1、各国小学科学课程内容标准的比较各国小学科学课程内容标准的比较作者：常初芳目前手头具有的完整的科学教育标准有：美国的国家科学教育标准（National Science Education Standards）和2061项目的科学素养的基准（Benchmarks for Science Literacy）；英国的英国国家课程：科学（The National Curriculum for England: science）；以及新西兰的新西兰课程中的科学（Science in the New Zealand Curriculum）。另外，还有其它一些国家或地区的参考资料，如澳大利亚新南威尔士的幼儿园
2、至6年级科技课大纲及支持文件（Science and Technology K-6 Syllabus and Support Document），俄罗斯十二年制学校自然科学教育构想，日本小学理科学习指导要领，台湾九年一贯教育课程总纲纲要及其评价等。从对上述材料的分析可看出，当前小学科学课程内容主要可归纳为以下几个方面：科学探究；基本学科知识；与个人和社会密切相关的科学问题；科学的性质、科学与技术，以及科学史；其它。一、科学探究这已成为当今科学教育最重要的内容，在美国和英国的标准中都被放在最醒目的位置。美国国家科学教育标准对科学探究的解释为：在标准所表达的观念中，探究要比“过程的科学”更进了一步
3、。在“过程的科学”中，学生学习观察、推论和实验，而探究除了“科学的过程”外，还要求学生在进行科学论证和批判性思维时能将过程和科学知识相结合，以发展对科学的理解。让学生参与探究可以帮助学生发展：对科学概念的理解； 对获得科学知识方法的欣赏； 对科学本质的理解； 对自然界进行独立探究的必要技能； 具备善于运用与科学有关的技能、能力和态度的品质。探究的科学是科学教育的根本，是最终组织和选取学生活动的支配原则。探究方面的标准强调的是进行探究的能力，以及要加深对科学探究的理解。各个年级的所有学生在每一个科学领域都应该有机会进行科学的探究，并发展探究性思维和探究性行动的能力。这些包括：提出问题，计划并执行
4、调查，利用合适的工具和技术收集数据，对证据和解释之间的关系进行批判性和逻辑性的思考，作出并分析不同的解释，以及进行科学观点的交流。英国将科学探究列为第一位目标，而且要求将此目标渗透于其它各目标的学习之中，在所有考核中，它也将比其它目标更加受到重视。在1991年颁布的标准中，它被称为“科学调查（Scientific Investigation）”，而在1999年的新标准中被改为“科学探究（Scientific Enquiry）”，在要求上也有较大的提高。此方面各国的具体标准为：（一）美国探究的科学幼儿园至四年级：1、进行科学探究必需的能力 对某个环境中的物体、生物和事件提出问题； 计划并执行简单
5、的调查； 使用简单的设备和工具收集数据和拓展感官 利用数据作出合理的解释； 就调查和解释进行交流。2、对科学探究的理解 对所要回答的不同问题选用不同的调查方法。调查的种类包括对物体、事件和生物的描述、分类，以及进行公正测试（实验性的）； 简单的仪器，如放大镜、温度计、标尺等，为科学工作者提供了比单纯利用感官更多的信息； 科学工作者利用观察（证据）和对世界已有的了解（科学知识）来形成解释，好的解释以来自调查的证据为基础； 科学工作者要将调查结果公布于众，他科学调查涉及提出和回答问题，并将答案与科学工作者对世界已有的了解进行比较； 科学工作者根据们对调查的描述要使其他人能够重复该调查； 科学工作者
