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(shí)驗(yàn)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(shì)的背景:競(jìng)爭(zhēng)（國(guó)家之間、企業(yè)之間）互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代（獲取信息、創(chuàng)造新信息的便捷）對(duì)真實(shí)情境中解決問(wèn)題能力的重視對(duì)高階思維能力的重視……一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景美國(guó)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(píng)估資訊的準(zhǔn)確度、可靠度進(jìn)一步解決真實(shí)世界的問(wèn)題組織資訊成為有用的知識(shí)一、課程標(biāo)準(zhǔn)修訂背景美國(guó)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(shí)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(shí)和適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)的能力，而不是某一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科知識(shí)和能力。二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)1.小學(xué)一年級(jí)開(kāi)始設(shè)置科學(xué)課（2017年秋季），符合國(guó)際科學(xué)教育的大勢(shì)2001年之前，低年級(jí)有單獨(dú)的科學(xué)課程；2001版課標(biāo)頒布后，1-2年級(jí)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(jí)單獨(dú)開(kāi)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(diǎn)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(shí)及其對(duì)社會(huì)與個(gè)人的影響，知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，樹(shù)立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的運(yùn)用它們處理實(shí)際問(wèn)題、參與公共事務(wù)的能力。二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(mén)基礎(chǔ)性課程是一門(mén)實(shí)踐性課程是一門(mén)綜合性課程學(xué)科地位學(xué)科特點(diǎn)二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)2001版實(shí)驗(yàn)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(shí)以探究為核心滿足社會(huì)和學(xué)生雙方面的要求應(yīng)具有開(kāi)放性評(píng)價(jià)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(diǎn)2001版實(shí)驗(yàn)稿科學(xué)探究情感態(tài)度與價(jià)值觀科學(xué)知識(shí)2017版修訂稿科學(xué)知識(shí)科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境5.課程目標(biāo)新增一個(gè)維度，與國(guó)際科學(xué)教育接軌對(duì)待1.科學(xué)學(xué)習(xí)……2.科學(xué)……3.自然……4.對(duì)待科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系……探究興趣實(shí)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(huì)的聯(lián)系人類(lèi)與自然的關(guān)系二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)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(shí)，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(dòng)的方法，幫助孩子們建立一個(gè)完整的對(duì)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(duì)一定距離以外的其他物體產(chǎn)生作用。3.改變一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)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(shí)，會(huì)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(guò)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(yáng)系只是其中一個(gè)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為此它們經(jīng)常需要依賴(lài)其他生物或與其他生物競(jìng)爭(zhēng)。9.生物體的遺傳信息會(huì)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(gè)或多個(gè)原因。12.科學(xué)上給出的解釋、理論和模型都是在特定的時(shí)期內(nèi)與事實(shí)最為吻合的。13.科學(xué)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)可以用于開(kāi)發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，為人類(lèi)服務(wù)。14.科學(xué)的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)對(duì)倫理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治產(chǎn)生影響。——摘自《科學(xué)教育的原則和大概念》

美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NextGenerationScienceStandards，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“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(yùn)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(shí)組織成連貫的、條理清晰的基于科學(xué)的對(duì)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(jí)在科學(xué)方面最重要的課程、教學(xué)和評(píng)測(cè)內(nèi)容的功能。涉及4個(gè)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(yùn)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(mén)學(xué)科或工程領(lǐng)域的具有明顯重要性的概念，或是一個(gè)具體學(xué)科知識(shí)組織中的關(guān)鍵概念能提供對(duì)于理解和研究更復(fù)雜概念和解決問(wèn)題的關(guān)鍵工具能與學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，或能連接需要科學(xué)和技術(shù)知識(shí)的社會(huì)或個(gè)人問(wèn)題通過(guò)增加深度和復(fù)雜性，能在持續(xù)的多個(gè)年級(jí)中教和學(xué)1617二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)

