不管是兼職科學課教師，還是專職科學課教師，不管是剛剛接手科學課教師，還是有著多年執教科學課的教師，都面臨著這樣的問題：要當好小學科學教師，應該通曉哪些知識？具備哪些能力？具有什么樣的素養？要回答這些問題，必須先了解一下新課程運作系統的構成以及小學科學教師在新課程運作系統中的地位和作用。

1999年和2001年，中共中央、國務院先后頒布了《中共中央國務院關于深化教育改革，全面推進素質教育的決定》（下文簡稱《決定》）以及《國務院關于基礎教育改革與發展的決定》。教育部2001年根據這兩個文件制定了《基礎教育課程改革綱要（試行）》（下文簡稱《綱要》）以及《義務教育課程設置實驗方案》（下文簡稱《方案》）。這些文件是這一輪課程改革的指導綱領，是國家意志的體現，指明了義務教育課程要培養什么樣的人：使學生具有愛國主義、集體主義精神，熱愛社會主義，繼承和發揚中華民族的優秀傳統和革命傳統;具有社會主義民主法制意識，遵守國家法律和社會公德;逐步形成正確的世界觀、人生觀、價值觀;具有社會責任感，努力為人民服務;具有初步的創新精神、實踐能力、科學和人文素養以及環境意識;具有適應終身學習的基礎知識、基本技能和方法;具有健壯的體魄和良好的心理素質，養成健康的審美觀和生活方式，成為有理想、有道德、有文化、有紀律的四有新人。

2001年，教育部根據《綱要》和《方案》，組織教育學、心理學、科學哲學以及相關學科領域的專家制定并頒布了《全日制義務教育科學（3～6年級）課程標準（實驗稿）》。經過十多年的實驗，教育部又組織專家對這一版本的小學科學課程標準進行了修訂并于2017年頒布了正式版的《義務教育小學科學課程標準》。

《綱要》指出：國家課程標準是教材編寫、教學、評估和考試命題的依據，是國家管理和評價課程的基礎。和其他學科的課程標準一樣，小學科學課程標準既是國家意志的體現（培養什么樣的人），又是馬克思主義哲學、自然辯證法、科學哲學以及現代科學知識體系的體現（培養人的什么），也是國際國內教育學、教育心理學、兒童發展心理學、學習理論等領域的研究成果的體現（怎樣培養人），在新課程運作系統中起著承上啟下的作用。

在新課程運作系統中，基于課程標準編寫的教材是一個重要的中間環節。小學科學教材是以小學科學課程標準為依據編寫的全面落實課程標準、體現課程理念和課程目標的課程資源，起到支持教師教學、促進學生學習的作用。

教師是實施新課程的踐行者：基于課程標準對教材進行分析，并根據課程目標和教材制訂學期課程綱要、進行教學設計（編寫單元或課時教案）、實施課堂教學和評價。

或許有教師認為，教師只要熟悉教材、教好教材就行了。事實上，只熟悉教材是遠遠不夠的。任何一個版本的教材都是預設一個一般的知識起點，預設一個一般的認知水平，預設一個通用的教學資源，它不可能對所有地區、所有學校、所有班級、所有孩子都是最佳方案，這就需要教師因地制宜、因人施教，根據學生的基礎和具體的教學資源，對教材做適切性處理加工。因此，如果想要開展有效的課堂教學，需要設計合理的學期課程綱要和單元、課時教案，課程綱要和教案的設計，需要準確理解教材內容和編寫思路，需要準確把握課程標準對課程目標的要求。對課程標準的把握需要了解課程標準制定的依據，課程標準制定的依據不僅包括體現國家意志的黨和國家的相關文件，也包括馬克思主義哲學、自然辯證法、科學哲學所概括的科學本質、科學精神、科學態度、科學方法以及科學知識等，還包括國際國內教育學、教育心理學、兒童發展心理學、學習理論等相關領域的研究成果。具體地說，當好小學科學教師需要具備以下幾個方面的素養：

政治思想與職業道德

小學科學課程標準指出：小學科學課程要按照立德樹人的要求培養小學生的科學素養，為他們的繼續學習和終身發展打好基礎。因此，政治思想與職業道德修養是小學科學教師從事小學科學教學、實現“立德樹人”目標的基本要求。