6、对其他科学工作者的工作结果会进行反思和提出疑问。五至八年级：1、进行科学探究必需的能力 确认通过科学调查能够回答的问题； 设计并执行一项科学调查； 利用适当的工具收集、分析和解释数据； 利用证据来发展描述、解释、预言和模型； 批判地和逻辑地思考证据与解释间的关系； 识别并分析不同的解释和预言； 对科学过程和解释进行交流； 在科学探究的各个环节使用数学。2、对科学探究的理解 不同种类的问题需要不同种类的科学调查。有些调查涉及观察和描述物体、生物或事件；有些涉及收集标本；有些涉及实验；有些涉及寻找更多的信息；有些设计新物体、新现象的发现；还有些涉及制作模型。 现有的科学知识和理解指导着科学调查。不
7、同的科学领域采用不同的方法、核心理论和标准来推进科学知识和理解的发展。 数学在科学探究的各个环节都是重要的。 用于收集数据的技术提高了精确度，并使科学工作者可以分析和测量调查结果。 科学的解释强调与论点合理相符的证据，并利用各种科学原理、模型和理论。科学界接受并使用这样的解释，直到它被更好的解释所取代。当这种取代发生时，科学便进了一步。 科学通过合理的怀疑而前进。提出问题和怀疑其他科学工作者的解释是科学探究的一部分。科学工作者可以通过许多方法来评估其他科学工作者提出的解释，例如检查证据，比较证据，识别错误的推理，指出超出证据范围的论述，以及为同一个观察提出不同的解释。科学调查有时为研究带来新的
8、思想和新的现象，为调查产生新的方法和新的工作程序，或者开发新的技术来改进数据的收集。所有这些结果都会导致新的调查。（二）英国目标一：科学探究第一级学生能适当地描述所观察到的物体、生物和事件的简要特征，或能作出恰当的反应，并能以简单的方式与他人交流他们的发现（例如：谈论自己的工作，利用画图，简单的图表）。第二级学生能对怎样发现事物的建议作出反应，并能在他人帮助下提出自己的关于如何收集回答问题所用数据的建议。他们能使用所提供的简单仪器，作与任务有关的调查。他们能对物体、生物和事件进行观察和比较。他们能利用科学词汇来描述所作的观察，并进行记录，必要时采用简单的表格。他们能说出发生的是否是他们所预期的
9、。第三级学生能对于如何发现问题答案的建议作出反应，并能发展自己的想法。他们能认识到收集数据对回答问题的重要性。他们能利用简单的试验去寻找信息，使用某些简单仪器作相应的观察和定量测试，如长度或质量。在适当的场合，他们能在帮助下进行公正测试，能确认并解释为什么它是公正的。他们能以多种方法记录观察结果，并能对观察结果和所记录测量的简单样本作出解释。他们能在工作中以某种科学的方式与他人交流他们所发现的东西，并提出建议。第四级学生应认识到科学思想要立足于证据。在自己的调查工作中，他们能为求得问题答案选择适当的途经（譬如利用公正测试）。在适当场合下，他们能描述（或能通过执行任务显示）如何改变某个因素而保持
10、其它因素不变。必要时他们能作出预言。他们能从为他们提供的资源中选择信息。他们能根据任务的需要选择合适的仪器并做一系列的观察和测量。他们能利用表格和条形图记录自己的观察、比较和测量结果。他们开始能取点来绘制简单的曲线，并能利用这些图形指出和解释所取数据的样本。他们开始能将他们的结论与这些样本、科学知识及理解联系起来，并能用恰当的科学语言进行交流。他们在工作中能提出建议，给出理由。第五级 学生应能描述如何将实验证据和产生的想法结合起来提出一个科学的解释（例如，第二阶段中杰納关于接种疫苗的工作，第三阶段中雷佛伊斯关于燃烧的工作）。当他们试图回答某个科学问题时，能确认合适的途经。他们能从一定范围的信息
