1.对学生现有能力和需要的综合分析
通过对参与PBL的学生的能力和需要的综合分析，可以了解学生的科学素养基础，学习能力，能够完成PBL所需要的情景问题的难易程度。从而能够客观和准确的提出的学习目标，准备合理的PBL讨论的情景内容、设计、多媒体的选择和相关图书资料。可以从以下方面来对学生进行分析，例如：学习者为xxx学校xxx年级学生（请客户自己修改黄色部分）：全班共有x人，男生x人，女生x人。男生女生混合分为x组，每组5人。学习能力，学生均能够自行阅读小学科学相关的文章资料，经过老师前期培训，学生可以借助电脑，图书等查阅相关资料。对于小学科学的基础课程中涉及的相关知识有一定的了解。了解学生的学习需要，总结学生对哪方面的小学科学问题感兴趣，或者对于那种情景方式更易于接受（比如小学生对图画或者小故事更易于接受）。
2.设计合理的教学目标
依据我国专家研究成果,PBL学习方法实施的核心目标是使学生:搭建扎实并且灵活的知识基础;提高并且开发高层次创新思维能力;能够开展自主学习;能够在PBL过程中培养合作精神。设计合理的教学目标要对本学科的特点有良好的掌握，在本案例中，如讨论小学科学中的动物单元，讨论与蜗牛相关的问题。笔者设计的教学目标如下：（1）知识获得方面，通过观察蜗牛的生活环境，身体形态，运动和了解饲养方法，使得学生能够在获得动物共同特征的同时，建立起生命体的概念。（2）PBL的过程和方法方面：通过对学生已有生活经验碎片的唤醒，使得学生能够通过语言来表达自己的生活体验和观点，通过小组讨论，提出自己的问题或者观点。提出问题后学生寻求解决问题的答案，开发他们的创新能力，观察能力，解决问题能力，总结能力。（3）合作精神等品质的培养：在PBL的讨论过程中，学生能够增强把生活知识运用到书本中的能力。同时小组讨论合作的交流模式，能够培养学生的团队意识、自信的表达观点的能力，交流能力。（4）通过对蜗牛的观察分析，饲养过程中让学生自主发现课本之外没有的知识，如蜗牛的食物、排泄、生长、繁殖等，使得学生在潜移默化中学到知识，同时又养成的自主学习的习惯。
3.学习环境设计
(1)问题情境设计。
通过图片来展示身边的小动物，如小学科学课本中动物单元提到的，蚯蚓，蜗牛，蚂蚁，金鱼等。让学生注意到身边的小动物，了解这些生命体的特征。让学生想办法、动脑筋尝试调查、观察获得更多的生活在附近的小动物的信息。感受动物和自然、人类的关系和动物的多样性。
提出要解决的问题，如，秋天里有哪些小动物，怎样观察获得小动物，还以蜗牛为例，引导学生提出问题，蜗牛的生活习性是什么？蜗牛用什么呼吸？蜗牛睡觉吗？然后是学生有浓厚的兴趣进行提出问题阶段，每组的成员记住自己提出的问题。
（2)学习资源设计
老师可以将班级学生提出的问题都收集到一起，以ppt的方式展示在学生面前。通过动物的教学视频，向学生展示蜗牛的一些生活习性和生长过程。给出一些相关的动物的基本知识，让学生有一定的了解之后再去解决他们提出的问题。同时给出相关的图书资料，让学生有平台去查找相关资料。
(3)学习过程设计
为了培养学生条理清晰地解决问题的能力,再现学生问题解决的思维过程，使得学生在解决问题后能够知道自己的正确或者错误之处，同时也可以作为认知档案留存，使得学生能够在发散思维的前提之下，又能有章可循，不至于使得PBL教学，成为没有边际的空想和学生无根据的遐想。
4.学习评价设计
本案例PBL评价的方式有3种,即教师评价、组内成员互相评价、自我评价。评价内容包括学习过程评价和学习成果评价两个方面;学习过程价评价主要是对学生参与PBL的合作程度、主动性、积极性、在组内起到的作用，以及是否有效地分享小组其他成员的经验。学习成果的评价注重学生提出、分析和解决问题的能力，以及此过程中的查找资料的能力。得出结论的正确与否。
二、PBL教学的实施思考
从小学科学动物单元蜗牛案例的设计思路和实施效果总结得出,PBL的教学模式对与培养学生的创新思维能力、合作学习能力、自主学习能力的提高有积极的影响，此外对于学生学习兴趣的培养有积极作用。在学生知识获得方面有了显著的进步，不再是灌输式的应试教育下的死板，不再是直接把知识告诉学生，使得学生没有思考的理由和空间，也没有的绝对的错误和正确，使得学生能够在自己感兴趣的前提下，通过自己的努力和挖掘找出问题的答案。这一过程，对培养学生的扎实的科学素养有着至关重要的作用。在PBL教学中，学生的学习热情高涨，学生的体会是，以前的小学科学课，都是老师直接讲解书本的知识，他们没有过多的去思考相关的问题，也没有去想自己哪里不懂，只是按照老师的要求记住相关知识。课堂效率低，对于太多要记忆的东西产生厌恶情绪。但是PBL的讨论过程就解决了这一问题，同学之间不仅加强了沟通，虽然回因为会不同意对方观点而争执，但是又可以努力查找资料来证明自己的观点，在查找资料过程中学到了许多课本没有的知识。同时经过资料的总结还能对所学知识进行拓展，使得简单的蜗牛一课特别丰富多彩。同时还能认识到其他动物的相关知识。PBL使得学生成长了很多。对于参与PBL之中的老师也深有体会，他们说：以往的教学过程中，很少有学生的表现机会，只有个别同学在课堂上比较活跃，但是PBL中一些不常发言的学生提出的观点也令我惊讶于他们潜在的能力。虽然PBL教学有诸多优点，也受到老师和学生的推崇，但是在大面积和广泛的推行过程中还有许多挑战。需要在接下来的PBL教学探索中去解决。主要有以下方面：