《決定》要求：“各級各類學校必須更加重視德育工作，以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導，按照德育總體目標和學生成長規律，確定不同學齡階段的德育內容和要求，在培養學生的思想品德和行為規范方面，要形成一定的目標遞進層次。要加強辯證唯物主義和歷史唯物主義教育，使學生樹立科學的世界觀和人生觀。要有針對性地開展愛國主義、集體主義和社會主義教育，中華民族優秀文化傳統和革命傳統教育，理想、倫理道德以及文明習慣養成教育，中國近現代史、基本國情、國內外形勢教育和民主法制教育……”因此，小學科學教師應當熟悉馬克思主義哲學基本原理特別是辯證唯物主義和歷史唯物主義，以及毛澤東思想和中國特色社會主義理論，也要熟悉中國歷史特別是中國近現代史，以及國際國內形勢與國家法律政策，具備良好的教師職業道德和思想品德修養，更好地為人師表。

或許有的科學教師會認為，德育應該是道德與法制類課程的任務，科學課更應該重視與科學有關的內容。其實，任何一門課程都肩負著“立德樹人”的任務。《決定》明確指出：進一步改進德育工作的方式方法，寓德育于各學科教學之中，加強學校德育與學生生活和社會實踐的聯系。而且，德育中的辯證唯物主義教育，能使學生樹立科學的世界觀，愛國主義教育、中華民族優秀文化傳統教育、倫理道德以及文明習慣養成教育等目標均與科學課程的內容密切相關，科學課程是寓德育于學科教學的良好載體。

自然辯證法與科學技術哲學

小學科學應該教學生些什么？當然是要教“科學”。那什么是科學？科學的本質是什么？科學研究的一般過程是什么？科學研究的方法有哪些？我們應該具有什么樣的科學態度？科學和我們的生活、社會以及環境有什么樣的關系？要回答這些問題，離不開馬克思主義哲學特別是自然辯證法以及科學技術哲學、科學技術史等相關學科的知識和理論。

自然辯證法是馬克思主義的自然觀和科學觀的反映，體現了馬克思主義哲學的世界觀、認識論和方法論的統一，是馬克思主義哲學的重要組成部分。馬克思主義哲學的世界觀和認識論可以通俗地概括為五句話：世界是物質的，物質是運動的，運動是有規律的，規律是可以認識的，認識是發展變化的。學習自然辯證法，有利于幫助學生認識作為自然科學研究對象的物質世界的客觀性及其運動、變化的規律性，理解科學研究的任務就是揭示物質世界現象背后的客觀規律，知道科學知識都有相對性。

科學技術哲學以前也被稱為自然辯證法，現在通常稱為科學技術哲學，并涵蓋馬克思、恩格斯之外的科學技術哲學家的研究。和自然辯證法一樣，科學技術哲學主要研究自然界的一般規律、科學技術活動的基本方法、科學技術及其發展中的哲學問題、科學技術與社會的相互作用等內容。因此，科學技術哲學能夠用來幫助學生理解科學、技術的本質，了解科學技術活動的基本方法和科學研究的一般過程，認識科學、技術與社會、環境之間的關系。

科學技術史是關于科學技術的產生、發展及其規律的科學。科學技術史既要研究科學技術內在的邏輯聯系和發展規律，又要探討科學技術與整個社會中各種因素的相互聯系和相互制約的辯證關系。相對于科學技術哲學，科學技術史對于小學科學教學的作用更為直接、具體，能夠滲透到小學科學課程目標的方方面面：科學史把科學知識置于科學發展的歷史情境中來討論，能夠幫助學生更準確地建構科學知識，并理解科學知識的相對性;科學史中有大量科學家的研究故事，能夠幫助學生知道科學研究的一般過程，了解一些具體的科學思維方法;生動有趣的科學故事能夠培養學生的科學態度，激發他們的好奇心和求知欲，培養他們的實證意識、獨立思考意識、批判精神和懷疑精神;科學技術史中關于科技的發展和應用給人類生物、社會和自然環境帶來的影響的歷史事件能夠幫助學生理解科學、技術、社會與環境的關系。

此外，小學科學教師還可以學習一點科學社會學和科學知識社會學方面的知識。科學社會學是研究科學與社會各方面之間關系的學科，包括科學與政治、經濟、教育、宗教、文學藝術等社會因素的相互作用，或者把科學作為一種社會體制來考察，研究科學家共同體內部的社會關系及結構、科學家的行為規范、科學獎勵制度等方面的問題。科學知識社會學則是一種相對主義的科學哲學，把科學知識看作是由社會建構的，持建構主義的科學知識觀，和建構主義學習理論有著相同旨趣。科學社會學和科學知識社會學能夠用來幫助學生理解科學、技術、社會與環境的關系，引領學生進行科學知識的建構。

