序 言

　　《面向21世纪上海市小学自然学科教育改革行动纲领》（以下简称《行动纲领》），是受上海市教育委员会委托编制的一份研究报告。
　　本行动纲领主要依据《中共中央关于教育体制改革的决定》、《中国教育改革和发展纲要》、《中华人民共和国教育法》和《中共中央、国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》等文件精神，在认真总结改革开放以来本市小学科学教育历次教改的经验和对现状进行充分调查和深入研究的基础上，汲取近年来国内外政府机构、国际组织、研究单位和专家学者在小学科学教育方面的实践经验和理论研究成果而编制的。
　　（一） 小学自然学科教育的意义和任务
　　当今世界，科学知识更新的速度越来越快，科学知识转化为生产力的周期越来越短，国与国之间的经济竞争日趋激烈。这种竞争在本质上是综合国力的竞争，并集中地表现在科学技术领域的竞争，而科技竞争的基础是国民的科学素质。科学素质的培养取决于教育，谁在科学教育方面领先，谁就将在21世纪处于战略主动地位。
　　上海，作为我国最发达的城市和世界著名的大都市，它要求每个公民都必须具备良好的科学素质，具有终身学习的能力，并能运用自己的创新精神和创造能力不断地迎接新的挑战。按照上海市“科教人市”战略，建立具有先进水平和上海特点的中小学科学学科教育体系，不仅是上海市建设一流教育的重要组成部分，也是培养新世纪人才和把上海市建设成为现代化的国际经济中心城市的客观需要。
　　年处6至11岁的小学生阶段是进行科学启蒙教育的重要时期。此时培养并逐步发展小学生对科学的兴趣、初步的创新意识和观察、实践的能力，以及正确的思维方式和实事求是的学风等，都将对其终身发生深远影响。小学自然学科教育作为中小学科学教育的重要组成部分，承担着培养学生科学素质的入门教育的任务。
　　（二） 小学自然学科教育的性质
　　小学自然学科是对小学生进行科学启蒙教育的综合性学科，是对小学生进行科学教育的主渠道，是小学基础教育中的一门基础型课程。
　　本学科具有以下一些特性：
　　 1、 基础性
　　本学科是在儿童的生活经验和认知能力的基础上，以他们最常见的自然现象和科学技术为学习和探究的对象，以人类积累的、儿童可接受的最基础和最需要的自然科学知识、方法和态度为教学内容，通过启蒙教育，激发学生对科学的热爱，培养学生学科学、用科学的基本能力，为他们进入中学学习理科知识作好准备。同时，为他们终身接受科学教育奠定基础。
　　 2、趣味性
　　兴趣是一种重要的心理倾向，它在需要的基础上产生，在生活和实践过程中形成与发展。小学自然学科教育采用“寓教于乐”的教学方式，让学生在玩中学、做中学、想中学和用中学，从中体验探究自然的乐趣。
　　 2、 实践性
　　人的科学素质是在认识自然、改造自然的过程中形成和发展起来，与人的实践活动和社会生活有密切的联系。因此，在小学科学启蒙教育中，特别强调开展观察、实验和考察等多种实践活动，让学生通过亲身经历科学探究的过程，领悟科学方法及其价值，发现科学事实其规律。这不仅是学生智能开展的需要，也是学生逐渐养成科学态度，培养创新意识和提高实践能力的需要。
　　 3、 综合性
　　作为科学研究的对象，自然界本身是一个综合体。因此，作为科学启蒙教育的学科应当反映其综合性的本质属性。同时，科学教育本身既是学习科学知识和掌握科学方法的教学活动，更是训练科学思维方式、培养科学意识和形成正确的科学态度的综合实践活动。所以，科学启蒙教育的要求和内容的综合化，有利于发展学生适应未来社会发展的综合能力。
　　 4、 开放性
　　科学的开放性和活动性要求科学启蒙教育不能局限于校内、课堂和课本，必须开放教育空间、拓宽教育渠道，进行开放式的教育活动。在教材方面，基于课本，但不局限于课本，可扩展到电子媒体以及支持性读物；在活动的时间和空间方面，不局限于课堂教学，应延伸到课外，及社会的实践活动；在教学形式、方法和手段方面，引导学生参与自主的实践活动，包括探索途径和方法等均可以灵活多样，为学生提供发展创造性思维和实践的机会。
　　 5、 发展性
　　不断创新和发展是现代科学技术的本质特征。小学科学启蒙教育要特别重视培养和不断发展学生的创新意识和实践能力，在引导学生探索自然奥秘的同时，鼓励学生积极思维，从而使学生逐步向善于观察、勤于思考、乐于提问和努力实践的方向发展。