1.教师角色
在PBL模式下小学科学的课程中，教师的身份只是一个引导员，辅助者。引导学生提出与主题相关的问题，并且就问题引导学生思考，激励和引导学生进行发散思维。在学生讨论偏离主题或者有明显错误的时候进行纠正。并记录每一个学生的表现，以及相关问题。同时，为学生提供书籍等相关资料，为学生创造亲历解决问题的机会，使学生在进行知识建构的时候，培养学生的创新能力，探究能力和综合实践能力。当然，教师还要监控学生的学习过程,尤其是在学生小组讨论学习过程中,教师负责调控小组的学习气氛,，激发学生参与的积极性与团队协作意识。
2.学生角色
在PBL模式下小学科学的课程中，学生不是被动的接受知识，而是主动的获得知识的过程，是知识学习的主动参与者。学生在整个PBL过程中，都要进行积极的思考和认真的准备，在自己发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程中不仅要学会倾听小组成员的意见，也要积极表达自己的想法，同时还有竞争意识的融入，提高自身学习能力的同时，还提高了交际合作能力。
3.师生角色的转变需要逐步适应的过程
有上述分析的教师和学生在学习知识的主动和被动关系的转变可以看出，如果达到PBL的要求还需要一些时间。老师的转变很重要，更重要的是能够引导学生习惯自主学习的模式。
4.教学课时延长
教师备课(设计教学设计,问题引导,教学资源等方面)所准备的时间比旧的课堂教学多，因为你不知道学生会提出怎样的问题，在PBL过程中老师也处于一个学习者的角色，要不断的对自己不熟知的知识进行补充学习。同样，在PBL教学中,学生要花更多的时间来查找资料，准备问题，讨论，分析结果等，有时课堂的时间不够，会占用学生的课余时间，这样有可能降低学生的兴趣。同时对于课时的控制有一定的难度。
5.成本比较高
硬件上：相对传统教学,PBL模式需要准备多媒体教室，有条件的甚至需要网络教室,对于讨论中的相关表格，资料的开销都增大。软件上：对于老师的需要增多，每一个小组都需要一名老师指导，监控。这样人力的需要加大，同时也增加了实施难度，老师虽然不在是知识的主要讲解者，但是他的引导作用不容忽视。
6.对学生的评价客观比较难
PBL模式下对于学生的评价比较困难，因为学生的表现可以是学生表现可以是，发言的积极程度，资料的查找能力，分析问题的准确性，创新能力，问题解决的报告等等，没有一个客观的标准很难说学生的表现是好还是不好。同时还有组内互评和自我评价，都存在很大的人为因素和主观因素，对于学生真实能力的反应很难评价的客观。对于具体的评价项目很难确定，需要在长期的实践之后来逐渐完善。笔者针对这些问题和教学经验提出一些解决方案，对于教师来讲，首先要对课程的设计有良好的把握，对于角色的认知要坚定，留给学生更多自我学习的空间。对于硬件和软件资源的要求，可以将PBL设置为一门课程，同样也可以让学生自发组织PBL小组，在课下进行讨论学习，对于一些资料可以重复利用。减少不必要的开支。对于教师资源的要求，可以由一些有相当文化水平的家长在课下对学生进行指导。
网络环境中的科学课堂教育丰富了教学资源，拓展了教学模式。它将过去传统的、静态的、封闭的课堂变成了现代的、动态的、开放的课堂教学模式，使科学课堂更形象生动，更富感染力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。让学生在有限的教学时间内，轻松地学到更多的知识。为此，我就网络环境下小学科学教学谈一点个人的想法。
一、巧用电教，化难为易
科学课上有很多学生自主探究的素材，要求学生在教师的指导或引导下去进行调查、考察或实验，但有些活动课堂上是无法用实验的形式完全展现的，如《植物怎样喝水》这一课，反反复复讲解理论学生都很难理解，这时我们就可以借助网络技术和多媒体技术，虚实互补，让学生“看到”植物根的水与植物茎、叶脉向上输送的水缓缓流动的情景，再在重点处点拨，植物“喝水”这一难点就解决了。再比如《地球的公转和自转》等一系列天文知识课文，《食物链》等表现多种生物类课文，都可以利用网络和多媒体教学，生动、形象地展示给学生观看，使学生的科学探究活动不限于课堂上，实现学习时空的拓展。
另外在科学课的教学中有许多新知识、新思维的传授，受到了安全性等方面的限制 ,不可能在课堂进行实际演示，为了增强学生的感性认识，可以通过各种现代教育技术手段在教学过程中对这些实验、现象进行模拟演示达到仿真效果，或对现象进行放大、延时等操作，进而使学生在没有障碍的演示、实验环境中进行愉快地学习，获取知识。
二、提高兴趣，增强感知