11、资源中作出选取。当调查涉及公正测试时，他们能确认要考虑的关键因素。必要时，他们能根据自己的科学知识和理解作出预言。他们能为各种任务选择设备，并能计划如何有效地利用它们。他们能根据任务所需的精确度作系列的观察、比较和测量。他们开始能作重复的观察和测量，并能对所遇到的不同结果提出简单解释。他们能系统地记录观察和测量结果，必要时，用曲线图表示数据。他们能作出与证据相符的结论，并开始将这些结论与科学知识和理解相联系。他们能对如何改进工作方法提出切实可行的建议。他们能利用恰当的科学语言和常规来交流定量的和定性的数据。（三）新西兰发展调查技能和态度。一和二级：1、聚焦和计划 谈论一个物体或事件，并提出要调
12、查的问题。 利用自己的科学思想和个人观察作出预言或提出可能的解决方法。 提出基于公正测试和公正试验的直觉观念上的简单试验。2、信息收集 进行观察和简单测量。 交谈观察和测量。 向书本和旁人寻求信息。 在教师支持下利用信息源。3、加工和解释 在记录观察和测量结果时，提出数据之间的可能存在的连结，从而确认趋势和联系。 在教师帮助下，利用他们发现的结果对选定的问题做出解答，并对他们的调查做一个简单的评估。4、报告 在全班或小组中与同学分享他们在调查中所做的和所发现的。三和四级：1、 聚焦和计划 向自己、小组和能给予帮助的人提出问题，并确认这些问题适合于作科学调查。 利用自己和他人的科学思想及观察做成
13、可测试的预言，或确认可能用于试验的解决方法。 设计能控制明显可见变量的“公正测试”，试验和调查。2、 信息收集 利用合适的仪器来加强观察或进入测量。 记录观察和测量结果。 能在社区或图书馆找到信息。 有目的地利用信息源，并能向他人和大众媒体提出恰当的、有针对性的问题。3、 加工和解释 在记录观察和测量结果时，连结被组织的数据，从而确认趋势和关系。 利用有组织的数据和科学思想为选定的问题做成解答，并评估自己的调查。4、 报告 在同伴群体中以合适的途径和形式表达他们在调查中所做的和所发现的。二、 基本学科知识在基本学科知识方面，各国所涉及的内容大致相同，但对学科领域的划分略有区别。主要内容大致属于
14、以下三个领域：生命科学物质科学地球与空间科学（一）生命科学这是一个最为一致的领域。在各国的标准中，尤其在低年级的标准中，它更显重要。整个自然界就分为有生命的和无生命的两大部分，人类就属于生命世界的一部分地区，作为研究者的人首先应该对自身有所了解。对于小学生，他们最多接触到的自然物体就是自己的身体，他们应该对自己身体的组织和生命过程有基本的认识。此外，许多动、植物是人类相依为伴的朋友，它们也最能引起孩子们的兴趣，从而激发他们学习科学的欲望。各国具体的标准如下：1、美国生命科学幼儿园至四年级：（1） 生物的特征生物有基本的需要。例如，动物需要空气、水和食物；植物需要空气、水、养分和光。生物只能在满
15、足它们需求的环境中生存。这个世界有许多不同的环境，各种独特的环境支持不同类型生物的生命。 每一个植物或动物有着不同的结构，这些结构在生长、存活和繁殖中起着不同的作用。例如，人类有独特的结构用于行走、握持、观看和交谈。 生物个体的行为受到内部暗示（如饥饿）和外部暗示（如环境改变）的影响。人类和其它生物具有能帮助他们探测内部和外部暗示的各种感觉。（2） 生物的生命循环 植物和动物都有生命循环，其中包括出生，发育成熟，繁殖，以及最终的死亡。不同生物的生命循环的细节是不同的。 动植物与它们的双亲是非常相似的。 生物的许多特征是由双亲遗传的，但另一些特征是该个体与环境相互作用的产物。遗传特征包括花的颜色
16、和动物肢体的数目。其它特征，例如骑自行车的能力，来自与环境的相互作用，而无法传给下一代。（3） 生物与环境 所有动物都依赖植物。一些动物以食植物为生，另一些动物吃食植物的动物。 一个生物的行为模式与该生物生活环境的性质有关，这里包括其中存在的其它生物的种类和数量，能得到的食物和资源，以及环境的物理特性。当环境发生变化时，一些动植物得以存活和繁殖，而另一些则死亡或迁至新的栖息地。 所有的生物都会在所生活的环境中引起变化。有些变化对该生物或其它生物是有害的，而有些变化是有益的。 人类依赖于自然的和构造的环境。人类改变环境的做法对于本身和其它生物可能是有益的，也可能是有害的。五年级至八年级：（1）生