把握課程目標

對于小學科學課程具體要教什么，小學科學課程標準明確指出，小學科學課程涵蓋科學知識，科學探究，科學態度，科學、技術、社會與環境四個方面的目標。

在科學知識目標方面，課程目標涵蓋了物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四個領域。小學科學教師要熟悉這些領域的科學知識，包括物質科學領域的物理學（聲學、光學、電學、熱學、磁學、核物理學等）、化學（無機化學、有機化學）等，生命科學領域的生物學（動物學、植物學、微生物學等）、人體生理學等，地球與宇宙科學領域的地理學、地球概論、天文學等，技術與工程領域的技術哲學、科技制作、工程學概論等。科學教師對每一學科至少要達到高中以上知識水平，并且要熟悉不同學科的實驗操作方法和教學方法。

在科學探究目標方面，課程標準要求學生“知道科學探究需要圍繞已提出和聚焦的問題設計研究方案，通過收集和分析信息獲取證據，經過推理得出結論，并通過有效表達與他人交流自己的探究結果和觀點”，能夠“初步了解分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法”。因此，要幫助學生達成科學探究目標，教師需要掌握一定的科學方法論的理論。科學方法論是研究各種科學研究方法的內涵、發展、步驟、局限性、哲學基礎以及各種科學方法在科學研究中的應用的學問，能夠讓教師更好地引導學生了解科學研究的本質，經歷科學探究的一般過程，掌握基本的科學探究的方法。

在科學態度目標方面，課程標準要求從探究興趣、實事求是、追求創新、合作分享等四個維度對學生進行培養。熟悉科學技術史、科學技術哲學、科學社會學等學科，可以讓教師更有效地培養學生的科學態度。

在科學、技術、社會與環境目標方面，小學科學課程標準要求從科學技術與日常生活的聯系、科學技術與社會發展的聯系、人類與自然和諧相處三個方面對學生進行培養。因此，除了前面提到的科學技術史、科學社會學等相關學科，教師還應了解一定的環境科學、生態學方面的知識和理論。

STEM教育與跨學科綜合

STEM教育是起源于美國，近年來對我們的科學教育產生了深遠的影響。STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文單詞首字母的縮寫。STEM教育是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，其本質是強調綜合運用科學、技術、工程和數學等多種學科領域的知識和方法解決社會、生活中遇到的實際問題。因此，不能簡單地認為3D打印、機器人大賽就是STEM教育，或者認為STEM教育就是動手做，就是玩。

小學科學課程與STEM教育密切相關。小學科學課程標準和STEM教育有著共同的指導思想：強調面向實際問題，強調綜合運用多學科知識，強調技術與工程思想和方法在解決實際問題中的應用。就業對于小學生來說還很遙遠，小學科學課堂上的STEM教育應從強調綜合運用所學知識解決社會、生活中的實際問題入手，培養他們利用所學知識解決實際問題的意識和能力。因此，教師應具有關注生活中的實際問題的意識，并且具有綜合運用多種學科知識包括技術與工程領域的知識引導學生進行科技實踐活動的能力。

此外，小學科學課程標準還強調：科學課程與并行開設的語文、數學等課程相互滲透，促進學生的全面發展。因此，小學科學教師還應熟悉與科學并行開設的語文、數學、綜合實踐活動、道德與法治、音樂、體育、生理健康等學科的教學內容，以尋求科學課程與這些課程的融合。

心理學與學習理論

回答了科學課教什么的問題之后，接下來面臨的是怎么教、怎么更好地教的問題。解決這些問題，要求教師了解小學生的心理特點、學習過程以及學習過程中心理活動的特征。科學教師不僅需要具備普通心理學、教育心理學、兒童發展心理學等心理學知識，更要了解一些學習理論方面的知識，特別是行為主義、認知主義、建構主義、腦科學等在國際上有著廣泛影響的學習理論，小學科學課程標準的制定與這些學習理論密切相關，特別是與建構主義學習理論密切相關。

傳統的教學模式與行為主義學習理論密切相關。行為主義者認為，行為是學習者對環境刺激所做出的反應，學習是刺激與反應之間的聯結，所有行為都是習得的。

認知主義者認為學習在于內部認知的變化，學習是一個比“刺激—反應”聯結要復雜得多的過程。他們注重解釋學習行為的中間過程，即目的、意義等，認為這些過程才是控制學習的可變因素。皮亞杰的認知結構理論、布魯納的認知發現說等都是有代表性的認知主義學習理論。