传统教学方式主要靠粉笔、黑板、挂图或模型，学生兴趣不大，而网络环境中的科学课堂生动、形象、直观，学生兴趣浓厚。如教学《昆虫》一课，在学生掌握了昆虫的概念以后，训练学生能否在众多的动物中判断哪些是昆虫。这时可以在电脑上出示“送昆虫回家”的题目，让学生以游戏的形式 “拖拽”昆虫到相应的栏里，学生既引发了兴趣，又强化了知识。
三、丰富资源，深化探究
《科学课程标准》在课程“基本理念”中指出“科学课程要面向全体学生。”①“科学学习要以探究为核心。……科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。” ②但是传统教学由于受到时间和空间的限制，教师几乎成了除课本外的唯一信息来源。这时候在教学中运用网络技术，就能很好的弥补传统教学中的不足，其拥有的大量信息成为新的知识来源，成了源源不绝的学习财富。
如《保护大自然》一课，教师可以将学生分成若干个小组，指导他们登陆相关环保网站，进行在线收集资料，大量的资料丰富了课堂教学内容，学生再将这些信息整理、筛选、归纳，得出规律性的知识。这样充分利用信息技术既让学生收集到许多有用的信息，更重要的是锻炼了学生的动手能力和自学能力。在老师的指引下，学生们能根据自己的兴趣和能力选择内容进行自主学习和探索，学生不再是单纯地被动地接受知识，而成为信息加工、处理的主体，成为知识的主动构建者，这一点是传统课堂所难以实现的。
但是网络环境下的科学教学如果仅停留在搜集信息加工信息、交流信息这一层面，是远远不够的，还需要为学生创造机会，展示学习成果。如学完了《保护大自然》这一课后，让学生利用网上搜集的资料出手抄报，写倡议书等，深化探究学习，延伸探究成果。
四、虚实互补，优势互补
作为一门与小学生实际生活联系紧密的实践学科，小学科学教学内容涉及知识面广、教学内容繁多。小学科学作为整个科学教学的起点和小学科学研究的基础，承担着重大使命。在小学课程设置中，小学科学由于受传统教学理念影响且受应试教育的制约，因而在小学教学中的地位始终不能与小学语文、数学等这些“主科”相比，只能以“副科”身份居于小学教学序列中。小学科学在小学各门学科中的定位与科学这门学科的重要性存在矛盾，短时间内难以改观。另外，制约小学科学教学的另一个因素就是教学条件的制约。随着人们对小学科学教育教学的重视程度不断提高，教育教学的资金投入不断加大，但是小学科学教学需要大量教学实验器材，需要大量资金投入。可是由于现实问题，很多学校的实验器材和设备还很落后，实验器材的更新赶不上教学对器材的要求。这就导致教师在实施教学时总是捉襟见肘，很难保证小学科学实验教学圆满完成。小学科学实验器材投入不足现状已经严重制约小学科学发展，更不利于提高课堂教学效率。导致很多教师在科学教学过程中，对绝大多数知识教授只能停留在理论层面，而作为实验科学这样的教学是不能满足实际需要的。小学科学是一门以实验为基础的自然学科，小学科学的每一个概念的建立、每一个定律的发现，都是建立在实验研究的基础之上的。实验教学在小学科学中占据重要地位，小学科学教学的实施有赖于小学科学实验教学这一基础。实验教学不仅让孩子们亲自看到科学现象、懂得科学知识，更重要的是孩子们通过亲自参与实验研究懂得了知识形成过程、研究方式方法，从而形成了能力，而这种能力的成长更加重要。同时，大量有趣的实验教学也是孩子们对科学感兴趣的重要原因。孩子们对实验教学充满了期待，可是实际教学中孩子们很少接触和进行实验操作，导致孩子们失去学习兴趣和学习热情。小学科学教学需要激发和保持孩子们的学习兴趣，促进孩子们自主探究性学习。可见，实验器材的不足直接制约小学科学课堂教学效率和孩子们的学习状态。
二、如何实现小学科学有效教学
1.建立良好的师生关系，营造良好的课堂氛围。课堂教学氛围作为一种无形的课程教学资源对孩子们的学习起到重要作用。好的课堂氛围具有和谐、融洽的特点，能够为孩子们提供轻松的学习环境，孩子们摆脱了那种在老师威严下学习的压力，无疑会对强化课堂教学效果起到良好促进作用。课堂教学活动依赖于教师和孩子们之间的交流互动，教师和孩子们在课堂上交流合作是否充分直接影响课堂教学实际效果的强弱。要想让孩子们在课堂上主动积极地进行课堂交流必须以良好的师生关系和良好的课堂氛围为前提。这就要求教师平等对待每一个孩子们。改变传统教学中孩子们的被动接受状态。充分尊重每一个孩子们，发挥孩子们的主体作用，调动孩子们的学习积极性，变“要我学”为“我要学”。
1.科学课程的学科地位不能保证，科学课没有得到应有的重视。
因为目前学生学业成绩评价机制还存在一些弊端，大多数农村小学受应试教育思想的影响，把科学课列在“副科”之列，因为不是“主科”，其地位自然明显低于语文、数学、英语等所谓的“主科”，许多学校都存在着对科学课的挤课、占课现象。据笔者多年来对科学教学的调查，科学课不仅多由各个班级的语、数教师兼任，而且课时开设不够，不能有效地用来开展科学实验、观察等活动。
2.科学课教师师资力量薄弱、专业水准不高。