一、回顾和现状

　　（一）课程改革的背景
　　科学教育的目标、内容、形式和方法，是随着各个时代的社会环境及生产力和科学技术的发展水平面而变化的。科学教育在各个时代有其不同的使命和特征。20世纪后半叶，随着社会、经济和科学技术的发展，人类对自然，尤其是对人与自然界之间关系的认识发生了很大变化，由此影响到对科学价值的认识。这些认识推动了国内外科学教育宗旨的转变，即从原来把掌握知识本身作为教育目的，逐步地演进为把知识作为教育载体，以掌握科学方法、培养科学态度、全面提高学生的科学素质为教育目的。具体表现在三个方面：第一，从单纯的讲授科学知识转为介绍科学知识获取的过程；第二，从强调知识传授转向注重科学方法训练和实践能力培养；第三，教学内容从认知领域拓展至情意领域，重视对科学态度，包括科学精神和科学价值观的培养。
　　（二） 课程改革的过程
　　上海市自改革开放以来，对小学科学教育进行了递进式的三次课程改革。
　　 ⑴ 自1979年起，在国内率先从小学一至六年级，开设了科技活动课，每周一节。当时设置该课的目的是加强对学生的科学教育，探索儿童早期科学教育的必要性、可行性和基本教学形式。这门课程，从18所学校的试点到全市推开，都受到了广大师生的欢迎，获得了显著的成效。在该阶段，编制了一套小学科技活动课教学参考资料，开发了一系列实施科技活动的配套制作材料。这些工作为下一阶段的改革，在教材、师资和学校设备等方面创造了条件。
　　 ⑵ 自1983年起，在国内率先从一年级起设置自然常识课和手工劳动课，并成为小学阶段实施科学教育的主要课程。在学科体系上，确立了自然常识学科知识新体系；在自然常识课文的体例方面，由叙述式改为调查式；在教法方面，强调开展在教师指导下的学生自行探索活动。这些成果为下一阶段的课程改革工作奠定了基础。
　　 ⑶ 自1989年起的课程教材改革，在教学内容方面建立了科学知识与科学方法的矩阵结构，强调科学知识、科学方法和科学态度“三位一体”的学科体系，加强了科学方法的训练；建立了以单元为教学单位的教学内容体系，不断地完善配套措施，创造了教与学的良好环境。
　　（三） 课程改革的成果
　　通过几次的课程教材改革，使本市小学自然学科教育的面貌发生了根本的变化，缩小了与国际先进水平的差距。主要表现为：
　　 ⑴ 小学科学教育的地位和作用被越来越多的人们所重视。从小学低年级开始对儿童实施早期科学教育已获得广泛的肯定。
　　 ⑵ 变革了学科体系。现行自然常识教材中的“三位一体”思想改变了传统的科学教育模式，推进了学科改革的进程。
　　 ⑶ 教学方法发生了根本变化。“寓教于乐”和“学生参与”的专利法与学法已被广泛采用，课堂气氛活跃。教学方法的改进激发了学生的学习兴趣，教学效果明显提高。
　　 ⑷ 一支基本稳定的教师队伍已经形成。其中，中青年骨干教师的素质普遍增强，教学能力不断提高。各级教研网络已经形成，教学理论的学习和研究受到重视。
　　 ⑸ 教具、学具系列的设计、开发和配置进展较快。各学校普遍设置了实验室。多媒体开始进入课堂，拓宽了学生的视野，丰富了教学内容，提高了教学质量。
　　（四） 存在的问题
　　 ⑴ 在教育观念方面。对培养学生的创新精神、实践能力和科学态度的重要性认识不充分，仍不同程度地存在着“重教轻学”、“重知识轻能力”和“重结论轻过程”的倾向。
　　 ⑵ 在课程设计方面。第一，纵横关系不够协调。纵向：“幼、小、中”的科学教育的教学目标和教学内容衔接不佳；横向：科学教育的门类多，自成系统，交叉重复。第二，受原学科知识体系束缚，反映现代科学新观念和新成果不够，与社会和生活联系不够紧密。第三，教材中有些科学方法采用显性方式表达，教学难度太大。由于过高地估计了小学生的认知水平和接受能力，过早地规范探究的方法和步骤，影响学生的学习主动性和积极性。第四，教材在情意领域方面的内容偏少。
　　 ⑶ 在教学活动方面。教学活动因受内容、课堂教学时间及空间和教师素质等因素限制，学生的自主活动空间狭小，参与程度不够，使学生科学素质的全面提高受到影响。
　　 ⑷ 在教学评价方面。教学评价的体系不完整，重对“教”的评价。在对“学”的评价中，科学方法和科学态度等方面尚未建立明确的可操作的评价指标、方法与标准。

