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自2001年7月《全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）》颁布至今，已经过去了14个年头，这意味着在我国很多地区小学科学课程改革已经完成了两轮的实验。这一次课程改革不仅是课程设置的变革，把原来的“自然课”更名为“科学课”，更是课程理念的变革，强调学生是学习的主体，倡导探究式教学方式。课程性质从注重知识技能的传授转变为全面提高学生的科学素养。十几年的摸索取得了显著的成效，科学课堂发生了可喜的变化：强调问题来自学生、尽可能让学生自己通过探究寻找答案、开始使用探究式教学方式、通过动手做学习科学、广泛运用合作学习方式[1]……但是，无论是学校、教师还是公众、家长，对科学教学的质量都还不是十分满意。
“什么才是好的科学教学”，这个问题困扰着包括骨干教师在内的大部分科学教师。对学科本质的追问促使科学教育工作者重新思考科学教学最本真的问题：什么是科学？影响科学教学质量的最重要的因素是什么？哪些问题是科学教学最关键的问题？破解了这些问题，就能为科学教学“保底”，让新教师少走弯路，让更多的科学教师更自信地走进科学课堂。
教学关键问题，是决定学科课程实施质量的核心问题。问题的提出基于课程的性质、目标、内容和学科的基本思想方法，基于学生学习的规律和特点，问题指向教师学科教学实践能力发展的障碍点、关键点和生长点。[2]
一、捡拾散落的珠贝
提炼关键问题的第一步仿佛在沙滩上散步，仔细搜寻散落的珍珠和贝壳。课标、教材、课堂、教研活动都是我们提炼关键问题的“海滩”。
1. 来自课标的问题
小学科学课程标准明确指出，小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。那么，什么是科学素养？这是一个非常关键的问题。课程性质决定课程目标，课程目标决定教学内容的选取和教学活动的设计。因此，“什么是科学素养”是每一位科学教师首先要明确的问题。
再如，教学方式变革是本轮课程改革的一项重要内容。课程标准将“科学学习要以探究为核心”作为一个基本理念提了出来，指出“探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”[3]因此，“探究学习的基本特征是什么”应该是每一位科学教师能够清晰回答的问题。
2014年，科学课标修订委员会对小学科学课标做出了结构性调整，将原来的物质科学、生命科学、地球与宇宙三大内容领域扩充为四大领域，即在原有基础上增加了技术与工程领域，凸显了对技术素养的要求。为了应对这种变化，“怎样在科学课中培养学生的技术素养”成为每一位科学教师必须思考的问题。
2. 来自教材的问题
每一套教材的编写都有其指导思想、基本思路、体例框架和编写特色，但是，呈现在读者面前的教材很难把编者的这些想法外化，这就需要教师具有解读和理解教材的能力。
翻开任意一套小学科学教材，我们都能看到大量的科学探究活动。其中有一类涉及对学生识别与控制变量能力的培养。以教科版小学科学教材为例，这类活动包括比较柔韧性、比较吸水性、溶解的快与慢、声音的变化、减慢食物变质的速度、探究种子发芽的条件、蚯蚓的选择、影响摩擦力大小的因素、沉浮与什么因素有关、摆的研究、探究影响电磁铁磁力大小的因素、控制生锈的速度等，内容涵盖3～6年级的8本教材。怎样通过这些活动提高学生识别与控制变量的能力？四个年级的培养目标该怎样制订？能力培养的梯度该怎样搭建？教材编写者在编排这些活动的时候是怎样设计的？能力的培养有一个逐步递进的过程，知识的积累也存在一个螺旋上升的过程，这些都需要教师在正确解读教材文本、理解编者意图的基础上，合理设定各阶段培养目标。这样，我们才会聚焦“怎样读懂科学教材”“怎样指导学生识别和控制变量”等核心问题。
3. 来自课堂的问题