农村小学科学教师的师资状况不容乐观。据调查，多数农村小学科学教师是兼职的，几乎没有专业背景。这样的非学科专业背景直接影响科学课程的实施质量。在研究课标、教材、教参，进行教学设计、课堂教学、指导活动等方面没有科学领域专业的知识基础，没有专业的教学方法指导，这些在很大程度上使科学课的教学效果不佳，就更谈不上挖掘学生的潜能，开发学生的思维能力和培养学生的科学素养。
3.科学实验教学效率低。
一是学校缺设备，虽然教育局下拨了一批实验设备，但随着时间的流逝，有的丢失，有的损坏，留下能用的也不多，教学运用勉强应付。二是拘泥于“一本书、一张嘴”的陈旧上课模式，加之设备缺乏，导致在实验教学中不断出现偏差。三是实验室管理混乱，由于师资力量缺乏，没有专业的实验管理教师，担任科学课的教师基本上都是包办学校涉及到科学教学的所有事务。
二、对农村小学科学教学存在问题的应对措施
小学科学课是学生学习科学知识的启蒙教育。新的科学课程理念明确强调：“科学课以培养学生的科学素养为根本宗旨。”人的综合素养的提升要从学生时代开始，只有这样学生才有可能成才，成为社会有用人才。由于农村学校受办学条件的限制，要提升小学科学教学实效确实有一定的困难，但农村小学也有自身的优势，如何挖掘地方资源，发挥农村的优势，优化科学实验课，提升科学教学实效呢？
1.采取多种方法加强实验教学。
科学是一门以实验为主的学科，实验课上需要利用实验仪器和材料去完成教学任务，这就需要教师的精心备课和合理指导，利用多种教学手段，鼓励学生多动手、多动脑，充分挖掘潜力，培养学生的实践能力和创新能力。
（1）发动学生准备材料。
实验课要充分体现学生的主观能动性，在整个科学实验课中，学生要课前准备实验材料、课中动手操作、课后要进行实验改进，这些都会涉及到实验材料，因此，充分准备实验材料为科学实验课的开展提供了支撑。实验材料要是学生喜欢的材料，只有这样，才能调动学生积极、主动地去准备。例如，在讲授“蚯蚓的选择”时，为了验证蚯蚓的生活环境，课前笔者让学生准备了大量蚯蚓生活环境所需要的材料。平时能看到下雨天蚯蚓被水冲出来，学生捉来放在手中玩，有的学生拿一些湿泥巴捏来捏去。由此可以看出学生对蚯蚓和泥土等材料很感兴趣。到了课堂上，笔者发现学生准备了很多材料，学生把蚯蚓装进小瓶内，并且还带来了泥土、水、盒子、手电筒等材料。由于学生生活在农村，对蚯蚓生活在潮湿、阴暗的土壤里再熟悉不过了，但是要设计实验进行验证，还是要到教室做实验。由于学生准备得充分和有丰富的经验，因而实验进行得很顺利。学生设计了用湿土和干土让蚯蚓去选择，设计了阴暗处和明亮处让蚯蚓去选择，最后验证了蚯蚓喜欢生活在潮湿、阴暗的土壤里。实验材料贯穿了整个实验过程，顺利完成了教学任务。
（2）学生独立设计实验。
以探究式教学为主的科学实验课重在体现学生的参与过程。设计实验由学生独立完成或由小组合作完成，真正体现了以学生为主体的教学理念。学生参与设计实验应从利用小问题去解决大问题出发，只有在设计上能够解决的问题，在实验验证时才有可能解决。在设计实验中，教师应挖掘学生的潜力，解决实验中涉及的问题。例如，在讲授“光和热”时，主要是通过实验去研究光的强弱与温度的关系。首先，学生对问题进行了猜测，认为光强则温度高、光弱则温度低。有很多学生发现了实验器材中有很多镜子和温度计等，其实这些材料已经对学生如何设计实验进行了提示。学生分组讨论后，认为可以将一面镜子反射的光用温度计测量记录下来，然后将多面镜子反射的光用温度计测量记录下来，最后进行比较就可以得出光的强弱和温度的关系。这只是一个实验设想，实验中还涉及到哪些问题，要让学生进行预设和找出解决办法，这样设计的实验才是完整的、合理的。学生经过讨论后，对问题进行汇总。问题1：如何让多面镜子反射的光集中一点；问题2：如何用温度计测量镜子反射光的温度。对于第1个问题学生有两种办法：一是先固定温度计，这样镜子反射的光就有了目标，镜子反射的光调试后就可以照在一点；二是先将一面镜子反射的光源作为目标，然后将其他镜子反射的光调试照在一起。对于第2个问题学生也找到两种办法：一是找一位学生把温度计按在墙上，与光重合；二是将黏钩固定在墙上，然后把温度计挂在黏钩上面，与光重合。通过解决设计构想中的小问题，学生便能写出详细、可行的设计方案。学生在设计实验的过程中，勤于思考，进行合作探究，体现了学生在科学实验课中的主体地位。
（3）合理引导解决问题。
学生在实验课中，难免会遇到解决不了的问题，这就需要教师进行合理的引导，巧妙地把问题引导在学生的最近发展区，从而激发学生思考，解决实验中的问题。例如，在进行“像火箭那样驱动小车”实验的制作时，主要是想让学生体验用气球放气时的反冲力驱动小车。学生在制作车架和车轮时，想了很多办法，有的学生利用同样大小的4个瓶盖，中间打个小孔，用竹签两两串在一起，这样就做好了车架和车轮。但是在运行时，车轮很难控制，要么轮子不怎么转，要么就是轮子偏离竹签，影响到了小车的行驶。对于这种情况，要设计优良的车轮是要借助轴承的，但这显然高于学生现有的能力水平，这也不是制作实验主要探讨的问题。于是笔者引导学生借助其他的车轮，因此，学生就想到利用赛车上的车轮或到玩具店买一套车轮，这样车轮的问题就解决了。学生遇到的另一个问题就是固定气球，固定在车架上的气球若不是软塞就拔不掉，就是拔掉后气球也飞了，因此无法驱动小车。对于这种情况，笔者给学生的提示是：能不能使气球颈处变硬？学生经过讨论后，首先用一个硬塑料管插入球颈处，然后固定在车架上，这时气球颈处变硬，比较好固定，最后吹足气后，将软塞塞上。当拔掉软塞时，小车便能向前行驶，这样就解决了控制动力的问题。
