前言

　　目标一　科学调查

　　目标二　 生命与生命过程

　　目标三 　材料及其性质

　　目标四 　物理过程

　　英国议会于1988年通过了《教育改革法》，其最重要的内容之一就是为英格兰和威尔士的所有公立学校规定了统一的课程设置标准，即“全国学校课程”，从而结束了英国中、小学在课程设置上各自为政的混乱状态。在“全国学校课程”中，科学课的地位大为提高，与英语和数学并列为三大核心课程，所有5～16岁的儿童都必须接受法定的科学教育。科学课的教学内容也与传统的内容有所不同，除将物理、化学、生物一体化外，还加入了地球科学、天文学、信息技术、微电子学，以及环境科学、卫生教育和经济学的某些内容。此外，科学课的大纲比以往的科学教程更加强调对重要科学概念的理解与应用，以及对学生科学调查能力的培养。

　　“全国学校课程”将 5～ 16岁的儿童分为四个教育阶段： 5～7岁为第一阶段，7～11岁为第二阶段，11～14岁为第三阶段，14～16岁为第四阶段。第一、二阶段为小学，第三、四阶段为中学。

　　每门课程的大纲都设有若干个目标，这些目标表明了在每一教育阶段的结束对不同能力及成熟程度的学生所期望达到的知识、技能与理解力。1989年公布的科学课大纲有17个目标，但1991年公布的新科学课大纲又对先前的17个目标作了调整与修改，最后定为4个目标。

　　每个目标又分为10级，每一级规定了详细的内容。“全国学校课程”为每门课程的每一教育阶段划分了相应的级别范围。科学课中，第一阶段为1～3级，第二阶段为2～5级，第三阶段为3～7级，第四阶段为4～10级。在每一教育阶段结束时，绝大多数学生应进入相应范围，大部分应处于该范围的中间状态。

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下面介绍大纲的具体内容。

目标一　科学调查

　　学生应在智力与实践方面发展探索、调查科学世界的能力，并应发展对科学现象、解释这些现象的理论的性质以及进行科学调查的过程的理解。这需要通过一系列活动来实现，这些活动应逐步系统化、定量化，其过程既取决于也发展了学生不断增长的科学知识与理解力。这些活动还应有助于提高学生计划与实行调查的各种能力，这包括以下几个方面：