17、命系统的结构与功能（2）繁殖和遗传（3）规则和行为（4）种群情况和生态系（5）生物的多样化和适应能力2、英国：目标二：生命过程与生物第一级学生能认识并称呼身体的外在部分（如头、臂）和植物的外在部分（如叶、花）。他们能以特征（如外衣的颜色、叶子的大小）的方式交流对各种动物和植物的观察。他们辨认各种常见的动物（如苍蝇、金鱼、知更鸟）。第二级学生应能利用有关生物的知识描述出动物和植物为了生存所需要的基本条件（例如，食物的供应、水、空气、阳光）。他们能认识生物的生长和繁殖。他们能对生物进行分类（例如，腿的数量、叶子的形状）。他们能认识到不同的生物在不同的地方（如池塘、树林）被发现。第三级学生能利用有关
18、基本生命过程（如成长、繁殖）的知识和理解来描述生物与非生物的区别。他们能为生物的变化（例如，饮食影响人和其它动物的健康，光或水的缺乏阻碍植物的生长）提供简单的解释。他们能确认某个动物适应环境的方法（例如，鱼有鳍帮助它游泳）。第四级通过第二阶段或第三阶段的学习，学生应能表现出对于生命过程和生物的知识和理解。他们能使用人体系统一些主要器官的科学名称（例如，第二阶段的心脏，第三阶段的胃），并能确认这些器官在人体中的位置。他们能确认所观察的不同植物的器官（例如，第二阶段的花的雄蕊，第三阶段的花的柱头、根须）。他们能利用所能观察到的关键的外部特征来确认生物并进行系统分类。他们能认识在一个栖息地中植物和动
19、物间的喂养关系，并能利用食物链和专业术语（如食肉动物，捕食）来描述这些关系。第五级通过第二阶段或第三阶段的学习，学生应能表现出对于生命过程和生物的不断丰富的认识和理解。他们能描述人体器官（例如，第二阶段的心脏，第三阶段的胃）和植物器官（例如，第二阶段的花的雄蕊，第三阶段的根须）的主要功能。他们能解释这些功能对生物组织是如何重要。他们能描述人和开花植物生命循环的主要过程，并指出其相似之处。他们能认识到生物种类繁多，理解分类的重要性。他们能解释不同的生物在不同的栖息地被发现是因为环境因素的不同（例如光或水的可获性）。3、新西兰认识生命世界在对生命世界的学习中，学生利用不断发展的科学知识、技能和态度
20、去： 认识生物多样性中的序列和样板，包括新西兰动植物的特性。 调查和理解生命组织中结构与功能的关系。 调查和理解生物如何生长、繁殖，以及发生代与代之间的改变。 调查当地的生态系统，理解生物间的相互依存关系，包括人类以及人与周围物质环境之间的关系。第一级 与他人分享对于所生活世界的经验，并根据某些属性进行分类； 观察和确认常见动植物的组成部分； 调查和描述某个特定的植物或动物在一段时间内的变化； 担负照顾一棵家庭植物或一个动物的责任。第二级 利用外部特征的区别与相似对生物进行大致分类； 调查和理解动植物主要部分的一般功能； 调查和理解动植物在生命周期中的变化； 调查植物或动物（包括人）对于环境变
21、化在行为方面的反应。第三级 在根据外部特征不同而划分的类别中进一步区分生物； 调查常见动植物的特征，并描述这些特征如何有助于它们的生存； 研究并描述某些物种是怎么被灭绝和受到危害的； 利用从个人观察和图书馆中得到的信息来说明某些熟悉的新西兰动植物的生活地点和生活情况。第四级 调查并根据明显的特征将密切相关的生物进行归类； 调查和描述动物或植物有助于存活到下一代的特征； 调查并描述在某一物种中发现的某一可见物理特征多样性的样板； 利用食物链解释熟悉动植物的喂养关系，并调查人类干预这些关系的结果。（二） 物质科学在美国的国家科学教育标准中，这是内容目标之一。而在英国国家课程：科学和新西兰的科学课程