（4）用多媒体辅助实验。
在科学实验中，运用多媒体技术能够创设良好的教学情境、优化教学过程，从而提升教学效率。①利用视频创设情境。在教学“造一首小船”一课时，为了激发学生的兴趣和拓宽学生视野，可以为学生播放一段造船的发展史，学生通过对造船史的了解，可以丰富学生的造船知识，特别是对船的机构、材料、动力、应用等方面的认识，为该课后面的造船活动奠定了基础。②利用幻灯片优化教学过程。学生在交流数据的时候，需要一个个汇报，这样会浪费很多时间，若将实验记录单贴在黑板上，则后面的学生会看不到，放在投影仪上又不能集中在一起展示，这样不利于学生进行观察分析。因此，可以利用幻灯片把学生的实验报告记录表汇总后集中进行展示，这样有利于学生观察并分析数据，得出正确的结论。
2.加强师资队伍和硬件设施建设。
为教育和教学创设一个良好的环境，需要政府的大力财政投资。特别是薄弱学科的建设，更需要加大投资力度。因此，小学科学学科的建设需要国家配备专业的教师队伍和标准的实验室、仪器室，以满足科学教育教学以及培养学生动手能力和创新思维的需要，同时也是提升小学科学教师教学技能的支柱。
（1）配备专业的教师队伍。
科学教师肩负着培养学生科学素养的重任，但由于国家对科学教育投资有限，这就导致科学教师严重不足，此外，大部分科学教师也不是专业的、专职的。针对教师队伍的现状，国家应该扩大师范大学科学与技术专业招生计划，将培养合格的毕业生分配到农村学校任教，担当起科学教育的任务。这样既可以缓解大学生就业的压力，又能充实义务教育的教师队伍，有关教育行政部门可以根据各县、乡、村的实际情况配备专业科学教师，使学生能够享受到优质的科学教育，提升科学教育教学的质量，同时促进义务教育教师队伍的建设与发展。
（2）建设标准的科学实验室。
小学科学是以培养学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以及探究为主的学习活动，培养学生的好奇心和求知欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略。教材真正体现了从学生的生活实际出发，从社会的需要出发，充分依据学生的身心发展规律，追求科学性、实用性、教育性等多方面的统一，有利于促进学生的发展。
《科学》教材所安排的活动有利于促进学生进行科学探究，促进学生的发展。小学《科学》真正从学生的生活入手，符合儿童的童心、童趣，为学生提供了很多的亲身经历的机会，促使他们去自主地参与、主动地探索，在参与和探索中有所收获。同时有机地把探究学习、体验学习、合作学习、自主学习等有机结合起来，促进了学生学习方式的多样化。同时也在活动的过程中培养了学生尊重事实、勇于探索和质疑的科学精神。在使用这一教材中，我们感觉这一教材在编排中充分考虑了学生在生活环境、经验背景、个性特点等方面存在的差异，在学习内容、教学活动、设计制作、综合评价等多方面都给学生和教师提供了更多的选择机会和创新空间。它并不象小学自然教材那样内容非常的固定，实验过程、方法非常的单调、一陈不变，而是相当的灵活，教师可依据学校和学生的实际进行调节，而学生也可以有更多的自行探索创新的空间，因此，我觉得这一教材具有弹性和开放性的特点。伟大的科学家爱因斯坦曾说过“没有大胆的猜想，就没有伟大的发现。”由此可见猜想可以很好地帮助学生进行探索活动，一方面、正确的猜想会对学生是一种激励，学生会有一种成就感，会激励他在以后的活动中更加大胆地去猜想，去实践；再者即使是学生猜想不够正确或不够全面时，在老师的正确引导下，学生也会从中有所感悟，去不断地实践和探究，同时也让学生明白光靠猜想还不行，要勇于去实践，实践是检验一切的真理。所以，我觉得教材设计的猜想活动这一环节非常好，它对学生进行好探究活动、学习好科学有很大的帮助。逐渐地猜想会成为学生的一种习惯，一种探索的动力。我觉得让学生无目的的去实践在学生头脑中不会留下很深刻的印象，而带着猜想去实践，学生的活动会更丰富、更充实、更有意义。另外小学《科学》非常注重师生、生生之间的交流，这也会对学生的发展是一种促进，在交流中大家可以相互取长补短、可以有新的发现，另外通过交流也可以提高学生的语言表达能力和培养学生的倾听别人发言的良好习惯，同时有利于拓宽学生的思路，培养学生的发散思维。学生的许多的闪光的思想火花也是在交流中迸发出来的。所以，从起点三年级《科学》上册起就开始注重这样培养学生，我想几年下来，我们所有的孩子都会有所改变，有更大的发展。在这一教材的使用过程中，我们深有感触的是科学教材在编排上很好地将科学活动与社会生活、学生个人生活联系在一起，科学知识并不是单一呈现出来的，而是多层次多角度呈现给学生，另外教材在编排中还非常注重了对学生文学素养的培养。