二、科教育改革目标

　　科学教育的目标必须反映世界科学科技发展的新变革，跟上科学进步的步伐。当代学校科学教育的目标应是培养具有科学素质的一代新人，使之具有科学的思想方式、行为方式和学习方式，能适应未来社会的工作、生活及其变化和发展，并能在新的社会环境中作出贡献。这是设定中、小学科学学科教育改革目标的基本点。从这点出发，小学自然学科的改革总目标为：通过本次课程改革，建立具有国际水平的、适应21世纪发展的小学科学启蒙教育新体系，在教学观念、教学内容、教学方法和教学技术方面实现现代化，使全体学生的科学素质得到全面提高，满足学生进一步学习科学的需要。具体目标如下：
　　 1、 教学观念
　　根据“以学生发展为本”的指导思想，强调科学知识、科学方法和科学态度全面均衡发展，激励学生内在的学习自然科学的兴趣，引导学生主动参与和自主学习，从而培养他们以创新精神和实践能力为核心的科学素质。
　　 2、 教学内容
　　教学内容面向社会、面向生活，综合最基本的科学知识和科学方法，强调科学态度，包括科学精神和科学价值观，反映现代科学的新观念和新成果，同时必须与小学生的心理发展规律、学习阶段性和认知能力相适应。
　　 3、 教学方法
　　采用“发现”和“探究”为主的启发教学，引导小学生站在发现者的立场，通过亲自观察和实验，以及体验和思考，去发现事实和探究规律。教学活动的设计，既要面向全体学生的一般要求，又要满足具有不同个性和特长的学生的需要，允许学生按照自己的愿望和方法，通过不同的途径获得结果，让学生在学习上有较大的自由度。
　　 4、 教学技术
　　教学技术现代化。开发电子教材，采用声像媒体，推广计算机辅助教学。
　　本改革目标分两个阶段实施。至2003年的阶段目标如下：
　　 ⑴ 在确立现代教育观方面取得共识，改变“重教轻学”、“重知识轻能力”和“重结论轻过程”的状况。
　　 ⑵ 完成新教材的编写工作及电子教材、配套教具学具的同步开发。应用新教材的试点工作在2001年开始进行，于2003年从起始年级全面推行。
　　 ⑶ 完成对全市自然学科专职教师的新一轮培训，掌握新的教材和教法。
　　 ⑷ 各校完成与教材要求相适应的教学设施的配置工作。
　

三、 学科教学改革突破的要点

　　（一） 确立面向21世纪的小学自然学科教育目标体系
　　慎思20世纪80年代以来世界各国小学科学教育发展的共同趋势与我国小学科学教育改革的经验，面向21世纪的上海市小学自然学科教育的目标是：
　　 ⑴ 激发小学生对科学的好奇心和兴趣，培养良好的科学态度。
　　 ⑵ 使小学生关注周围的自然事物、环境、科技发展和人类进步。
　　 ⑶ 使小学生获得最基本的自然科学常识。
　　 ⑷ 使小学生初步掌握一些最简单的科学研究方法和最基本的操作技能。
　　 ⑸ 使小学生能应用所学内容对周围的简单问题作研究，解释常见的一些自然现象。
　　 ⑹ 培养小学生爱祖国、爱科学和爱大自然的情感。
　　根据上述目标，应当对原来“三位一体”的目标体系进行调整和发展。具体地说，小学阶段的科学教育要以激发学生学习科学的兴趣为先导，以科学知识为载体，以发现问题和初步解决问题的实践活动为切入口，开展以合理想象与全面联想为中心的思维活动，培养学生初步的科学探究能力和创新意识，从而达到在原有目标体系的基础上，向强调培养科学态度方面拓展，以适应现代社会发展的需要。
　　（二）优化教育内容
　　随着时代和科学的发展，应该把小学自然学科教育的重点放在学生学习和掌握知识的方法及途径上，使其科学兴趣得到激发，科学实践能力得以培养和持续发展，科学态度得以逐步形成。因此，第一，要在原来以提示自然事物和现象的基本属性和固有规律为主要教学内容的基础上，向现代应用科学和技术方面扩展，并强调这些内容与社会实践的联系。第二科学方法作为思维和行为的一般方式，蕴含着极大的智力价值，有助于培养学生的创造才华，是主要的教学内容之一。科学方法训练的内容及形式应寓于科学知识的获得以及解决问题的过程之中，并应根据具体方法的要求和学生认知能力，采用显性与隐性相结合，并以隐性为主的形式有序地组织，让学生在活动中亲自体会和领悟科学方法的内涵与价值。第三，采用直接的（如典型范例）和间接的（寓于知识和方法教学之中）两种方式，进行以“求实”、“创新”、“合作”和“进取”为核心内容的科学态度教育。
　　（三）构建由科学主题组成的学科框架
　　传统的科学教育特别强调传授科学家所建立的一套严谨有序的科学用语结构，这对小学科学教育来说不合适的。只有将科学置于人类生活环境之中，才能真正建立起科学与儿童之间的重要联系。因此，自然学科教育必须加强实践与应用环节，改变原来按科学知识体系和科学方法训练序列划分教学单元的组合方式，将科学方法的训练和科学态度的培养融入适合小学生认识能力的自然科学知识之中，并按从具体到抽象、简单到复杂的顺序，构建课程的内在逻辑，编辑诸如“我们生存的环境”、“我们周围常见的事物”、“周围事物的变化”等系列专题。每一专题由若干项形式多样、要求各异、逐层递进的活动组成，形成有序的知识、方法、态度三方面和谐统一的学科框架。
　　（四）制定科学的学科评价体系
　　面向21世纪的小学自然学科教育必须根据学科教育目标，构建“教”和“学”两方面的评价体系，规定易于理解、便于操作的合理的评价项目、指标、模型、方法和程序。这样，既能使学生在评价中看到自己的进步，激励学好科学的热忱；又有利于教师进行反馈调控，更好地对学生开展科学教育。

