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一、新問題的提出

1、學生是一個國家潛在的人力資源。小學生科學素養的高低，不但會直接影響到他們個人生活質量的好壞，影響到社會發展的順逆，而且也會影響到國家未來科學技術的興衰，影響到國家未來的生存和發展。在我國，由教育部領導的面向21世紀的基礎課程改革中包括了科學課程的改革，明確地把培養小學生科學素養列為課程的宗旨。科學素養，應該從小培養。

2、以培養和提高小學生科學素質為重要目標的科學課，從學校的重視程度到教師隊伍整體素質都和整個課改要求存在較大差距。從觀念上看，一些學校把科學課列為另冊；從教學計劃上看，課時常被挪用去補語文、數學；從教師隊伍看，兼職比例過高，水平參差不齊等等。

3、提高學生科學素養是深化課程改革的必然要求，是現代基礎教育的基礎，將其列為課題探究，在當前，不但具有必要性，而且具有緊迫性。

二、探究的目標

1、從理論和實踐結合中探索出一整套有效促進小學生科學素養最優發展的策略，最后探究成果為探究報告。

2、進一步明確本地區小學科學教育存在的具體新問題及其原因，及時了解本地區兒童科學素養水平和小學科學教育的目前狀況，進一步推進小學科學教育的改革，為課程改革持續性開展積累資料、提供科學依據。

3、對兒童科學素養狀況以及本地區小學科學課程建設等方面的目前狀況、存在新問題及其相互關系和影響因素進行初步分析，提出本地區今后小學科學課程的建設和持續發展的重點。

4、探索小學《科學》課程取得好成效的行動策略，為云南省創造性地使用《科學》課程提供可借鑒的經驗。

5、研制開發“小學科學素養培養教師備課系統”，挖掘科學教育資源，為兒童科學素養的培養提供軟件和硬件上的支持。

6、改革科學教育評價體系，建立兒童科學素養的發展性評價體系。

7、進一步發揮我區的科學教育的功能，扎扎實實地提高科學教育的質量，使全體學生愛科學、學科學、用科學。

三、課題探究組織的原則

以五華區教育科學探究中心為主牽頭，專兼結合，上下結合，理論探究和實踐操作相結合。以理論探究為指導，以調查探究為基礎，以實踐操作為依據，以策略辦法探究為歸宿。

四、探究的方法

以行動探究為主，結合進行理論探究和調查探究。

五、探究的過程

共包括理論探究、調查探究、行動探究和初步實施和總結分析幾個主要階段。從2003年3月到2005年11月，歷時兩年零8個月。

（一）理論探究

1、基礎概念探究

科學素養是本課題的基礎概念。對于這一基礎概念的科學界定，直接關系著調查探究和行動探究的指導思想和設計原則。

通過多渠道查閱文獻資料并緊扣課改有關理念，我們的對科學素養的概念性定義熟悉如下摘要：

在西方國家，科學素養一詞的英文表達是ScientificLiteracy。literacy有著兩個不同的意思摘要：一是指有學識，有學養，跟學者有關；另一個是指能夠閱讀，能夠書寫，對象是一般普通大眾。《現代漢語詞典》對素養的解釋是“平日的修養，如藝術素養”。可見，科學素養主要是后天培養的修養。一種普遍的熟悉是摘要：科學素養是指個體對日常生活、社會事物以及個人決策中所需要的科學概念和科學方法的熟悉和理解，并在此基礎上所形成的穩定的心理品質。具有科學素養的人，會對科學產生喜好并渴望探究，能發揮質疑、驗證的科學精神，運用自己所把握的科學知識和科學方法，去發現新問題、提出新問題，去解答和實踐有關的新問題，或者能描述、解釋和猜測自然事物和自然現象的產生及發展規律。