22、标准中，它被分为材料和物理两大部分。它们各有各的道理。但对小学阶段来说，细化的必要性不是很大。1、美国物质科学幼儿园至四年级：（1） 物体和材料的性质 物体有许多可观察到的性质，包括大小、重量、形状、颜色、温度，以及与其它物质反应的能力。这些性质可以利用工具来测量，例如尺子、天平和温度计。 物体由一种或多种材料组成，例如纸、木头和金属。可以用组成材料的性质来描述物体，也可以用能将物体或材料进行区分或归类的性质来描述物体。 材料可能以不同的状态存在：固态、液态和气态。一些常见材料（如水）可以通过加热或冷却从一种状态变为另一种状态。（2） 物体的位置和运动 一个物体的位置可以用相对于另一个物体或背
23、景的位置来描述。 物体的运动可以通过跟踪和测量它随时间变化的位置来描述。 通过推或拉，物体的位置和运动可能发生改变，改变的大小与推或拉的强度有关。 声音是由振动的物体产生的。改变振动的快慢，可以改变声音的音调。（3） 光、热、电与磁 光在遇到某个物体前以直线传播。光可以被镜子反射，被透镜折射，或被物体吸收。 热可以用多种方式产生，例如燃烧、摩擦或将一种物质与另一种物质混合。热可以通过传导从一个物体转移到另一个物体。 线路中的电流可以产生光、热、声和磁效应。电流需要一个电流能通过的完整回路。 磁体彼此之间，以及与其它某些种类的物质之间，会产生吸引和排斥。五至八年级：（1）物质的性质与性质的改变
24、每种物质都有自己的特性，如密度、燃点和可溶性，这些特性都与样本的数量无关。一种混合物往往可以利用一种或多种特性分离成原始的物质。 物质以特定的方式与其它物质发生化学反应生成具有不同性质的新物质。在化学反应中，总质量保持不变。以类似方式进行反应的物质时常被置于同一类，金属就是其中的一类。 化学元素在一般的实验室反应（如加热、通电或与酸反应）中不会分解。已知元素有100多种，它们以各种方式组成化合物，从而就有了我们所见到的有生命和无生命的物质。（2）运动和力 一个物体的运动可以用它的位置、运动方向和速度来描述。运动可以被测量并用图表示。 一个不受力作用的物体将以不变的速度沿直线运动。 假如有多个力
25、作用在一个沿直线运动的物体上，那么这些力或相互加强，或相互抵消，这取决于它们的方向和大小。不平衡的力会使物体的运动发生速度或方向上的变化。（3）能量的转移 能量是许多物质所具有的性质，它与热、光、电、机械运动、声、原子核和化学品的性质有关。能量以多种方式转移。 热传递的方式可以预见，即从高温物体移向低温物体，直到它们达到同样的温度为止。 光通过传播（包括折射）、吸收或散射（包括反射）与其它物质相互作用。要想看到一个物体，从该物体发出的或散射的光必须能进入你的眼睛。 电流提供了将电能转化为热、光、声和化学变化的方法。 在大多数的化学和核反应中，能量被输入系统或从系统中被输出。热、光、机械运动或电
26、在这些转移中都可能被涉及。 太阳是地球表面发生变化的主要能源。太阳通过发光丧失能量。其中极少的部分到达地球，将太阳的能量转移给地球。太阳的能量以各种波长的光转播到地球，其中包括有可见光、红外线和紫外线。2、英国目标三：材料及其性质第一级学生要知道各种性质（如质地，外观），并对材料性质的观察结果进行交流。第二级学生能认识各种常见材料并知道它们的某些性质。他们能对材料进行分类，并能用日常词语（如发光、坚硬、平滑）说出他们进行分类的根据。他们能描述材料通过加热、或冷却、或类似弯曲或拉伸的加工过程而发生改变的各种方法。第三级当学生描述他们根据性质对材料进行分类的各种方法时，能利用他们对于材料的知识和理
