一、课题研究的背景

    1、面对现代科学技术的迅猛发展，面对已见端倪的知识经济的挑战，面对在和平与发展这一时代主旋律下新的霸权主义和强权政治日渐嚣张的国际局势，加强科学教育，促进小学生科学素养的最优发展，这是提高我国公民科学素养，加快我国现代化建设的需要，也是增强我国综合国力，实现中华民族伟大复兴的需要。

    2、世界各国小学教育改革风起云涌，改进科学教育已成为牵一发而动全身的教育改革的一个组成部分。美国认为，“美国的未来越来越取决于能否向全体美国儿童提供有质量并具有本国特色的科学教育”，并对小学科学教育进行了一系列改革，提出了国家科学教育标准提要；韩国把培养儿童的科学研究能力作为基本措施来抓，制定了有关科技教育法规；英国在教育改革中采取了鲜明的科技取向策略，要求通过学校课程来强化小学科学教育……等等。国外发达国家对小学科学教育的重视和采取的有效措施，不能不引起我们深思。科学教育已成为世界发达国家基础教育的基本内容和小学教育改革中最重要组成部分。小学生科学素养的最优发展不仅为科学技术高地的构筑提供了坚实的地基，而且为科学技术的创新提供了不竭的动力源泉。

    3、近几年来，随着我国科教兴国战略的实施和素质教育的全面推进，应该看到，小学科学教育取得了长足发展，但是从总体上说，小学科学教育仍相对薄弱。科学教育的地位和作用在小学教育中还没有真正落实。反思小学科学教育，小学科学教育对科学背离的现象仍十分严重，科学教育被缩减为科学知识的教育，没有真正体现充满生命力的探究精神的培养，把科学教育从素质教育中肢解出来，而处于一种游离状态。科学对全面的真正的科学教育呼唤，也就是要求我们以科学的方法和科学的态度来进行科学教育，以使我们的科学教育承担起培养小学生完整的科学素养的任务，促进小学生科学素养的最优发展。

    4、我校在“八 五”期间开展了“sts‘四个关心’素质教育实验”，在“九五”期间开展了“小学生科学素质培养模式研究”。通过十年的研究，我校对科学教育的探索在理论和实践上不断深化。但是我们以科学的态度和科学方法进行科学教育的问题还没有真正解决，我们的科学教育还不能完全使学生有效地产生问题，进入问题，形成解决问题的意识、习惯和能力，进行学习和探索，还没有把科学教育与教育活动主体（包括教师和学生）的生命发展历史联系起来，因此，如何通过教师创造性的教学活动，促进学生科学素养的最优发展这就是我们“十五”期间科学教育的基本要求和改革目标。

    二、课题界限

    “素养”既是人们日常用语，又是多学科研究的对象，对它的概念内涵众说纷纭。有人把素质和素养等同起来。我们认为两者既有共性内涵，又有差别。按心理学的分析，素质偏重于人先天的、解剖生理特点；素养偏重于后天的教养。《现代汉语词典》中把素养作为一个人日常的修养也是十分有道理的。我们在本研究中为了进一步突出教育的影响，所以把因变量定为“素养”。我们认为，素养是在环境和教育影响下，学生所到达的一定心理发展内容和心理水平，形成相对稳定的心理教养，包括观念态度和行为习惯等。据此，我们对促进“小学生科学素养最优发展”的理解包含下列基本看法：

   （一）每个学生的科学素养结构均有他和别人相同或相似的方面，也有他和别人不同或差异方面。基本素养相同或相似，但是要素组合的方式及要素呈现的强度不同，这就体现出独特性。从这意义上说，学生科学素养的相似性是相对的，而差异性是绝对的。

   （二）一个班级学生群体或集体的素养结构整合体现了群体或集体的素养，这就是说，不仅学生个体有素养，学生群体或集体也有素养。更重要的是，群体或集体的素养是建立在个体的素养之上，依赖于个体的素养之完善程度；同时群体或集体的素养也是影响、改革个体素养的重要力量。

