《小學科學教學設計與案例分析/21世紀小學教師教育繫列教材》立足教學理論、科學教育理念，以實踐為導向，總結一線優秀教師和教研員先進的教學經驗，依循小學科學教學的主要環節，結合大量的案例，介紹小學科學教學導入、新授、結課以及評價的設計，幫助讀者把握小學科學教學設計的一般原則、要點和方法。
同時，根據小學科學課程的學科特點，《小學科學教學設計與案例分析/21世紀小學教師教育繫列教材》還介紹了小學科學課程資源的開發和利用。
希望《小學科學教學設計與案例分析/21世紀小學教師教育繫列教材》為師範生和小學科學教學新手提供從教學理論走向教學設計實踐方面的有效幫助。
《小學科學教學設計與案例分析/21世紀小學教師教育繫列教材》可作為小學教育專業的課程教材使用，也適合一線教師學習與研究。

葉勤，上海師範大學教育學院副教授，上海市教育委員會教學研究室專家庫成員。長期從事小學科學教育研究，致力於本科小學教育專業的理科課程建設，主編多部本科小學教育專業教材，參與上海市小學科學教材、學科教學基本要求、學科德育教學指導意見的編寫、研制、評審等工作。

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第一章小學科學教育概況
第一節國際小學科學教育趨勢與理念
一、國際小學科學教育的產生與主要發展歷程
二、國際小學科學教育發展的主要趨勢
第二節我國《義務教育小學科學課程標準》解析
一、《課程標準》的課程定位與基本理念
二、《課程標準》的課程目標
三、《課程標準》的主要課程內容
四、《課程標準》的主要特點
五、新舊課程標準的主要區別
第三節小學科學的學科特點
一、啟蒙性
二、生活性
三、綜合性
四、實踐性
五、探究性
第四節小學科學教材
一、“教科版”教材
二、“蘇教版”教材
第二章小學科學教學設計的基本程序
第一節小學科學教學設計的基本環節與方法
一、新課程背景下的教學設計
二、教學設計基本程序的變革
三、小學科學教學設計的基本要求
四、小學科學教學設計的基本過程
第二節小學科學教學設計各環節的具體內容與要求
一、 教學內容的分析
二、對學生的分析
三、教學目標的制定
四、活動設計
五、活動支持資源的選擇和設計
六、教學評價的設計
第三節教案文本撰寫的基本規範與技巧
一、教案文本的基本規範
二、小學科學快速備課技巧
第三章導入環節的設計
第一節教學導入的設計目的與原則
一、教學導入的設計目的
二、教學導入的設計原則
第二節教學導入的設計方法
一、呈現現像
二、設計困境
三、賦予任務
第四章新授環節的設計
第一節課堂活動的設計
一、課堂活動的基本類型與一般過程
二、課堂活動的設計要點
第二節活動任務單的設計
一、活動任務單的作用
二、活動任務單的類型
三、活動任務單的設計要點
第三節提問的設計
一、提問的作用
二、提問的類型
三、提問設計的要點
第四節板書的設計
一、板書的作用
二、板書的基本類型
三、板書的設計要點
第五章結課與評價的設計
第一節科學課堂結課環節的設計
一、結課的功能
二、結課的一般程序
三、常用的幾種結課形式
四、結課技能的應用原則與要點
第二節評價方案設計
一、科學課程評價新理念
二、評價的原則與內容
三、評價的類型與方法
第六章課程資源的組織和利用
第一節小學科學課程資源的開發
一、課程資源的分類
二、新課程改革背景下的課程資源開發理念
三、小學科學課程資源的常見類型及開發原則
第二節教材、媒體資源的選擇與使用
一、教材資源的使用
二、媒體資源的種類
三、媒體資源的使用目標
四、教學媒體的選擇原則
第三節活動材料的選擇與使用
一、活動材料選擇與使用的基本要求
二、活動材料選擇與使用的操作要點
三、自制教學具
第四節室外活動資源的開發與利用
一、常用室外活動資源的類型
二、開發利用室外活動資源的價值
三、開發利用室外活動資源的原則
四、有效開發利用校外活動資源的實施要點
第七章小學科學教學設計案例精選與評析
第一節小學科學教學設計評價
一、教學設計成果評價的功能
二、教學設計方案評價的觀察點與標準
三、教學設計方案評價的實施
第二節小學科學教學設計優秀案例評析
一、案例1
二、案例2
三、案例3
四、案例4
參考文獻