國際公眾科學素養促進中心主任、美國芝加哥科學院副院長米爾（JonD.Miller）教授認為，公眾的科學素養至少應該包括3個方面的內容摘要：

①熟悉和理解一定的科學術語和概念的能力；

②對科學探究的一般過程和方法有所了解，具備科學思維習慣，在日常生活中能夠判定某種說法在什么條件下才能成立；

③全面正確地理解科學技術對社會的關注影響，能夠對個人生活及社會生活中出現的科技新問題做出合理的反應。

結合國內外專家、學者對科學素養內涵的觀點，聯系我國教育、教學的實際情況，我們在文獻綜述的基礎上歸納出科學素養四個核心要素，即摘要：科學喜好、科學知識、科學方法和科學精神。科學喜好指對科學的好奇心和求知欲，以及由此引發的親近科學、體驗科學、熱愛科學的情感；科學方法指對熟悉客觀事物的過程和程序的了解或把握，以及知道如何運用科學技術知識去嘗試解決手頭、身邊的新問題，會提出假設或猜想，會搜集有關的信息或證據，會進行判定、推理和決策，會同他人交往，并且能和他人共同合作、一起來解決難題；科學知識指對自然事物、自然現象和科學技術知識的理解，包括對具體的事實、概念、原理或規則的理解；科學精神則指對科學技術具有正確的價值判定、形成負責的學習態度，既勇于探究新知又能夠實事求是，既能獨立思索又樂于互助合作。

由此可見，科學素養的培養和提高，是教育和教學的統一。既要進行責任感、團隊精神、追求真理、堅持真理等規范性教育，又要通過具體知識的傳授，培養學生對科學探究的喜好，促進其個性的健康發展，促進其健全人格的形成和完善，提高他們的創造能力。這是一項需要多方緊密配合，共同實施的系統工程。

2、基礎理論

皮亞杰“認知發展階段論”為在小學階段加強科學教育提供了依據；巴班斯基的“最優化”原理為科學教育提供了依據。

根據皮亞杰的兒童認知發展階段理論，整個認知發展基本上可分為摘要：感知運動階段、前運動階段、具體運算階段和形式運算階段。每一發展階段均有一獨特的基礎的認知結構，所有兒童都遵循這樣的發展順序。階段論提供了根據兒童心理特征，對不同階段的兒童應教什么和怎樣教的科學教育的心理學依據。小學階段的兒童處于具體運算階段，兒童數學水平較感知運動階段的兒童提高，自然常識等科學課程中的概念和規律的理解和探索也成為可能。所以，在這一階段進行科學教學利于兒童認知發展。但僅靠自發的探索對他們的科學思想的發展是不夠的，而科學教育才使兒童的科學思想發展成為現實。皮亞杰所說的自然發生的科學的基本概念，在初等科學教育中起著重要的功能。

根據巴班斯基的“最優化”原理，根據教養目標和具體的教學任務，考慮學生、教師和教學條件，按教學的規律性和原則來制定一個最佳方案，然后靈活機動地執行這個方案，以期用不超過規定限度的時間和精力，達到對該具體條件來說是最大可能的結果。根據這一理論，我們所說科學素養培養最優化是針對我區小學生這一個體和群體的實際條件而言，以期遵循盡可能合理發展的進程及取得盡可能好的發展結果，盡量使我區小學科學教育做到低耗高效。

《科學（3-6年級）課程標準》（實驗稿）中明確指出摘要：“本次課程改革以培養小學生科學素養為宗旨，積極倡導讓學生親身經歷以探究為主的學習活動，培養他們的好奇心和探究欲，發展他們對科學本質的理解，使他們學會探究解決新問題的策略，為他們終身學習和生活打好基礎。”

上述基礎理論和課程標準的基本精神是相一致的，可以引為行動探究的指導性基礎理論。

（二）調查探究

我們按科學素養的四大要素，依據國內現行小學自然教學大綱和《科學(3、年級)課程標準(實驗稿)》并參照《小學生科學素養調查問卷》(國家教育部%26lt;小學科學課程標準%26gt;研制組)及公眾科學素養調查表等，設計了評價工具《小學生科學素養調查問卷》及《五華區小學生實驗技能考查辦法》。其中問卷由兩部分組成，第一部分是受測查人的基本信息，包括性別、年齡(周歲)、學校。第二部分由47道題目構成，分為判定題和選擇題兩大類，判定題共10題，用于測查物質科學、生命科學、地球和宇宙科學等學科領域的科學概念，其中有9題選自國際通用測試題，以便進行比較；選擇題共37題，分別測查學生的科學喜好、科學方法(包括科學活動特征和動手能力)、科學知識、科學態度和科學精神。

個體科學素養的總分是由47道客觀題經賦值后計算而得的，而《五華區小學生實驗技能考查辦法》作為對科學能力調查的重要補充，另外，我們還設計了《教師科學素養調查問卷》，以便相互印證，全面反映小學生科學素養的真實情況。