　　（l）提出问题，作出预言与假设的能力。

　　（2）观察、测量及操作变量的能力。

　　（3）解释结果并评价科学证据的能力。

　　第一级

　　能对熟悉的材料和事物进行观察。

　　第二级

　　（1）能提出“什么样？”、“为什么？”、“假如……会发生什么？”这一类的问题，给出各种想法和预言。

　　（2）能作一系列相关的观察。

　　（3）能利用观察结果说明结论，并将观察结果与预想情况相比较。

　　第三级

　　（1）能对某些日常事物（可以进行测试的）提出问题、想法及预言。

　　（2）能进行密切观察，并利用一些适当的工具作定量化的测量。

　　（3）能认识到若他们所作的不是公正测试，则结论就可能是毫无意义的。

　　（4）能区分什么是对观察现象的一般描述，什么是对事物发生过程与发生原因的简单解释。

　　第四级

　　（1）能联系已有的知识，对一些能进行调查的事物提出问题、想法及预言。

　　（2）能选择并利用适当的仪器测量体积、温度之类的物理量，实行公正测试。

　　（3）能将观察到的一些典型情况和结果与原先的问题、想法及预言进行比较，作出初步结论。

　　第五级

　　（l）能在运用科学理论、科学知识及理解的基础上提出假设。

　　（2）能选择每个变量的范围，以保证测量能产生有意义的结果。

　　第六级

　　（1）能利用科学理论或已有的科学知识和理解来推断一些连续变量之间的关系。

　　（2）对某个事物能考虑哪些因素与之有关，哪些是关键变量，对哪些变量要进行控制（或给于注意），并能作比较精细的定性或定量测量。

　　（3）能利用测量结果作出初步结论，解释变量之间的关系，并采用某种方式来解释这些结果。

　　第七级

　　（1）能利用科学理论或已有的科学知识及理解推测一组变量的相关性。

　　（2）能操纵或注意两个或两个以上独立变量的相关效应。

　　（3）能利用观察到的现象或实验结果作出结论，这些结论应能表明这些独立变量的相关性，并能解释所获证据的局限性。

　　第八级

　　（1）能利用科学理论或已有的科学知识及理解作出定量推测和调查的总计划。

　　（2）会选择和利用能达到预期精度的仪器设备。

　　（3）能根据调查工作的每一部分对总结论所作的贡献对它们给出公正评价。

　　第九级

　　（1）能应用某种科学理论作定量推测并组织对有效、可靠数据的收集。

　　（2）能系统地利用一定范围内的调查技术来判断所涉及因素间的相关性。

　　（3）能采用一些复杂的关系形式来分析和解释所获得的数据，但这些关系形式又必须是恰如其分的，能表现出对证据的不确定性及结论的试验性的认识。

　　第十级

　　（1）能利用已有的科学知识和对一些定律、理论或模型的理解去发展某些假说，以寻求对一些已学过的事物行为的解释。

　　（2）能收集足够有效和可靠的数据以便对某定律、理论或模型提出批评性评价。

　　（3）能利用并分析所获数据，在能对所观察现象进行解释的范围内，对该定律、理论或模型作出评价。

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目标二　生命与生命过程

　　学生应发展下列知识与理解：

　　（1）生命过程与生物的组织。

　　（2）变异、遗传机制与进化论。

　　（3）人口及人类对生态系的影响。

　　（4）能量流动与生态系中物质的循环。

　　第一级

　　（1）能知道人体和开花植物主要外部器官的名称。

　　（2）知道生物品种繁多，其中包括人类。

　　第二级

　　（1）知道动、植物需要一定的条件赖以生存。

　　（2）能根据一些明显的特征对常见的生物作粗略的归类。

　　（3）知道不同种类的生物发现于不同的地方。

　　（4）知道某些废弃的材料会自然腐烂，但要经历不同的时间过程。

　　第三级

　　（1）知道人类与其他动物所共有的生命过程。

　　（2）知道人类活动有可能改变环境，从而影响动、植物的生存。

　　（3）知道绿色植物需要光来维持生命，保持强壮。

　　第四级

　　（1）知道人体与开花植物主要器官的名称和位置。

　　（2）能利用一些关键的、明显的特征对动、植物作大致分类。

　　（3）懂得动、植物在某个环境中能否生存取决于对不充分资源的成功竞争。

　　（4）理解食物链是表示生态系中喂食关系的一种方式。

　　第五级

　　（1）知道哺乳动物与开花植物主要器官和器官系统的名称及大致功能。

　　（2）了解有关基因遗传方式的信息。

　　（3）了解环境污染如何影响生物的存活。

　　（4）了解腐烂过程中的关键因素。

　　第六级

　　（1）能将动、植物细胞的结构与其功能相联系。

　　（2）了解生命体在自然环境中被选择生存的方式。

　　（3）知道生命体的变异有遗传和环境双重原因。

　　（4）理解在食与被食关系中生物数量的变化。

　　（5）知道在生物圈中某些物质的平衡可以依靠它们的循环来维持。

　　第七级

　　（1）了解动物的运动、呼吸、生长、繁殖、排泄、吸收和感觉等生命过程。

　　（2）了解绿色植物的光合作用、呼吸与繁殖等生命过程。