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(gè)主要概念，再把每一個(gè)主要概念分解為75個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，每一個(gè)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(gè)）——學(xué)習(xí)內(nèi)容（75個(gè)）——學(xué)習(xí)目標(biāo)（206個(gè)）2001版實(shí)驗(yàn)稿科學(xué)探究情感態(tài)度與價(jià)值觀生命世界物質(zhì)世界地球與宇宙一級(jí)標(biāo)題——二級(jí)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為此它們經(jīng)常需要依賴(lài)其他生物或與其他生物競(jìng)爭(zhēng)。生物體的遺傳信息會(huì)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(lái)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(jí)（低）3～4年級(jí)（中）5～6年級(jí)（高）8.1植物具有獲取和制造養(yǎng)分的結(jié)構(gòu)。說(shuō)出植物需要水和陽(yáng)光以維持生存和生長(zhǎng)。描述植物一般由根、莖、葉、花、果實(shí)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(yáng)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(lái)維持自身的生存二、修訂稿的主要變化和特點(diǎn)7.以學(xué)習(xí)進(jìn)階的思想分段設(shè)計(jì)是近幾年美國(guó)科學(xué)教育中的新概念；是對(duì)學(xué)生們?cè)谝粋€(gè)較大時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和研究某一主題時(shí)，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(kāi)的一系列由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。類(lèi)似于學(xué)習(xí)進(jìn)程呈現(xiàn)螺旋式上升的趨勢(shì)。起點(diǎn)中間水平a終點(diǎn)中間水平b中間水平c……要素：起點(diǎn)、中間水平、終點(diǎn)植物可以吸收陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能原子水平變化：太陽(yáng)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(diǎn)267.以學(xué)習(xí)進(jìn)階的思想分段設(shè)計(jì)按照低、中、高三個(gè)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(diǎn)278.融入工程學(xué)教育內(nèi)容。首次在我國(guó)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(diǎn)關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程

工程：人類(lèi)為實(shí)現(xiàn)自己的需要，對(duì)已有的物質(zhì)材料和生活環(huán)境加以系統(tǒng)性的開(kāi)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(jì)。

技術(shù)：對(duì)科學(xué)加以巧妙運(yùn)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(lèi)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(yùn)用科學(xué)、技術(shù)和工程，人類(lèi)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(shí)踐科學(xué)探究8個(gè)要素提出問(wèn)題作出假設(shè)制訂計(jì)劃搜集證據(jù)處理信息得出結(jié)論表達(dá)交流反思評(píng)價(jià)——2017版修訂稿科學(xué)與工程實(shí)踐解釋數(shù)據(jù)6.建構(gòu)解釋?zhuān)O(shè)計(jì)解決方案、評(píng)價(jià)和交流信息——美國(guó)《中小學(xué)科學(xué)教育的框架》提出問(wèn)題或確認(rèn)需求設(shè)計(jì)和使用模型調(diào)查方案或解決方案的計(jì)劃與實(shí)施分析和解讀數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)與計(jì)算思維進(jìn)行思考構(gòu)建解釋或設(shè)計(jì)解決方案依據(jù)證據(jù)的論證獲取、評(píng)價(jià)、交流信息科學(xué)關(guān)于科學(xué)探究和工程實(shí)踐提出問(wèn)題或確認(rèn)需求設(shè)計(jì)和使用模型調(diào)查方案或解決方案的計(jì)劃與實(shí)施分析和解讀數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)與計(jì)算思維進(jìn)行思考構(gòu)建解釋或設(shè)計(jì)解決方案依據(jù)證據(jù)的論證獲取、評(píng)價(jià)、交流信息關(guān)于科學(xué)探究和工程實(shí)踐技術(shù)與工程科學(xué)探究活動(dòng)是為了解釋關(guān)于某個(gè)現(xiàn)象的問(wèn)題，例如“天空為什么是藍(lán)色的”或“為什么杯子里的熱水會(huì)變涼”，學(xué)生的主要任務(wù)在于認(rèn)識(shí)和解釋科學(xué)概念；工程實(shí)踐活動(dòng)則是解決一個(gè)由困難、需要或期望所引發(fā)的問(wèn)題。例如“如何用LED燈設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)其的利用，解決遇到的問(wèn)題。關(guān)于科學(xué)探究和工程實(shí)踐關(guān)于科學(xué)探究與工程實(shí)踐科學(xué)探究?jī)?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(guò)程。目的：科學(xué)探究的目標(biāo)是探尋和認(rèn)識(shí)自然界中的因機(jī)制果探究過(guò)程：思考技能：?jiǎn)栴}類(lèi)型：是什么？怎么樣？為什么？