一、國際小學科學教育的產生與主要發展歷程
小學科學作為正規學校兒童時期基礎教育的一門獨立學科，最早出現於17世紀中期的歐洲，由捷克的誇美紐斯倡導。在此後幾百年時間裡，科學教育先後形成了三種不同的教學與課程模式：一是實物教學模式，出現於19世紀下半葉，注重個體理智的發展，強調自然知識的學習；二是小學科學模式，強調觀察和實驗等科學方法，以此作為獲得科學知識的手段；三是自然學習模式，以兒童發展為主要教學目標，重在指導兒童探究與他們有關繫的周圍環境，激發兒童探索大自然奧秘的熱情和欲望。然而，盡管教育家在科學方法的教學上進行了很多探索，但是在從小學科學教育產生到20世紀中期的教育實踐中，科學教育的主要內容仍然是以科學知識為主的。它主要關注科學事實、科學概念、科學定律、科學原理的傳授，教師講授、實物演示、學生讀書是科學知識教學的主要方法，考核也以知識記憶的多寡為評分標準。
自20世紀50年代以來，科學教育經歷了多次改革浪潮的衝擊，從教育思想到課程改革，乃至教學目的、教學內容和教學方法都發生了深刻的變革。1957年，受到蘇聯發射第一顆人造地球衛星的衝擊，美國認識到尖端技術的落後與中小學數學和自然科學課程的落後有直接關繫，開始了以數學、自然科學和外語為重點的教學，強調天纔教育，重視實驗室實驗與教學手段現代化，並編寫了新的教科書。同期，英國也經歷了一次科學課程改革浪潮。由於種種原因，美國20世紀60年代的科學課程改革失敗了，到了70年代，美國教育又走上了“重回基礎”的道路。80年代，隨著科學技術的發展，如何培養未來能夠掌握現代化科學技術的勞動者和具有較高科學文化水平的各級各類專門人纔，已經成為全人類面臨的共同問題，世界各國再次掀起科學教育改革的浪潮。許多國家都把科學課程作為核心課程，從課程目標、課程標準、教材、教法等方面進行了一繫列的改革，使之更加符合時代發展的要求。如美國科學促進會在1985年啟動了一項面向21世紀、致力於科學知識普及的中小學課程改革的工程――美國“2061計劃”。此計劃把基礎教育階段的數學、科學、技術等列為核心課程，計劃的主旨在於普遍提高美國這些核心課程的教育質量。1996年，美國國家科學院制定了具有深遠意義的《美國國家科學教育標準》；2013年，美國頒布《新一代科學教育標準》，明確規定了從幼兒園到高中各個年級科學教育的教學目標、教學內容和評價標準，圍繞大概念組織科學教育內容，並構建了學習進階關繫圖。2014年版英國《國家課程標準》將科學列為三門核心基礎學科之一（另兩門是英語、數學），KS1~KS4四個學段(5~16歲）的學生都必須學習，貫穿整個義務教育階段。