　　（3）了解优育如何改进产出率并产生经济效益。

　　（4）知道生物数量的变化与环境的关系。

　　（5）理解数字金字塔与生物量金字塔。

　　第八级

　　（1）能够描述动、植物与人类胚胎是如何维持内部环境的。

　　（2）知道遗传信息是如何通过细胞分裂在细胞；司传递并代代相传的。

　　（3）理解显性与隐性等位基因的单纯基因杂交原理。

　　（4）懂得人类活动对地球的巨大影响与人口量、经济因素及工业需求等原因有关。

　　（5）了解微生物和其他生物在腐烂过程和养料循环中的作用。

　　第九级

　　（1）能解释哺乳动物如何通过神经和激素的控制来协调身体的活动。

　　（2）懂得遗传变异的不同原因。

　　（3）理解生物的变异、自然选择和成功繁殖之间的关系，以及这些关系对进化论的意义。

　　（4）理解与生物圈中某重大变化有关的基本科学原理。

　　（5）了解生长所需要的物质以及能量在生态系中的转换。

　　第十级

　　（1）了解自动调节功能与代谢过程如何有助于维持生物的体内环境。

　　（2）懂得DNA如何采用基本代码的方式复制和控制蛋白质的合成。

　　（3）理解遗传工程的基本原理、优育与无性繁殖，以及由此产生的社会和伦理问题。

　　（4）懂得食品生产会涉及到生态系的管理，需要提高能量转换率，并且这种管理必须具有保护责任。

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目标三　材料及其性质

　　学生应发展下列知识与理解：

　　（1）材料的属性、分类与结构。

　　（2）材料性质的解释。

　　（3）化学变化。

　　（4）地球和大气层。

　　第一级

　　能描述常见材料的简单性质。

　　第二级

　　（1）能按照明显的特征将材料归类。

　　（2）知道对日常材料的加热与冷却会使它们熔化或凝固，甚至产生永久性变化。

　　第三级

　　（l）能将一些常见材料的用途与它们的简单性质相联系。

　　（2）知道某些材料是天然生成的，而许多材料是由原始材料加工制成的。

　　（3）理解建筑物和岩石上发生的一些风化效应。

　　第四级

　　（1）能根据与材料用途有关的简单性质将材料归于固体、液体或气体。

　　（2）知道不同来源的材料可以通过化学反应变为有用的新材料。

　　（3）知道燃料的燃烧能释放能量，也产生废气。

　　（4）知道如何用对温度、雨量、风速和风向的测量来描述天气。

　　（5）知道风化、侵蚀和水土流失形成了沉积及各种类型的土壤。

　　第五级

　　（l）知道如何利用物理过程分离与提纯混合物的成分。

　　（2）能利用指示剂确定水溶液的酸、碱性或中性。

　　（3）理解生锈和燃烧都属于氧化反应。

　　（4）理解某些物理过程中的水循环。

　　第六级

　　（1）能利用简单的化学和物理性质区分金属元素与非金属元素，混合物与化合物。

　　（2）能以简单的粒子观点理解固体、液体与气体之间的物理区别。

　　（3）理解氧化过程（包括燃烧）实质上就是与氧生成氧化物的反应。

　　（4）在金属活泼性顺序表的基础上认识金属性质的变化，并作进一步的推断。

　　（5）知道化学反应分为吸热反应和放热反应。

（6）知道电解过程中发生的明显现象。

（7）懂得不同的气流带来不同的气象，这与气流所经过的陆地和海洋有关。

　　（8）懂得火成岩、水成岩和金属矿石形成的科学过程，以及这些过程所经历的大约时间。

　　第七级

　　（1）能将各类材料的性质与它们的日常用途相联系。

　　（2）知道周期表中的每一族元素具有相似性质，这些性质决定于它们的电子结构。

　　（3）从粒子间距与运动的角度理解相变（包括伴随的能量变化）、混合及扩散过程。

　　（4）掌握气体体积、压强、温度之间的关系。

　　（5）从原子、离子和分子的角度理解元素、化合物、混合物之间的区别。

　　（6）懂得影响化学反应速度的因素。

　　（7）能将化学知识和对化学原理的理解与生产过程和日常现象相联系。

　　（8）懂得某些天气现象如何来自于能量转变过程。

　　第八级

　　（1）能将各类材料的性质与它们的日常用途相联系。

　　（2）知道周期表中的每一族元素具有相似性质，这些性质决定于它们的电子结构。

　　（3）从粒子间距与运动的角度理解相变（包括伴随的能量变化）、混合及扩散过程。

　　（4）掌握气体体积、压强、温度之间的关系。

　　（5）从原子、离子和分子的角度理解元素、化合物、混合物之间的区别。

　　（6）懂得影响化学反应速度的因素。

　　（7）能将化学知识和对化学原理的理解与生产过程和日常现象相联系。

　　（8）懂得某些天气现象如何来自于能量转变过程。

　　第九级

　　（1）理解元素的性质如何决定于它们的电子结构及周期表中的位置。

　　（2）理解放射性衰变的实质，半衰期与放射性物质用途之间的关系。

　　（3）能定量解释化学方程式。

　　（4）能利用来自一定渠道的科学信息，从社会、卫生、安全及环境的角度来评价某个大工业生产。

　　（5）能运用适当的科学概念解释产生各种天气现象的大气层变化。

