(shè)計之仿生法學(xué)為所用；設(shè)計考慮因素之環(huán)境粵教版六下第二單元《小小設(shè)計師》各課“明暗線”設(shè)計考慮因素之技術(shù)科學(xué)探究和工程實踐的價值學(xué)習(xí)科學(xué)探究是為了掌握一種認(rèn)識自然界事物的方法和求實的科學(xué)精神；學(xué)習(xí)工程實踐是為了掌握如何運用所學(xué)知識系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地解決問題的方法。工程技術(shù)是高階思維能力培養(yǎng)的載體引入工程可以縮短學(xué)習(xí)與職場的“距離”STEM是最自然的課程整合方式STEM教育就是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)整合在一起的教育，是在科學(xué)教育基礎(chǔ)上融入其他課程的教育。科學(xué)試圖理解自然世界，收集實證經(jīng)驗以及基于證據(jù)測試想法技術(shù)（產(chǎn)品和過程）源于工程設(shè)計來滿足人類需求工程用科學(xué)和數(shù)學(xué)知識來設(shè)計產(chǎn)品和過程從而滿足社會需要數(shù)學(xué)試圖通過邏輯證明來解釋模式和關(guān)系STEM教育校內(nèi)的STEMM真實世界中的STEMMSTESTESTEM勞作課基于項目或某個情境，綜合運用各科知識、技能，進(jìn)行設(shè)計與制作來解決問題按照操作說明，完成某種作品制作在活動中構(gòu)建學(xué)科概念、跨學(xué)科概念，創(chuàng)新能力、解決實際問題的能力強(qiáng)調(diào)進(jìn)行物品制作技能訓(xùn)練、缺少創(chuàng)新和解決問題的