四、 对策和保障措施

　　（一） 深化课程教材改革
　　 1、 改革的原则
　　首先，小学自然学科教育是基础教育的一个重要组成部分，并与其他课程及其改革密切相关，互相联系、互相影响且互相制约。小学自然学科改革不是局部的、某个方面的改革。因此，要按照大科学教育观，注意科学教育改革的整体性、综合性和远期适应性。其改革应置于整个课程体系内予以策划，并就基础型课程、拓展型课程和研究型课程联系起来进行综合考虑，统筹安排。尤其要使它纵向与幼儿园和中学的科学教育课程，横向与相关课程之间，在教学目标、教学内容和教学要求等方面协调一致，相互衔接，形成整个中小学科学教育的系统，从而确保在各年级和各环节上高效率、高质量地提高学生的科学素质。为了实现这个目标，在当前，迫切需要建立系统的总的科学教育的标准（方案）。例如，科学教育的课程标准、科学教育内容标准和科学教育评价标准等。
　　其次，本次改革要在认真总结以前课程教材改革经验的基础上发展和创新，使继承性与发展性融为一体。
　　再次，要认真研究发达国家的教材，博采众长，为我所用，以加快改革的进程，与国际先进水平接轨，确保先进性。
　　最后，要充分考虑国情和市情，开发利用好学校现有资源，包括经费、设施和器材，以及师资力量，以确保改革的可行性。
　　 2、 教材改革设想
　　 ⑴ 教材内容选择
　　选择教材内容要体现前瞻性、科学性、综合性、趣味性、实用性和学生可接受性，充分考虑如下各因素：
　　 ① 要与儿童的认知发展规律和学习阶段性、发展性特征相适应，既顾及儿童的经验，又跟上时代步伐，符合国际上小学科学教育改革和发展的趋势。
　　 ② 要将必要的基础知识与儿童日常生活实际相结合，与现代科技的新知识和新成果相结合。
　　 ③ 要有利于学生在训练中领悟科学方法，以及强化科学态度的培养。
　　 ④ 要便于采用寓教于乐的教学方法。
　　 ⑤ 要便于学生动手操作、开展实验和讨论等活动，且操作和实验过程具有安全性。
　　 ⑥ 要采用通俗的范例式的事实，以及对科技发展具有深远意义的典型事例。
　　 ⑵ 教材内容的结构
　　教材的结构形式，以“专题结构”为主，辅以采用其他结构形式。把各项内容循序渐进地按照由浅入深、由近及远、由点至面、由感性到理性地要求进行编排，组织成一个有机整体，从而形成在知识、方法和态度等方面相互联系、相辅相成，在结构上具有整体性和在内容上具有综合性的新的教学内容体系。
　　 ⑶ 教材模式
　　 ① 教材由课文教材和电子教材组成。
　　图文教材（课本）。一篇好的教材便是一个好的教学范例。为使教材真正体现“以学生发展为本”，为改进专利法提供思路，必须为学生设计有价值的学习研究活动的内容和形式，以及提供更为广阔的自主活动的空间和时间。教材可以根据学生年龄与认知水平在每个年级确立若干个专题。每个专题由多个形式不一、层次要求不同的活动组成。对活动既有统一的基本要求，又留有自主选择的空间，以适合不同学校的教师条件和学生个性发展的需要。活动的设计要淡化对知识的强记，注重解决问题的策略和思想方法的探讨，强调动手操作，亲自实践，亲身体验。
　　电子教材。利用信息技术，开发教学资源，将诸如多姿多彩的大自然、漫长的科学发展史、社会生活中的现代科学新成果等内容，通过多媒体进入课堂，让学生直接感受，激发兴趣，拓宽视野，获取更多的科学信息。