    （三）“科学素养发展”既是尽最可能的开发和发展，也是发展的结果和过程的统一。科学素养的发展是以学生原有的素养结构为前提的，并且对它进行更新改造的过程。科学素养发展正是在这种结果与过程的不断转换之中逐渐扬弃自我，从低级过渡到高级、从旧态演化为新态，从必然走向自由。

    （四）学生科学素养发展必须予以优化。最优化是自然系统发展的一种趋势，也是人的一切活动的普遍规律。“最优化”的概念来源于数学的一分支，今天则是系统工程最重要的范畴之一。将最优化运用到教育研究中来，最早是苏联巴班斯基，他提出了教学过程最优化原理。他指出，根据教养目标和具体的教学任务，考虑学生、教师和教学条件，按教学的规律性和原则来制定一个最佳方案，然后灵活机动地执行这个方案，以期用不超过规定限度的时间和精力，达到对该具体条件来说是最大可能的结果。根据这一理论，我们所说科学素养发展最优化并不是一种理想化、固定化、单一化、绝对化的要求，这最优化是针对我校学生个体和群体的实际条件而言，以期遵循尽可能合理发展的进程及取得尽可能好的发展结果，也就是说，要求我校的科学教育做到低耗高效。

    三、研究目标体系

    本研究目标体系包括以下三个方面：

    （一）办学目标

在邓小平同志教育要“三个面向”的方针和第三次全教会议的精神指导下，坚持以人为本、以校为本和以发展为本的办学理念。开拓创新，追求卓越，努力实现现代化校园、个性化教育、学习化组织的办学目标，使我校成为具有鲜明科学教育特色的实验小学。具体要形成这五方面新局面：1、教育现代化内涵建设推进的新局面。努力提高装备设施的投入效益，促进有形资产向无形资产转化。2、课堂教学改革深化的新局面。引导学生主体参与，创设生动活泼的学习氛围，培养创新精神和实践能力，使学生学会学习。3、教育科研深入发展的新局面。形成浓郁的研究氛围，人人有主攻方向，个个参与研究，推出一批成果。4、教师整体素质全面提高的新局面。师德、师业、师能有较大的提高，由实践型教师向研究型教师转化，形成一批业务骨干。5、学校办学特色发展的新局面。依托底色，发展优势，重点突出，全面丰收。

    （二）研究目标

     从理论和实践结合上探索出一整套促进小学生科学素养最优发展的策略，最后研究成果为专著和研究报告。

    （三）培养目标

     以我省小学生素质教育目标要求为导向，以自然科学、社会科学和人文学科的优化组合为教育内容，以培养小学生创新精神和实践能力为重点，进一步发挥我校的科学教育的功能，扎扎实实地提高科学教育的质量，使全体学生爱科学、学科学、想科学、讲科学、用科学，促进科学素养最优发展。具体使学生做到以下方面：

    1、确立科学道德观念

    （1）了解科学发展给人类社会带来的负面效应，确立保护自然，保护地球和和平发展的思想；

    （2）确立学科学、用科学责任感，懂得必须把科学技术真正造福于人类；

（3）确立国情心，加强人际交流和情感沟通，克服科学技术将人物化的负面影响；

    （4）加强合作，使学生在科技学习和制作中发挥群体的智慧。

    2、传授科学知识

    在完成小学课程标准中所规定的科学知识的前提下，加强新科学知识教育，不断拓展学生知识范围，打好扎实知识基础。

    （1）不仅使学生初步掌握客观事物的结构、性质、运动及变化规律的知识，而且更要使学生初步了解科学知识的生长和逻辑体系的形成；

    （2）不仅要使学生掌握科学知识的结果，更要使学生了解科学知识发展的过程；

    （3）不仅要使学生了解标准答案，更要注重开发学生的智慧，促进学生创新；

（4）不仅要使学生认识掌握科学知识的重要性，更要使学生认识社会、市场对科学知识的需要；

（5）不仅要引导学习稳定的知识，更要引导学生学习新兴的知识。

    （6）不仅要使学生掌握陈述性知识，更要使学生逐步掌握程序性知识和策略性知识。

     3、培养科学方法

     （1）科学学习之法。使学生会自主学习，选择学习，独立学习，合作学习，创新学习；

     （2）科学思考之法。使学生初步了解和运用记忆方法、想象的方法、转换的方法、类比的方法、发散思维和辐射思维的方法。科学提出问题，科学感知问题，通过推理选定解决问题的方法，检验结论的可靠性。

