第一章 支撑科学教育的基本原则
原则1：在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统地发展和持续保持学习者对周围世界的好奇心，对科学活动的热爱以及对如何阐明自然现象的理解。
我们并不主张在早期教育中引入和要求理解所有的概念。科学的理解源于在好奇心激励下进行的对物体和现象的探索，而这种好奇心是出自于我们对周围事物寻求解释的愿望。理解并不是简单的有或无，而是随着经验的增长，不断增加复杂性的过程。从事科学探究，可以使学生体验亲历发现的快乐，并开始了解科学活动的本质、科学的威力和局限性。
思考：要让学生产生好奇心，关键是给学生呈现真问题，让学生在真问题中产生求知的欲望和寻求解释的愿望。有时我们在让学生开始探究时呈现给他们的问题情境未能调动起学生的求知欲，他们的探究只是为了解决老师提出的问题，那这就不是真问题。真不问题不一定要学生提出，也可以是老师提出，关键是这个问题是让学生很想去解决的。
对概念的理解也不是一步到位的，是随着学生经验的增长，慢慢对概念认识丰满的过程。就算在小学阶段他们还没有建构起也没有关系，在后续的学习中会慢慢建构起来。
原则2：科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够参与有依据的决策和采取适当的行动，这对保证他们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。
学习科学的方法有利于理解力的提高，能帮助学生发展学习的能力。在一个变化迅速的世界中，为了能有效地工作，这些能力是一生都需要的。理解科学如何运用于生活中的各方面，有助于了解科学的重要性，认识到必须保证对科学知识的适当运用。
思考：在书中后面的内容也提到“科学素养”的含义是指让所有的学生获得以科学方式处理事物的整体能力。科学方式就是指有依据的决策和采取适当的行动。而要让学生了解科学的重要性，是我们往往忽略的，了解科学史的发展有助于学生了解科学的重要性。
原则3: 科学教育具有多方面的目标，科学教育应该致力于：理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身和科学在社会中所起作用的概念；收集和运用实证的科学能力；科学态度。
这里的“概念”：表示对所观察到的互相关系或特性进行解释后的抽象。
日常概念：可以是不需要基于实证的某种想法。
大概念：可以适用于一定范围内物体和现象的概念。
小概念：与大概念相对应，只运用于特定观察和实验的概念。
通过科学教育学生能理解一些涉及物体、现象和材料以及它们在自然界中相互关系的大概念。这样一些概念不仅能对观察到的现象提供解释和回答日常生活中产生的问题，而且能够对原来没有观察到的现象作出预测。科学教育也应该促进学生理解有关科学探究、推理和科学方法的大概念。
思考：对概念的理解应包括概念的运用（能对观察到的现象提供解释和回答日常生活中产生的问题），和概念的推理（能够对原来没有观察到的现象作出预测）。前者我们一向都比较重视，但对后者我们是比较忽视的。
原则4：基于对科学概念的审慎分析以及基于当前对学习是如何发生的有关研究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段需要掌握的概念。
为了确定概念的进展过程，一方面需要逻辑分析，找出基于哪些简单的概念开始构建复杂的概念。另一方面需要来自思维发展的研究实证，思维的发展有时并不是按照逻辑来进行的。通过找出学生如何从经验中学习，我们可以较为详尽地描述他们在向目标进取时思维的改变。
想要得到一个适用于所有学生的对进展的精确描述是不现实的，但可以对一些共同的趋向进行大致的描述：
逐步提高阐明物体特性的能力，能考虑到用不直接观察到的特性来阐明物体的特性；
较高的认知能力，能认识到阐明某些现象时需要考虑多个因素；
较好的定量观察能力，能用数学来完善和加深理解；
能更有效地运用物理、心理和数学模型。
思考：在进行概念教学时要对概念进行分析，把概念进行分解，从简单到复杂逐步建构。还要对学生进行分析，分析他们的思维在学习过程的进展，这需要在课前、课中和课后都要关注学生的思维变化。
原则5：应该从学生感兴趣并与我们生活相关的课题开始，逐步进展到掌握大概念。
如果学习者认为学习的任务对他们没有意义，他们要理解所学的内容会很困难。如果能够将新的经验和他们已有的经验相联系，如果他们有时间交谈和提问，并因好奇而希望寻求问题的答案时，学习会更为有效。这就说明，活动应该能使学习者有机会接触到真实的物体和真实的问题。