　　（6）能以简单的方式对地球内部层状结构的证据给以描述和解释。

　　第十级

　　（l）能利用不同材料的性能数据估计它们的用途。

　　（2）能从化学键被形成和破坏过程中能量转换的角度来理解化学反应。

（3）能将金属、陶瓷、玻璃、塑料和纤维的性质与它们结构的简单模型相联系。

　　（4）能定量解释电解过程。

　　（5）了解板块结构理论，以及它对岩层演变原因的解释。

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　　目标四　物理过程

　　学生应发展下列知识与理解：

　　（1）电与磁。

　　（2）能源与能量转换。

　　（3）力及其效应。

　　（4）光与声。

　　（5）地球在宇宙中的位置。

　　第一级

　　（1）知道许多家用设备是用电的，但不正确的使用是危险的。

　　（2）懂得推与拉可以使物体移动。

　　（3）知道声音和光的简单性质。

　　（4）能描述太阳在空中的运动情况。

　　第二级

　　（1）知道磁铁能吸引某些材料，但不吸引其他材料，磁铁还能相互排斥。

　　（2）懂得冷和热是相对于它们本身体温的概念。

　　（3）理解推和拉可以使物体开始、加快、减慢或停止运动。

　　（4）知道地球、太阳、月亮是相隔一定距离的球体。

　　第三级

　　（1）知道要使电器工作需要完整的电路。

　　（2）了解家庭中使用的一些燃料。

　　（3）理解力可以影响物体的位置、运动情况及形状。

　　（4）知道光和声可以被反射。

　　（5）知道月亮的外形和太阳的高度作规则的周期性变化。

　　第四级

　　（1）能构成含有一定数量元件并用开关进行控制的电路。

　　（2）懂得物体做功就会涉及能量转换。

　　（3）知道几个力可以作用在同一物体上，并作用于不同方向。

　　（4）知道光的传播比声音快。

　　（5）能从地球绕太阳运动的角度来解释白天与夜晚、一天和一年的概念。

　　第五级

　　（1）知道怎么利用开关、继电器、可变电阻、传感器和逻辑电路来解决简单问题。

　　（2）理解任何过程中都有能量转换，并能认识某些设备中的转换。

　　（3）理解可再生能源与非可再生能源的区别，及燃料经济意识的重要性。

　　（4）知道作用在物体上的合力的大小与方向会影响物体的运动。

　　（5）懂得光的反射如何使物体能被看见。

　　（6）知道声音由振动物体产生，以波的形式传播。

　　（7）能描述太阳系中行星的运动情况。

　　第六级

　　（l）理解电流、电压和电阻间的定量关系。

　　（2）理解能量守恒定律。

　　（3）理解太阳是地球至为重要的能源。

　　（4）理解作用力、作用面积及压强的关系。

　　（5）理解速度、距离与时间的关系。

　　（6）知道声波的响度与振幅、音调与频率之间的关系。

　　（7）知道太阳系是某星系的一部分，而该星系又是一个更大的系统（宇宙）的一部分。

　　第七级

　　（l）理解电流的磁效应及其在某些常用设备中的应用。

　　（2）懂得能量如何通过传导、对流和辐射的方式被传递。

　　（3）运用效率的定义评价各种减少无用能耗的方法。

　　（4）理解力、距离、功、功率及时间之间的定量关系。

　　（5）理解力矩定律。

　　（6）能利用光的波动模式解释光在平面上的折射。

　　（7）知道任何质量之间都存在引力，引力大小随距离增大而减小。

　第八级

　　（1）能解释电路中的电荷流动和能量转换。

　　（2）能运用内能变化与温度变化之间的定量关系。

　　（3）理解力、质量与加速度的定量关系。

　　（4）理解速度、频率与波长的定量关系。

　　（5）能解释振动系统的共振现象及其利弊。

　　（6）能利用太阳系或其他星系的数据推测宇宙中其他星球的情况。

　　第九级

　　（l）掌握电量、电流强度、电压、电阻及电功率的定量关系。

　　（2）能利用定量的间接资料评价各种能源的经济、环境及社会效益。

　　（3）掌握质量、重量、势能、动能和功的定量关系。

　　（4）能将电磁波谱中主要区域的物理性质与它们的效应及用途相联系。

　　（5）能将引力理论应用于卫星的运动。

　　第十级

　　（1）理解电磁感应原理。

　　（2）懂得许多过程中能量会在周围环境中耗散，使提高能量转换效率的可能性减小。

　　（3）理解动量概念及守恒定律。

　　（4）能从电磁辐射的实质去理解干涉、衍射与偏振现象。

　　（5）能将一些流行的关于宇宙起源和未来的学说与天文学上的证据相联系。

　　伴随这四个目标，"全国学校课程"还为科学课制定了学习计划，给出了每一教育阶段详细的课程内容及进程安排。由于篇幅关系，本文不能作详细介绍。但学习计划自始至终强调了一个总原则：交流、应用、调查、运用科技知识与思想对一定条件下的情况作出判断，以及对科学思想的性质与历史的了解，是学习科学的基本要素。

(本文摘自 常初芳著《国际科技教育进展》第138-150页。)

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