（3）科学创造之法。注重原型启发，丰富学生的表象，开展联想，发展创造想象和直觉思维；引导学生大胆质疑，另辟新径；强化“小制作、小发明、小实验、小革新、小创造”活动，促进学生心灵手巧。

    （4）科学生活之法。注意科学用脑和用眼，养成科学生活的习惯，促进身心健康发展。

    4、确立科学态度和科学精神

    科学态度是通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成态度体验和习惯方式；科学精神是在科学学习和探索过程中形成的心理取向和价值观念。对于小学生来说，要做到以下方面。

    （1）坚信科学是真实可信的，不断发展的。

（2）初步具有怀疑和批判、探究和创新的精神。

    （3）初步懂得对科学知识要执著追求，对伪科学、邪教要无情鞑伐。

    （4）在学习科学中，严谨求实，一丝不苟。

    （5）初步具有探索解决问题的意识和习惯，逐步培养学生在没有问题的地方产生问题，在没有现成答案的地方寻找答案。

四、操作措施

（一）加强学习，更新观念

    观念，即看法、思想，具有深刻性、稳定性和情感性的支配行为的认识。教育观念制约着我校科学教育目标的落实和成效的好坏。所以我校的科学教育的深化首先要从加强学习，更新观念抓起。我们把促进学生科学素养最优化发展的过程看作是促进全校教师教育观念不断更新的过程。在本研究中，我们首先要通过自学和培训等各种形式，组织教师学习现代教育理论。包括赞可夫高难度、高速度的教学原则、苏霍姆林斯基的和谐发展思想、巴班斯基的教学最优化理论、布鲁纳的“发现学习”法以及布鲁纳的掌握性学习，等等。通过学习，要更新以下观念：

    1、破除以教师为中心的教育观念，确立以学生为主体的教育观念，构建教育民主化思想指导下的以学生为主体，学生自主学习和教师有效指导相结合的科学教育过程；

2、破除以科学知识为本位的教育观念，确立以学生发展为本的教育观念，构建以培养学生创新精神和实践能力为重点，广泛引导学生参与、探究、体验等多种形式的科学教育过程；

    3、破除以知识传授为中心的灌输式教育观念，确立启发式教育观念，构建丰富多彩、生动活泼的科学教育过程；

    4、破除“一刀切”划一的教育观念，确立注重个体差异因材施教的教育观念，构建一般发展和特殊发展相统一，共同发展和差异发展相统一的科学教育过程。

   （二）总体设计，多端切入

    本研究由校长室负责，进行总体设计，提出研究总目标和主要内容。学校各部门、教研组根据工作实际，选择一、二个子课题制定计划，多端切入课题研究。

    （三）统一要求，分题研究

本课题是我校的龙头课题，需要在研究目标、内容和研究过程以及管理上有统一要求。各子课题既要按学校统一要求进行研究，又要在各自的研究中发挥自己的优势，探索出促进学生科学素养最优发展的策略。

（四）课题做小，研究求深

本课题是综合性的大课题，必须分解成子课题。各子课题不求其大而求其深，求其新，求其实效。各子课题要从实际出发，既量力而行，选题要小，又尽力而为，研究要深。为此，做到：1、研究既要系统性，又要全面性。在程序上是连续的、渐进的，由浅入深，由简到繁。在操作对象上，要做到全面性，即对全体对象进行全面的操作和实施；2、对研究进程进行调控，及时排忧解难，发现问题，解决问题；3、把研究与听课评课活动及教学后反思有机地结合起来；4、注重观察和记录，积累尽量详细的原始资料。

（五）多题结合、多方合作

    各子课题在总课题统一要求下相互渗透、相互支撑，相互为用，最后形成统一的成果。同时，我们主动向上级教科部门、大专院校请教，主动争取他们的支持和帮助，使我校的研究不断深化。