学科教学基本功是教师专业发展的基础，是提高教学质量的前提条件。在小学各学科的教师中，科学课的教师有一项独具特色的基本功，那就是实验技能。实验操作技能可以凭借大量反复的操练在短时间内提高，但是，关于实验的基本理论是少有人关注和研究的。小学科学课有多少个基础实验？哪些实验需要学生亲手操作，哪些实验需要教师演示？哪些是探究性实验？哪些是模拟实验？哪些是控制变量的实验？那么，“科学实验有哪些主要类型”是不是一个教学关键问题？
作为教研员，笔者每年都会观摩不少于100节的科学课，并有机会与一线教师深入探讨教学中的困惑和问题。在诸多的问题中，“怎样指导学生的科学记录”“怎样提高小学生的观察能力”“怎样将数据转化为证据”是让教师们普遍感到棘手的问题。
4. 来自教研活动中的问题
各级教研活动都是围绕一定的主题开展的。例如，近两年北京市海淀区小学科学教研的主题是“基于学习者分析的教学策略研究”。在“学生是学习主体”理念的指导下，作为教师，除了要研读课标、理解教材之外，一个重要的任务就是研究自己的学生，了解了解他们的已有经验、知识基础和能力水平等，努力做到因材施教。因此，“小学生科学学习的特点及内在机制是什么”就成为我们必须要思考的一个问题。
回想近几年的科学教学研究活动，从全国小学科学教学年会到北京市基础教育研究中心组织的各项科学教学研究活动，都围绕着一个主题，即“围绕核心概念组织教学”。还有一些“热词”，如学情分析、教学策略、思维参与、教学评价等，代表了一定时期内小学科学教学研究的热点问题。由此，我们提炼出以下关键问题：“怎样帮助学生建构科学概念”“怎样侦测学生的前概念”“常用的科学教学策略有哪些”“怎样调动学生的思维参与科学探究活动”“如何评价学生的科学学习”等。
二、串起美丽的项链
我们从课标、教材、课堂和教学研究活动中发现和提炼出的关键问题犹如一颗颗散落的“珍珠”，要想串出美丽的“项链”，我们必须寻求理论支撑，将这些问题架构起来，形成有一定层级结构和逻辑关系的问题链。
北京市海淀区教师进修学校中学化学教研室开展的“初中化学教学关键问题实践研究”项目将教学关键问题分为三类：第一类是跨学科通识性教学关键问题，第二类是学科内通识性教学关键问题，第三类是学科内实践性教学关键问题。笔者认为有一定普适性，试着以此梳理小学科学教学的关键问题，形成了如下的小学科学教学关键问题清单（见表1）。
三、后续研究设想 提炼关键问题不仅需要对科学教学的现状有充分的了解，还要对科学课程标准、科学教学的基本理念有深入的理解;不仅要熟悉科学教材的体系框架，还要了解学生的认知特点和学习需求。即便如此，提炼出的关键问题能否称得上“关键”也需要反复推敲。因为这是一个开创性的工作，能够借鉴的研究成果很少，并且缺少理论支撑，主要凭借我们20年来对科学教学的体验、观察与思考以及多年积累的教研工作经验，其困难程度可见一斑。
我们的研究还远远没有结束，如表1
“小学科学教学关键问题清单”所示，目前我们提炼了15个关键问题。下一步，我们要做两件工作：一是对每一个问题给出答案，通过教育教学理论与真实课例相结合的方式对每一个关键问题进行概要、通俗的论述。我们希望这些问题的解答能够指引科学教师走上科学教学的正确道路，全面提高小学科学的教学质量。二是在实践中继续思考和提炼小学科学教学的关键问题，对问题清单做出必要的和及时的调整，使之更加符合教师教学的需要。
教育部关于印发
《义务教育小学科学课程标准》的通知
各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局：
2001年启动新一轮基础教育课程改革以来，经过十余年的实践探索，小学科学课程对培养学生科学素养发挥了重要作用。但在实践中也存在课程适宜性、可操作性、时代性和整体性有待增强等问题。为进一步加强小学科学教育，根据立德树人工作总体部署，我部组织专家对小学科学课程标准进行了修订完善，现正式印发，于2017年秋季开始执行。有关要求通知如下：
1.充分认识小学科学教育的重要性。科学教育是立德树人工作的重要组成部分，是提升全民科学素质、建设创新型国家的基础。小学科学教育对从小激发和保护孩子的好奇心和求知欲，培养学生的科学精神和实践创新能力具有重要意义。各地要高度重视，以课程为统领，切实加强小学科学教育。