在教学中，科学合理运用教材同时，要把握学科特点和学生特点，达成教学目标。我们都知道，新的课程标准对于科学学科有着明确的要求，强调科学教学应着眼于学生的发展，以“探究式学习”为核心。新课程所追求的理想课堂应该是：充满活力的学习乐园，是学生获取知识发展能力的主阵地，是师生学习、讨论、交流、合作的最佳场所，是焕发出生命活力的课堂。那么如何才能使小学科学教学富有生机、充满活力呢？大胆质疑激发探究热情质疑是创新的起点，许多科学发现都是从疑问开始的。科学作为一门实验性学科，培养学生大胆质疑及提问能力尤显重要。因此，在教学中要努力引导学生生疑、质疑、释疑。教学生学会在本节所学知识的重点、难点、关键处提出问题。教师在教学中要留有余地，给学生适当的思考时间，给学生提出问题的机会，为学生创造良好的提问氛围，逐步培养学生敢想敢问的良好习惯。如，在教学“铁钉生锈了”时，我先让学生举例生活中的铁锈，再让学生比较没有生锈和生锈的铁制品的不同，学生经过讨论交流得出：“铁锈是一种新的物质”，我接着提出这样一个问题：“铁在什么条件下最容易生锈呢？”，同学们纷纷提出自己的观点，并提出了另外一些新的问题：“为什么商店里完好包装的铁钉没生锈？”“瓷盆为什么瓷掉了就会生锈？”……此时，学生的探究热情很高。通过这样一系列问题的探讨，学生对知识的理解、应用自然上升到了一个新的层次。主动参与注重探究过程知识的获得固然重要，掌握知识如何获得的过程更为重要。这就要使我们的学生能主动地学习、主动地发展。科学课不仅仅是简单地向我们揭穿谜底，而是将引导我们像科学家那样去研究、探索这些科学现象。初步体验科学家们的研究方法。所以，教师就是要引导学生积极地参与知识的获取过程，探求获取知识的方法和手段并内化为学习研究的能力。如教学“声音的产生”，我让每个同学先找出周围出现的各种声音，再让学生想办法使一只保鲜袋发出声音，这样学生通过自己的思考、实践，想出了不少方法让那只保鲜袋发出声音，亦激发了学生想主动探求声音产生的原因在哪里？极大地提高了学生的学习兴趣。让学生感到科学并不神秘，也不遥远，科学现象经常就在我们身旁出现，如果能认真地思考、讨论，将会加深理解，活跃思维，师生将在这活跃的课堂气氛中感到欢愉，顺利地完成教学任务。注重实验培养探究能力科学是一门实验科学.加强科学实验教学，特别要加强探索性实验的训练，根据教材的特点和学生实际情况，在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下，由教师提出课题，在教师指导下，让学生自己动手、动脑，在实验中观察现象，主动探索，然后得出科学规律。如在教学“电磁铁”时，我首先提出课题，让大家猜想一下什么是电磁铁？然后让学生和老师小学各年级课件教案习题汇总一年级二年级三年级四年级一起做一个电磁铁，但这个电磁铁只能吸引一些小物体，你想用什么方法能让电磁铁的磁力大一些呢？学生们都积极思考，提出了这样一些猜想：与电池节数有关；与导线粗细有关；与绕线圈数有关等等。然后我适时让大家针对自己的猜想，自己设计实验，自己动手实验，并作好观察，记录好数据，来验证自己的猜想。很显然采用探索性实验教学，可以让学生自己探索，成为科学知识的主动探索者。使学生进行创造性思维，培养了学生的动手操作能力、实验思维能力以及创新能力。课外拓展联系生活实际让学生认识自己身边处处都有科学现象，培养学生形成善于观察现象、提出问题、研究问题、解决问题，总结知识和规律能力的习惯，为终身学习打下扎实基础。
总之，《科学》这一教材非常注重对学生进行长期观察能力的培养，注重培养他们持之以恒的精神，我想这对学生以后的成长会有很大的帮助。我们深有体会，学生进行一时地观察对他们来说很容易，但要长期坚持，很多孩子会中途放弃，最后会一无所获，我们的孩子确实需要在耐力与毅力的方面进行培养，我们现在使用的《科学》在这一方面就为学生提供了很好地锻炼机会。课外活动都为学生提供了很好地锻炼机会，我觉得非常好，符合社会和时展的需要。在科学教学中，运用多种手段，创设教学情境，使学生在这些情境中主体意识得以体现，创新意识得以唤醒，情感意识、科学态度等品德要素得以陶冶，实践能力得以锻造。既让学生在“玩”中学、“乐”中学，又收到事半功倍的效果，使课堂真正“活”了起来。
(一)教育目标:从“精英”到“大众”
出于政治和科技竞争的原因，“做个科学家”成为20世纪60年代科学教育的目标，尤其是在美国。为了达成这一科学教育的目标，美国科技界与教育界共同研制了一批反映当时科学发展最新水平、呈现学科知识基本结构的小学科学教材;与教材内容改革同步，引进“发现教学法”和“过程”观念，试图以此两者为核心，为社会发展培养科技精英奠定基础。然而，只适合20%的学生的精英教材，对80%的学生来说是一种资源浪费。现代科学技术在人类生存和生活中扮演着越来越重要的角色;人们更加明晰地认识到，科学课程应体现对所有学生的价值;对一个国家来说，普通民众高水平的科学文化素养，决定着一个国家的国际竞争力和现代化程度。因此，科学教育的目标逐渐由培养“精英”转移到提高“大众”的科学文化素养上。科学教育目标的转换，对小学科学教师的教育教学方式和能力构成了挑战。在“精英”模式下，教师需要传授体系完整、逻辑严谨的科学知识，教学所需的是充裕的知识储备，教师知识和教学是“一桶水和一碗水”的关系;而在“大众”模式下，教师不但要让学生在探索的过程中获得知识，同时要关注学生在学习过程中的体验、理解以及科学精神、科学价值观的形成。如果教师缺乏科学素养，缺乏探究的实践和能力，仅靠书面化的知识系统，显然难以胜任教学要求。