思考：在选择教学内容，进行教学设计是要考虑怎样从学生已有经验出发，呈现给学生真实问题，让学生将新的经验与已有经验相联系。有时学生可能在做的过程中才会发现问题，所以可以先放手让学生自己去探究，在探究中发现问题，在指导下再让学生解决问题，这样的学习会让学生觉得是有意义。
原则6：学习的经验应该明晰地反映出既包含科学知识，也包含科学探究的理念，并且符合当前科学和教育方面的见解。
不把科学视为一组机械的程序和已经确定建立起来的“正确的答案”，而把科学看做是对世界理解的创新，更能吸引和激励学习者。
思考：这让我想起在课堂上到最后如果孩子还没有得出“正确的答案”，甚至这个是得出“错误的答案”怎么办？我们会很急，可能拖堂也要把正确的答案塞给学生，觉得这样才完成教学目标。其实学习是有一定的进程，我举得只要是孩子依据实验获取真实数据而得来的答案，都是正确的答案，至于其中出现了什么问题可以再利用一节课来进行探究。应该让孩子知道在科学上没有绝对的正确与错误，不要有任何的思想负担去进行科学探究。
原则7：所有科学课程活动都应该致力于深化学生对科学概念的理解，同时应该考虑其他可能的目标。例如：科学态度和能力的培养。
能力的培养必须与某个具体的问题相联系，必须对“实际对象”的观察，必须有关于“实际对象“的数据。 如果“实际对象”与理解物质及生命世界无关，所发展的能力只是一般泛指的能力，而不是特指的科学能力。同样的，如果活动只是用来使学习者快乐和激动，它就像放焰火一样，也不是科学教育。
抓住学生注意力的一些展示会有作用，能将学生引导到准备研究的问题上来。但是，对小学教师来说，特别要注意确保儿童的活动不仅仅是停留在兴奋的状态，而是要引导他们加深他们对周围事件的理解。
思考：不能为了培养能力而单纯是能力的训练，能力的培养是要与真实的问题相联系，能力不是在虚构的对象、虚构的问题中发展起来的，而是在与理解物质及生命世界的探究过程中发展起来的。同时要提醒老师绝对不能让学生觉得“活动” 就是“玩”，“探究”就是“做实验”，要让明确我们探究的目的，在探究过程中引导他们加深他们对周围事件的理解。
原则8：为学生设置的学习项目以及教师的职前教育和专业发展，都应该与为达到原则3中所设置目标需要的教与学的方法保持一致。
我们需要的教学方法应该是能够让学生自己构建他们对概念的理解，包括基于可能的想法提出预测，用不同的方法收集数据、解释数据，对比他们的预测来评价得到的结果以及讨论这些概念如何运用。关键之处不在于有多少实际的操作，而在于动脑，并让学生需要带着思考获取和使用实证，以及相互之间对证据进行讨论。教师应该提供机会让学生思考和回顾在参与科学探究时是如何寻求实证和使用证据以及与别人进行的讨论在加深他们理解上的作用。
思考：除了动手，更重要的是动脑，怎样获取数据，怎样解释数据，对证据进行讨论等等，所以在探究后的研讨就显得很重要了，我们要保证活动后的研讨时间。在探究的最后让学生思考和回顾在参与科学探究的过程对他们的发展是有帮助，这也是对自身活动的元认知，能够让他们更好的理解科学活动的本质，更好的运用科学方法进行探究。
原则9：评价在科学教育中具有关键的作用。无论是对学生学习过程的形成性评测，还是对学生学习进展的总结性评测，都必须考虑到所有的学习目标。
为了促进学习，教师要保证提供的学习活动对发展概念和能力有适当的挑战性。这就意味着需要知道学生在发展过程中已经进展到哪里，并且知道怎样使他们往前发展。在这个过程中，重要的是帮助学生认识到活动的目标，以及如何判断他们相对于目标已经进展的程度，使学生可以在知道自己的学习中起到作用。
有助于学习的评测应该是在学习过程中进行的，而不是在学习之后发生的某种事情，所以应该嵌入到教学项目和教学指导中。
思考：这里所说的就是让学生跳一跳就能摘到果子，保证提供的学习活动对发展概念和能力有适当的挑战性。这需要利用评测来了解学生的起点。在探究过程中要利用评测帮助学生判断他们相对于目标已经进展的程度，要不然学生可能会忘记探究的目标或者偏离目标。
原则10：为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应该促进教师之间的合作，并需要社会其他力量包括科学家的参与。
如果能够安排一些活动，使教师以不同方式分享彼此的专长，咨询科学家，从当地工业界得到有关科学应用的知识，或者参与社区中与科学有关的活动，所有的教师将能从中受益。
思考：教师之间的合作很重要，尤其是资源的共享，教学难点解决方法的分享等等。科学教学涉及的面太广了，而我们现在的科学老师专业大多是生物、化学、物理、地理，所以分享彼此的专长能使老师从中获益。