建構主義是半個世紀之前興起并在國際上產生廣泛影響的一種思想潮流，影響了哲學、社會學、教育學等不同的學術領域。建構主義主張世界是客觀存在的，但是對事物的理解卻是由每個人自己決定。不同的人由于原有經驗不同，對同一事物會有不同理解，知識將隨著人們認識程度的深入而不斷地變革、深化。建構主義學習理論認為，學習是引導學生從原有經驗出發生長（建構）起新的經驗的過程，教師不能無視學習者已有的知識經驗，不能簡單地、強硬地從外部對學習者實施知識的“填灌”，而是應該把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中主動建構新的知識經驗。

建構主義學習理論主張在教學中運用探究式學習、支架式教學、情境教學和合作學習，這些教學模式正深刻地影響著我們的小學科學課堂教學。

探究式學習就是基于問題解決的活動來建構知識的過程。在教學過程中，應該是通過有意義的問題情境，讓學生通過不斷地發現問題和解決問題，學習與所探究的問題有關的知識，形成解決問題的技能以及自主學習的能力。

支架式教學是指教師與學習者共同完成學習活動，為學習者提供外部支持，幫助他們完成無法獨立完成的任務。隨著活動的進行，逐漸減少外部支持，讓學生獨立活動，直到最后完全撤去支架。

建立在有感染力的真實事件或真實問題基礎上的教學稱為情境教學。知識、學習是與情境化的活動聯系在一起的。學生應該在真實任務情境中，嘗試著發現問題、分析問題、解決問題。

合作學習是指通過討論、交流、觀點爭論，相互補充和修改，共享集體思維成果，完成對所學知識的意義建構過程。

教育學與科學課程教學論

除了心理學和學習理論方面的知識，怎么教的問題還離不開對教育學一般原理的掌握，離不開對中外科學課程標準的比較研究，以及對科學教育學、科學課程教學論的理解和運用。

科學教育學是一門研究科學教育的內涵、功能、學科地位、課程結構，國內外科學教育的發展歷程以及當前科學教育思想，科學教育課程及其改革，科學教科書的編寫和使用，科學教育教學方法，科學教育評價，科學教育資源的開發與利用等問題的學科。科學教育學和科學課程教學論的研究對象有相當大的重疊，相比之下，科學課程教學論更偏重教學，更加關注科學課程的教學方法、教學策略以及教學設計等具體問題，更具實踐性。因此，小學科學教師離不開科學教育學和科學課程教學論的理論指導和方法引領。

此外，教師還要善于對小學科學課程標準和科學教材進行分析，熟悉課程標準的目標體系，理解教材的編寫思路和編寫體系，掌握每冊教材、每單元、每一課所要達到的教學目標，以更好地進行教學設計。小學科學課程標準與教材分析目前還沒有權威的專著，教師可以通過參加教材培訓、閱讀與不同版本教材配套的教師用書或教學指南以及專業期刊來幫助學習，還可以通過觀摩優質課、閱讀有關科學教學活動設計案例來學習教學設計的方法。

教學技能與研究方法

教學技能是有效開展教學設計的必要手段。如果缺乏應有的教學技能，再好的教學設計也可能難以取得應有的教學效果。教學技能包括教師的語言藝術、書寫技能、課堂組織與班級管理，以及現代教育技術應用、概念圖的設計與制作、工程制圖與計算機輔助設計、科學微視頻拍攝與制作，等等。

一名優秀的小學科學教師不僅能夠教好課，還應具備一定的教育教學研究能力。這就要求教師要盡可能掌握基本的教育研究方法，熟悉文獻檢索與論文寫作，并具有一定的英語特別是科學教育專業英語水平。

總之，小學科學教師不僅要具備物理、化學、生物、地理、天文等各門自然科學領域的知識，具備教育學、心理學、哲學、歷史學等各門社會科學領域的知識，還要了解道德與法制、語數外、體音美等學科的教學內容，具有較強的動手能力來進行STEM教學，引導學生進行科技制作甚至科技發明，還要具備一定的教育教學研究能力。一名優秀的小學科學教師一定是一名師德高尚、知識面廣、能文能武、能畫能唱、全智多能的全科教師。

河南教育報刊社（450004）？？

附：作者推薦閱讀書目

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22.大象版各冊小學科學《教學指南》。

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