(二)教学方法:从“过程”到“探究”
20世纪60年代的科学课程改革，强调科学的“过程”性。与“知识”取向所秉承的静态知识观不同，基于“过程”取向的科学课程反对科学教学中静态、僵化的知识灌输，希望中小学生通过经历科学研究的过程、掌握科学研究的方法，在此基础上形成科学知识结构。然而，这一时期的科学观仍然以“静态知识”为主流，“探究”的最终目的仍然是为了掌握体系化的“知识”，体验“过程”与“探究”只是学习人类已经取得的科学成果的手段而不是目的，科学课程依然难以跳出唯“知识”的窠臼。伴随着对科学性质的重新认识和建构主义理论的兴起，“探究”将“过程”取而代之。建构主义珍视儿童对自然世界的天生的探索欲望，希望通过儿童与他人共同的学习和研究建构知识，让儿童形成对科学本质的更现实的观念。同时，建构主义强调科学、技术发展史对儿童科学知识建构的价值，把科学史、科学哲学作为中小学科学教学的重要资源，“认为研究科学知识的创造和协商问题，可以帮助学生知道科学中人性的一面”。建构主义理论和实践为中小学科学教育贯注了极大的活力与创造力，但也因过度强调儿童在知识建构过程中的主观能动性、否认客观世界的可知性，导致科学教育的形式繁荣和实际教学质量的下降。于是自20世纪90年代始，“科学的探究”成为提高小学科学教育质量的新举措。“科学的探究”与“探究”的本质区别，在于前者强调探究不仅仅是儿童自我建构的过程，这个建构的过程应该有一个基本的规范，这个基本的规范即是科学家从事科学研究的基本规范。小学科学教师如何成为儿童科学探究过程中的“科学界的代表”，如何在学生的自由活动和教师的引导、讲授与活动、动手与动脑之间形成平衡，让儿童通过探究学习知识、提高能力、培养情感、提高科学素养，是当今世界教师教育中的一个值得探究的问题。
二应对与建构:关于小学科学教师素养的思考
没有高素质的小学科学教师队伍，就谈不上小学科学教育改革目标的实现，这已被反复证明。在当代科学教育改革背景下，小学科学教师的专业素养，应该实现由“静态”到“动态”的转换，这也是小学科学教师教育面临的一个重要问题。动态的教师素养观，主要体现在以下几个方面。第一，学科知识。小学科学教师对科学学科内在的概念、原理、原则、方法等系统知识以及知识之间关系的掌握情况，决定了小学科学教师的素养层次。在学科知识方面，小学科学教师需要关注小学科学课程所涵盖的相关学科的结论性知识，更要关注对科学学科性质的理解，以及科学知识和技术与个人发展、社会生活之间的关系。为了实现对科学性质的理解，教师需要通过学习体验知识的生产过程，经历科学探究实践;通过“科学探究的学习过程，增强对科学探究的理解，掌握科学探究式教学的实质，形成一定的提出问题、观察实验、收集信息、形成猜想、技术设计、交流合作和科学思维的能力”。唯有如此，在小学科学教学中，才有可能将系统的学科知识内容贯穿于具体的科学探究任务之中。第二，引导儿童进行科学探究的能力。“探究”作为小学科学教学的核心，强调学生在学习过程中的主动性，强调他们经历过程、体验过程、在思考与探索过程中主动建构知识的思想方法;除此之外，探究式科学教学还旨在使学生利用原有的知识和生活经验，像科学家那样进行思考和探究，在智慧的积极参与中，理解现象、探究本质、交流观点、建构知识。毫无疑问，把科学探究简化成课程上的科学教学，起关键作用的是教师。正如美国著名科学教育专家阿瑟•A•卡琳所说:“虽然探究教学是模仿科学家进行研究所经历的一般过程，但由于儿童受到发展水平的限制，不可能完全像职业科学家那样进行探究，中小学的科学探究活动应该是比较简单的形式，学生在探究中能够理解自己在做什么，使科学探究适合儿童发展水平的关键是教师，教师制订教学计划、准备材料、设置情境、进行引导、提出问题、提供信息、讲解、解释———教师要为儿童在真实世界里动手做科学探究进行各项准备。这些是教师引导儿童进行科学探究所负的责任。”