2.全面加强学习培训工作。各地要全面做好课程标准的宣传和培训工作，纳入校长、教师培训计划，组织专题培训，强化全员培训。要结合地方教育实际特别是师资队伍情况等，整体设计培训课程，丰富培训方式方法，注重理论培训与实践研修相结合，帮助校长、教师深入理解课程标准的基本理念和基本要求，提升教育水平。
3.确保落实规定课时。小学科学课程起始年级调整为一年级。在我部组织修订《义务教育课程设置实验方案》前，原则上要按照小学一、二年级每周不少于1课时安排课程，三至六年级的课时数保持不变。
4.突出强化教学实践环节。各地要引导教师落实学生发展核心素养要求，依据课程标准组织教学。要重视实验教学，努力创设适宜的学习环境，促进学生积极参与、主动探究，引导学生做好每一个实验。教师要加强实践探究过程的指导，注重引导学生动手与动脑相结合，增强学生问题意识，培养他们的创新精神和实践能力。
5.大力加强课程实施的组织领导。各地要加强统筹规划，精心组织实施。要结合实际合理配置小学科学教师，逐步建立专兼职结合的教研人员队伍。要加大经费投入，保证实验室建设、仪器设施设备和耗材等需要。要优化课程资源建设，重视发挥家庭、社区、校外青少年活动基地等作用，为保障课程实施创造有利条件。要加强课程实施的监测和督导，建立小学科学课程管理的反馈和改进机制，保证课程的全面落实。
科技课以科学探究为主
“孩子们对科学课的兴趣非常高。”史家小学科学教师张培华告诉记者，听说一年级开始也将有了科学课，许多下学期上二年级的学生问，是不是他们到时也能上。“我只能遗憾地告诉他们还不能，因为新课标是从新入学的一年级开始执行，他们还得等到三年级。”
根据目前的课标，小学科学课的起始年级是三年级，一周两个课时，课堂上主要是以科学探究为主，以培养孩子们的科学素养为主要目的。张培华介绍，一直以来，小学科学课的课程内容主要有三大类，一是地球与宇宙科学领域，二是生命科学领域，三是物质科学领域。
虽然国家规定小学科技课是从三年级开始，但事实上，许多小学的校本课都会开设一些国家课程中没有的科技课。北京市西城奋斗小学的科学教师白洁告诉记者，学校一、二年级的学生每周都会上一节各种形式的科技课，比如观察身边的动植物，带他们参观科技博物馆等等，“现在科技课没有成绩的考核，主要就是让孩子们多参与，多动手做。”
科技课需要加强动手实践方面的内容
张培华认为，目前科学课涉及知识层面的内容较多，科学实践方面的内容相对较少，而这部分主要是靠老师自己开发。史家小学的科学教师们就开发了大量的科学实践类课程。如让孩子利用磁铁设计、制作玩具，而孩子们的想法总是能令他感到惊讶，许多想法和设计都超出了教师的预期，而且有的小发明还能解决生活中的问题。
“比如一个底座比较窄小的高花瓶，比较容易倒，孩子们就想到在花瓶的底下弄一块磁铁，吸在铁制的桌垫上；再比如老师用圆规在黑板上画圆时操作比较费劲，总是很难稳住准心，因为现在黑板都是带磁性的，孩子们就想到把圆规尖头部分设计成一个强力磁铁。”
张培华说：“从新课标来看，科学课程内容在原有三大领域的基础上，增加了‘技术与工程领域’这部分课程内容，这其实就是要加强对学生设计能力、创新实践能力的训练。这是非常有必要的，能够让孩子们从小就培养现在国家提倡的科技时代的‘工匠精神’。”
张培华和白洁都认为，将科学课提前到一年级意义十分重大。发展科技教育是维持我国高速发展的基本保障。然而，目前科技教育这部分相对还是比较弱，虽然现在从思想上已经开始重视了，但是相对于其他教育，这方面的投入还是比较弱。
我国的科技教育和发达国家相比还有差距
张培华介绍，在国外，即使没有开始科学课的学校，也对科技教育非常重视，这从硬件配置方面就能体现出来。“我刚去芬兰考察回来，他们小学可能没有舞蹈室、体操室，但他们普遍都有提供大量器材供学生们操作的专业科技场馆，面积非常大，设备也非常齐全，史家小学在国内已经算是前列的小学，但是跟某些学校比仍然还有差距。”
白洁也表示，在教育改革形势下，科技课需要更多的专业教室满足学生的实验需求。专业教室有供孩子实践的材料，而且桌椅也利于小组活动，而普通教室只能拼桌，由于科技课需要操作讨论，在普通教室上课难免影响其他班级的课堂。
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