    五、研究内容

1、 科学教育环境课程的创设及开发的策略研究；

2、 科学教育环境课程对小学生科学素养发展的作用研究；

    3、构建自主参与为基础的科学教育活动策略研究；

    4、在科学教育活动中引导学生主动体验的策略研究。

    5、在科学教育活动中培养学生创新精神和实践能力的策略研究；

    6、在科学教育中针对学生个体情况，坚持因材施教的策略研究；

    7、在科学教育中开发学生潜能的策略研究；

    8、在科学学科教学中，提高学生学习积极主动性的策略研究；

9、在学科科学教学中，增加学生参与课堂学习机会的策略研究；

   10、优化课堂科学教学方法的策略研究；

   11、对科学教学过程进行有效调控的策略研究；

   12、学校科学教育三类课程的整合研究；

   13、少先队活动和科学教育活动整合的研究；

   14、校外科技资源的开发和利用策略的研究；

   15、运用现代教育信息技术，提高学生科学素养的研究；

16、在科学学科教学中，开展研究性学习的策略研究；

17、以问题为中心的探索性学习研究策略研究；

    18、科学综合探究活动的设计和实施策略研究；

    19、科学教育与德育的整合策略研究；

    20、教师科学素养校本培训的研究；

    21、国内外小学科学教育策略的比较研究；

六、研究方法

鉴于本研究内容多，综合性和实践性强，故需要采用多种方法，主要有比较研究法、行动研究法、个案研究法、实验研究法、经验总结法等。

（一）比较研究法。从多学科多角度开展对国外情报资料的比较研究，把握国外小学科学教育的发展动态，借鉴已有的研究成果和经验教训，找到新的生长点，为课题研究深化提供思路和理论kj。

   （二）个案研究法。在科学教育中，要求教师确立个案研究的对象，把握个案对象的具体情况及发展趋势，及时收集教育策略的反馈信息，从而进一步完善策略。

   （三）实验研究法。选择某一学科、班级开展实验研究，运用系统分析和整体思维方式构建理论假设，做好实验设计和实施，揭示因果关系。

    （四）行动研究。要求教师将行动和研究结合起来，筛选和研究科学教育中迫切需要解决的具体问题，这不仅提高了本研究的应用价值，而且促进了教师教育科研能力和水平的提高。

    （五）经验总结法。在科学教育中，进一步加强反思，用现代教育理论总结经验，形成规律，提高策略的效度。

    七、研究的步骤

    第一阶段：2001年3月——2001年9月，为本研究设计准备阶段，主要任务是，总结“九五”课题实施情况，分析成绩和问题，广泛收集资料，设计本研究方案，制定研究计划，对子课题进行分解。

    第二阶段：2001年9月——2004年9月，为本研究实施阶段。主要任务是，开展多种形式的培训，全面推进研究，逐步落实子课题的任务，注意收集积累资料，逐步推出阶段成果。

   第三阶段：2004年9月——2005年9月，为研究总结阶段，主要任务是，全面总结研究工作，进行回顾和反思，统计研究数据、资料，撰写研究报告，编写专著，进行结题评审。

    八、研究的保障措施

    （一）建立机构，加强领导。由校长亲自负责，成立课题研究领导小组，负责师资培训及研究的决策、实施和调控工作。

    （二）充分发挥教科室、教务处、德育处的作用。教科室要认真抓好全校子课题的管理，把握好研究发展的动态；教务处要通过评课等形式，开展优化学科教学策略的研究；德育处要把科学教育与德育工作有机地结合起来，使科学教育活动与班级活动和少先队活动整合。总之，三个部门要协同作战，联合攻关。

    （三）成立专家顾问组。聘请有关专家，开展课题研究的咨询，进行教育理论的辅导，帮助进行阶段与终端的评价，成果的总结与推广等。

    （四）物质保证。进一步改善现代化办学条件，为科学教育的开展提供物质保证；每年要安排专款，作为研究经费，保证研究正常进行。

（五）建立激励机制。在本研究中，开展校级科研成果评选活动，奖励先进，鞭策后进，促进研究氛围的形成。