27、解。他们能简单解释为什么有些材料特别适合于一些特殊的目的（例如，玻璃用于窗户，铜用于电缆）。他们能认识到有些变化（如水结冰）可以逆转，而有些变化（如粘土烧制）則不能，并能以这种方式来区分变化。第四级通过第二或第三阶段的学习，学生能表现出对于材料及其性质的知识和理解。他们能描述不同材料在性质上的区别，并能解释如何利用这些区别来进行物质分类（例如，第二阶段中的固体、液体和气体，第三阶段中的酸和碱）。他们能描述一些用来分离简单混合物的方法（如过滤，蒸馏）。他们能利用科学术语（如蒸发，凝结）来描述变化。他们能利用关于可逆和不可逆变化的知识来预言其它的变化是否可逆。第五级通过第二或第三阶段的学习，学生能
28、表现出对于材料及其性质的不断增加的知识和理解。他们能描述某些金属的特性（如良好的导电性能），利用这些特性区分金属与其它的固体。他们能确认各种变化（如蒸发，凝结）发生的背景。他们能利用关于某种特定混合物（如盐水，沙和水）如何分离的知识对分离类似混合物所能采用的方法提出建议。目标四：物理过程第一级学生能对由行动（例如，接通一个简单电路，推拉物体）而产生的光、声或运动变化的观察结果进行交流。他们能认识到声和光有多种来源，并能称呼这些来源。第二级学生能知道各种物理现象，并能确认和描述它们的相似点和不同点。他们能比较不同电路中设备的工作方式（如灯泡）。他们能比较光的亮度和颜色，声音的响度和音调。他们能通
29、过速度和方向来比较不同物体的运动。第三级学生能利用有关物理现象的知识和理解来简单解释因果关系（例如，灯泡不亮是由于电路不通，物体运动方向速度的改变是由于推或拉）。他们开始能对物理现象作简单的归纳（例如，对当他们远离声源时所听到的声音会变弱这种现象的解释）。第四级通过第二或第三阶段的学习，学生能表现出对物理过程的知识和理解。他们能描述和解释物理现象（例如，某个特别的装置如何接入电路进行工作，一天中太阳出现的位置如何变化）。他们能对物理现象进行归纳（例如，运动受力的影响，包括万有引力、磁力和摩擦力）。他们能利用物理思想解释简单的现象（例如，影子的形成，声音通过各种材料被听到）。第五级通过第二或第三
30、阶段的学习，学生能表现出对物理过程的知识和理解。他们能利用各种想法去解释如何产生变化（例如，改变线路中的电流，改变声音的音调或响度）。他们在描述熟悉的现象时能使用一些抽象的概念（例如，第二阶段中当来自物体的光进入眼睛时物体能被看见，第三阶段中当物体不动时力是平衡的）。他们能利用简单的模型解释地球运动所产生的效果（如一天或一年的长度）。3、新西兰认识物理世界在对物理世界的学习中，学生利用不断发展的科学知识、技能和态度去： 从实际调查和对科学模型的考虑中获得对自然现象本质的理解； 建立科学的能量概念，并调查利用能量变化的途径； 探索和建立与物理现象有关的趋向、联系和样板； 解释物理现象如何被用于日
31、常技术中，以及技术如何影响人和环境。第一级 分享和明晰对显而易见的物理现象的想法； 描述一些日常技术的用处，用简单的术语说出它们是如何工作的。第二级 调查并描述对一些日常物理现象的想法； 对一些显而易见的物理现象探索趋向和联系； 用简单的术语描述某些日常技术是如何工作的，以及它们如何影响我们的生活。第三级 调查和描述对一些常见物理现象的想法，从而发展对这些现象的理解； 探索和确认显而易见的物理现象的趋向和联系； 调查并描述选定的某种日常技术是如何工作的，以及它如何影响我们的生活。第四级 对常见物理现象进行调查，给出解释，并与科学家的想法作比较； 加工和解释信息来描述或确认能观察到的物理现象的趋向和联系； 对于某些特定的技术是如何影响和促进人们的日常活动