　　 ② 开发支持性读物
　　科学技术的发展日新月异，仅靠课本组织教学远远不能满足学生对探究科学奥秘的渴望与追求。为确保学生有足够的富有趣味的阅读材料，开发课外的辅助读物，包括活页读物是十分必要的。
　　 3、 课时设定
　　在总课程方案中要明确小学自然学科教育的地位和作用，保证教学时数不少于总课时数的10%。
　　 4、 其他
　　借鉴国内的教学经验，引进国外先进教材和教具学具，以及有关教学资料。组织有关人员赴科学教育发达国家考察。
　　（二） 加强师资队伍建设
　　 “没有教师的质量，就没有教育质量”。跨世纪人才的质量，在极大程度上取决于教师的素质和能力。师资队伍的建设应随教育目标的确立和教学内容的更新而加强。
　　 1、 教师素质的基本要求
　　本次改革，对于教师的适任条件提出如下几点基本要求：
　　 ⑴ 能自觉地在现代教育观指导下开展教学活动。
　　 ⑵ 具有良好的心理品质和不断进取的创新精神。
　　 ⑶ 具有系统、扎实的文理基础理论知识和科学技术发展的广泛知识；掌握所涉及的基本的科学概念和科学方法，以及心理学、科学学、人文学和社会学基础知识。
　　 ⑷ 具备不断调整和更新知识结构的能力。
　　 ⑸ 掌握发散思维、综合思维和创造思维的方法，具有逻辑推理的能力，能理解和把握学生的心理，爱护和培养学生的好奇心、求知欲，引导学生进行探索性实验和研究。
　　 ⑹ 具有设计和制作教具学具的技能以及运用现代化教学手段的理论知识和实践能力。
　　 ⑺ 具有辅导小学生进行课外观测、考察、调研、实验及开展其他科技活动的组织能力和技能。
　　 2、 主要措施
　　 ⑴ 对所有小学自然学科教师，由教师培训机构根据职务培训要求进行脱产或半脱产的轮训。建立培训考核系统，包括培训大纲、课程、课时、分级考核标准。教师必须持证上岗。
　　 ⑵ 自2006年开始，现任教师必须具有大学专科学历，新任教师具有理科专业大学本科学历。
　　 ⑶ 加强教学科研，对教学全过程进行全面研究，并及时总结和推广教学经验。
　　（三） 积极改善教学条件
　　 ⑴ 各校改造和完善现有实验室，更新和补充配置所需设施、设备、仪器及其他器材（包括现代化教学手段）。
　　 ⑵ 组织编制教学参考资料，以及示范教学的录像带和光盘。
　　 ⑶ 组织专业单位设计、生产体现现代科学教育观念的新型教具学具，编摄教学用光盘和录像带。
　　 ⑷ 建设校园环境，创造条件或充分利用现有空间设置科学教育角。同时，促进学校与社会的密切合作，在校外组成市、区（县）、学区和学校四级科学教育网络，以开展各种生活体验、社会体验和自然体验活动。
　　 ⑸ 加强图书馆建设，配置充分的资料，完善查询服务技术。
　　 ⑹ 保证足额的自然教育经费，专款专用，将有限的教育资源按照目前的教育和效益标准进行优化配置。
　　（四） 完善教学管理措施
　　 ⑴ 各校必须建立一支结构合理的教师队伍。
　　 ⑵ 健全区（县）、学区和学校三级教研网络，强化对教研活动的指导和管理。
　　 ⑶ 制定科学、规范的备课、听课、评课的标准。
　　 ⑷ 制定实验室管理制度。
　　 ⑸ 建立和保持完善的教学、教研的档案资料。