科學(xué)探究過(guò)程

提出簡(jiǎn)單問(wèn)題

作出相關(guān)研究計(jì)劃與他人交流研究過(guò)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(shí)組織收集到的資料，并進(jìn)行解釋運(yùn)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(jué)與描述自然現(xiàn)象因果問(wèn)題的技能覺(jué)察、產(chǎn)生和敘述另有假說(shuō)和理論的技能產(chǎn)生邏輯預(yù)測(cè)的技能計(jì)劃和實(shí)施控制實(shí)驗(yàn)測(cè)試假說(shuō)的技能收集、組織和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與相關(guān)資料的技能作出和運(yùn)用合理結(jié)論的技能工程實(shí)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(lái)系統(tǒng)地解決復(fù)雜問(wèn)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(lèi)生活中的各種實(shí)際問(wèn)題。工程設(shè)計(jì)的過(guò)程：工程思維（設(shè)計(jì)思維）的技能：?jiǎn)栴}類(lèi)型：做什么、怎么做更好關(guān)于科學(xué)探究和工程實(shí)踐確定問(wèn)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(jì)流程設(shè)計(jì)（工程）思維洞察、創(chuàng)造、實(shí)施系統(tǒng)思維人性化思維相似性思維……特點(diǎn)：規(guī)劃性系統(tǒng)性實(shí)踐性科學(xué)性與藝術(shù)性成本和可靠性科學(xué)實(shí)踐科學(xué)探究技術(shù)工程實(shí)踐類(lèi)型1.提出問(wèn)題(科學(xué))或確認(rèn)需求（技術(shù)）2.設(shè)計(jì)和使用模型3.調(diào)查方案或解決方案的計(jì)劃與實(shí)施4.分析和解讀數(shù)據(jù)5.運(yùn)用數(shù)學(xué)與計(jì)算思維進(jìn)行思考6.構(gòu)建解釋?zhuān)茖W(xué)）或設(shè)計(jì)解決方案（技術(shù)）7.依據(jù)證據(jù)的論證8.獲取、評(píng)價(jià)、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(shí)踐科學(xué)探究和工程實(shí)踐的聯(lián)系接續(xù)關(guān)系——例如：科學(xué)家研究的問(wèn)題是：空氣是如何流動(dòng)的，空氣流動(dòng)又是如何影響氣候的，等等。工程師研究的問(wèn)題是：如何實(shí)現(xiàn)人工降雨、如何利用風(fēng)能發(fā)電。包含關(guān)系——例如：對(duì)物質(zhì)性能的研究與材料的選用案例1.問(wèn)題情境、任務(wù)驅(qū)動(dòng)2.設(shè)計(jì)3.制作4.測(cè)試5.改進(jìn)設(shè)計(jì)一款運(yùn)動(dòng)飲水瓶明確需求運(yùn)動(dòng)時(shí)飲水的特殊需求構(gòu)思（觀察、調(diào)查、體驗(yàn)、分析）圍繞運(yùn)動(dòng)時(shí)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(jì)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(duì)完整的工程設(shè)計(jì)要素呈現(xiàn)第9課設(shè)計(jì)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(jì)創(chuàng)新初步了解設(shè)計(jì)的基本流程“滿足需求”和“初步構(gòu)思”“繪制設(shè)計(jì)圖”，創(chuàng)意設(shè)計(jì)之組合法“測(cè)試和評(píng)價(jià)樣品”；設(shè)計(jì)考慮因素之材料改進(jìn)產(chǎn)品；創(chuàng)意設(shè)計(jì)之改進(jìn)法嘗試仿生設(shè)計(jì)；創(chuàng)意設(shè)計(jì)之仿生法學(xué)為所用；設(shè)計(jì)考慮因素之環(huán)境粵教版六下第二單元《小小設(shè)計(jì)師》各課“明暗線”設(shè)計(jì)考慮因素之技術(shù)科學(xué)探究和工程實(shí)踐的價(jià)值學(xué)習(xí)科學(xué)探究是為了掌握一種認(rèn)識(shí)自然界事物的方法和求實(shí)的科學(xué)精神；學(xué)習(xí)工程實(shí)踐是為了掌握如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地解決問(wèn)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(chǎng)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?？茖W(xué)試圖理解自然世界，收集實(shí)證經(jīng)驗(yàn)以及基于證據(jù)測(cè)試想法技術(shù)（產(chǎn)品和過(guò)程）源于工程設(shè)計(jì)來(lái)滿足人類(lèi)需求工程用科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品和過(guò)程從而滿足社會(huì)需要數(shù)學(xué)試圖通過(guò)邏輯證明來(lái)解釋模式和關(guān)系STEM教育校內(nèi)的STEMM真實(shí)世界中的STEMMSTESTESTEM勞作課基于項(xiàng)目或某個(gè)情境，綜合運(yùn)用各科知識(shí)、技能，進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作來(lái)解決問(wèn)題按照操作說(shuō)明，完成某種作品制作在活動(dòng)中構(gòu)建學(xué)科概念、跨學(xué)科概念，創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)題的