二、國際小學科學教育發展的主要趨勢
總的來說，國際小學科學教育發展趨勢主要表現為：教學以學生為中心，強調手、腦結合，進行“真實”問題的學習，采用探究法，重視交流技能的培養，實施寫實性評價。以下將從科學教育目標、科學教育原則、科學教育內容、科學教育方法等方面對國際小學科學教育發展的主要趨勢加以介紹：
（一）科學教育目標
回顧小學科學教育的產生、發展歷程，不難發現，它大體經歷了科學知識、科學方法、核心素養的發展軌跡。
傳統的理科教育主要以傳授科學知識為主，教師的任務就是向學生講授自然科學的一般規律，把大量的知識灌輸給學生，學生本身成了被動接受知識的對像，這種學習活動導致學生缺乏主動性，所掌握的知識脫離生產和生活實際，得不到充分發展。在科學教育改革後，國際上出現了以培養核心素養為科學教育最高宗旨的發展趨勢。
科學學科的核心素養是指學生在接受科學教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過科學學習內化的帶有科學學科特性的品質，是科學學科育人價值的集中體現。
核心素養概念遠比科學知識、科學方法概念內涵豐富，盡管後兩者仍是科學素養的重要組成部分。核心素養是指每個人所應具備的對科學的基本理解。它包括五個方面：了解重要的科學事實、概念原則和理論，具有把有關科學知識應用於日常生活情境中的能力，具有利用科學探究過程的能力，理解科學性質的一般原理和科學、技術與社會的相互作用，具有明智地對待科學的態度以及對與科學有關的事物的興趣。很顯然，核心素養是一個融科學知識、科學方法、科學態度、科學價值觀等多種因素為一體的復合概念。與科學知識、科學方法相比，核心素養的人文色彩明顯加強了。
承擔“2061計劃”的美國科學促進會於1989年提出了一個口號“為了全體美國人的科學”，美國化學學會聲稱美國的生存與發展“不僅取決於受過良好教育的科學與工程人員，也取決於具有科學素養的民眾”。英國皇家學會在1985年就指出，“改進公眾對於科學的理解是對未來的一種投資”，而這種投資“能夠成為促進國家繁榮、提高公眾和個人決策質量、充實個人生活的重要因素”。全民科學素養的提高對國家的益處是無疑的，它將促使公眾提高審美情趣，增強道德觀念，選擇理性的生活方式。任何一個缺乏科學素養的民族都不可能在公共或個人問題上做出明智的決策。一個民族整體的科學素質水平往往也決定了由其所組成的社會的質量――不僅是科技方面、經濟方面的質量，也包括民主政治方面的質量。
同時，科學教育的核心素養也是個人素養的重要組成部分。科學素養的提高可以增加公民就業機會；可以使他們在面對飛速發展的技術所提出的新要求時充滿信心；可以使他們識破形形色色的迷信和偽科學現像，並給予有力抵制；可以使他們對某些影響個人生活或經濟的問題（如飲食、醫療、安全、能源使用、環境保護等方面的問題）做出更合理的決定。此外，科學素養的提高還能使公民獲得智慧和審美方面的鋻賞力。提高核心素養不僅是基礎科學教育的任務，也是終身教育的任務。而在基礎教育階段，有責任使學生具備以下素養：
（1）成為技術世界中一個自信的公民，對一些重要的科學問題抱有興趣，並能自覺地發展這種興趣。
（2）在解決個人或社會問題時，能自覺並有能力運用科學知識和科學思維方法進行判斷、做出決策，對個人、社會和子孫後代具有強烈的責任心。
（3）能認識到各種科學方法的用途和限制，並了解它們在其他學科和日常生活中的應用。
（4）能不斷追求在科學方面的繼續學習，並能為此做適當的準備。
為了完成培養核心素養這個總目標，需要注重從科學觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任等方面進行培養,以達成總目標。
1.科學觀念與應用
科學觀念與應用是學生形成的關於物質、運動、相互作用、能量等的基本認識,是科學概念、規律、原理等在頭腦中的提煉和升華,是用科學觀念解釋自然現像和解決實際問題的能力。
在科學教育中，知識的學習不再著重於記憶一堆事實和理論，而趨向於核心概念的構建，幫助學生理解周圍一些與生活有關的事件和現像。在英文文獻中，我們經常會看到大概念、核心概念、基本概念、主要概念等詞，這些詞的意義很相近。
通過科學教育，學生應能理解一些涉及物體、現像和材料以及它們在自然界中的相互關繫的大概念，這些概念不僅能解釋觀察到的現像和回答日常生活中的問題，而且能對生活中未觀察到的現像進行預測。大概念是適用於一定範圍內的物體和現像的概念；與之相對應，隻適用於特定觀察和實驗的概念被稱為小概念。例如：蚯蚓能很好地適應泥土中的生活，這隻是小概念；生物體需要經過很長時間的進化纔能形成在特定條件下的功能，則是與之對應的大概念。
確定大概念是需要斟酌的，雖目前並無定論，但應符合以下標準：能夠用於解釋眾多的日常生活中的物體、事件和現像；可以提供做決策時所遇到的問題的理解基礎，而這些決策會關繫到人類的健康與幸福，以及環境和能源的使用；能解釋人類自身和自然環境的問題；具有文化上的意義。

教學設計是一項繫統工程，小學科學課程的教學設計又有著自身的學科特點。在小學教育專業“小學科學課程與教學”這門課程的教學過程中，我們發現，在現有的“小學科學課程與教學”的教材中，教學設計一般隻占非常有限的篇幅，教學設計牽涉的各個環節具體如何開展未及詳述，這對小學教育專業的師範生而言，從學到的課程與教學相關理論，以及科學教育的理念，到實踐中能完成一份有質量的小學科學教學設計方案，似乎還缺少更為明確和深入的指導。有鋻於此，本書的編寫組建了包括大學教師和小學科學課程教研員的作者隊伍，聚焦小學科學教學設計的各主要環節，立足於相關教學理論以及科學教育理念，提煉出一線優秀教師以及教研員在實踐中的思考與經驗，闡明小學科學教學設計各環節的一些具體做法，期望能為師範生從教學理論走向教學設計的實踐提供有效的幫助。
本書的結構思路是：在帶領讀者了解小學科學教育概況和小學科學教學設計的基本程序的基礎上，依循小學科學課堂教學的主要環節，介紹導人、新授、結課與評價的設計。由於小學科學課程的學科特點，課程資源的開發和利用尤其重要，因此本書還用專門一章介紹了小學科學課程對於教材與媒體資源、活動材料、室外活動資源等的組織和利用。本書以實踐為導向，文中結合了大量的案例和評析，幫助讀者把握小學科學教學設計的一些原則、要點和方法，並且在最後一章，精選了各具特色的教學設計案例加以評析，使讀者對優秀教學設計方案有更多的感性積累，獲得一定的啟發。
本書可作為師範院校小學教育專業學生的課程學習材料、處於見習期的小學科學新教師的培訓材料，以及參加教師資格考試（小學科學）考生的學習材料。
本書由葉勤擔任主編，各章節具體分工如下：陳慧負責編寫第一章第一、二、四節以及第五章；盛桂興負責編寫第一章第三節、第二章、第六章；張瑞芳負責編寫第三章、第四章；葉勤負責編寫第七章。
由於編寫者學術水平和能力有限，書中若有不妥之處，懇請廣大教師和讀者提出寶貴意見，以便修訂時調整和進一步完善。