在引导学生进行科学探究的过程中，教师需要具备的不仅仅是丰富的知识和对一般科学探究方法的理解与掌握，更重要的是能够将科学探究的内容、方法和过程与特定年龄段和不同能力层次孩子的现实以及特定的教学情境联系起来。引导小学生进行科学探究是小学科学教师应该加以强化的能力。对于小学科学教师来说，要想形成这种基本的探究教学能力，一方面，需要教师在职前与职后专业学习过程中形成探究习惯，把知识的系统学习融入科学研究的过程;另一方面，小学科学教师还要充分了解小学生的心理与生理发展规律、小学生的生活经验以及他们将前科学概念转化成科学概念的机制和特点。一旦具有扎实的学科基本功，同时对学科课程中不同分支学科间关系、学科知识与社会生活之间的关系、学科内容与学生发展之间关系形成了深度理解和把握，并在教学过程中不断反思，生成和积累教学经验和教学智慧，高水平的小学科学教学素养的形成也就指日可待了。第三，教育、心理学知识。丰富的教育学、心理学知识，是形成教师专业知识的基础。新的小学科学教育课程标准倡导一种课程共建的文化，需要教师改变传统的教师中心观念，形成一定的科学文化积淀，包括新的科学世界观、科学探索观、科学教育观，同时关注有关儿童发展的最新研究进展，关心自己所处地域文化的独特性，并把自己的观察、思考和学习融入专业实践之中。小学科学教师在教育学、心理学方面所需要的，并非仅仅是纯粹的系统知识。教育学、心理学学科知识，具有较强的抽象性，很难直接运用到日常的课堂教学与学校生活中。因此，如何把系统的教育学、心理学理论知识与小学科学教学的特点和性质结合起来，与小学生的学习和生活经验结合起来，并转化成教师对学生、学科教学的态度和能力，对于小学科学教师来说，是一个不小的挑战。教师职前和职后教育的核心任务，即是培养小学科学教师基于教育理论建构自己对小学科学及其性质的理解，形成恰当地处理知识的确定性与教学现实的情境性之矛盾的能力。第四，对科学哲学与科学史的学习与把握。把科学哲学和科学史纳入小学科学教师培养的必修课程体系之中，是当今国际小学科学教师培养的基本趋势。20世纪80年代之后，“如何通过科学教学使学生能够获得对科学本质的理解，从而不仅学到科学知识和基本技能，而且具有科学精神和创新能力”，一直是国际科学教育界的核心话题。科学史、科学哲学和科学社会学等课程，是有助于教师形成对科学性质理解的基础学科。正如论者所言，科学史和科学哲学，“给我们提供了科学发展的历史、科学研究范式转换的轨迹，以及科学发展过程中的经验和失误，有助于我们理解科学的本质、科学与技术发展之间的关系、科学与技术在人类发展过程中的功过得失，以及科学技术对于社会发展而言所存在的局限性和破坏性”。对科学哲学、科学史的了解和理解，有助于提升小学科学教师对科学性质的洞察力。
通过对成都几所学校（成都七中实验学校、棠湖外国语学校等）的调查，在成都地区，学校十分重视小学科学课程，特别是学生科学素养的培养，学校有一名副校长或主任专门负责科学课程，每学期会组织两次以上的科技活动，并设有第二课堂活动，为喜欢科学热爱科学的孩子提供了一个很好的平台；而以乐山为代表的二线城市，通过对几所城市学校的了解（乐山师院附属小学、徐家扁小学等）相对于成都就有明显的区别，整个乐山在科学重视程度上差异较大。有的非常重视孩子实验动手能力，欲将科学课程打造为优势学科，并开办了实验兴趣班（乐师附小、乐山外国语学校）。而城区的其他小学科学活动相对匮乏，重视程度明显不够；在甘孜地区小学科学情况更是不容乐观，学校整体对于科学教育并没有特别强的意识，虽然根据课改要求将“自然”改为“科学”，但在实际上通过对甘孜地区几所学校，近200名教师的问卷调查可以得知，有很大一部分教师（153人）认为小学科学教育可有可无，情形非常不乐观。
2硬件设施
科学课教学最为显著的特点应是实践性和操作性，“观察”和“动手做”是最能调动学生兴趣和积极性教学活动方式。因此科学教学需要特定的教学环境，相应的教学设备和实验材料。这些方面与学校的重视程度以及城市的经济实力基础密不可分。在成都的学校，不论经济基础还是学校重视方面做的都很好，实际体现为基本所有学校都配置两个以上的科学实验室，条件较好的部分学校如五朵金花还实现了科技园区，实现每个学生配备教学学具，让学生的动手能力明显提高的同时，也极大丰富了校园文化。乐山地区硬件设施也较为完备，但相对于成都地区存在以下差异：一、实验室建设不足，很多学生特别是低段的学生没有机会使用实验室；实验室配备不齐，部分课程实验没有实验材料。二、没能充分运用学校网络，有条件但不去运用，教师演示实验较多，科学方法和能力得不到应有的培养。三、学生科学兴趣根据学校的差异呈现明显的两极化，科学活动多的学校明显高于活动少的学校。而在甘孜地区，现在只有部分中心城市根据要求建立了科学实验室，大多学校都还没有建立，且有实验室的学校也没有很好地利用。很多科学实验课程都是由教师口授,学生强制记忆。究其原因,学校根本没有实验器材,无法进行实验操作,教师自己制作的实验器具也非常有限，学生根本对课本实验没有任何体验,高分低能的现象非常普遍。
3软件配置———教师
“善之本在教，教之本在师。”教师对于孩子的影响是巨大的。孩子是祖国的花朵，老师是辛勤的园丁，如果老师人格高尚、眼界开阔、知识渊博、志向远大、思想活跃，会为学生的成长提供更为充足的养分。所以，一名优秀的科学老师，对培养学生科学素养、树立正确科学态度、感染学生学习兴趣起到重要作用。成都地区，教师基本功扎实、专业能力强、综合能力强。随着科学教师专业要求的不断提高，科学教师呈现出很快的更替现象，部分学校在保留经验丰富教师的同时吸收了很多新鲜的血液，达到新老科学教师之间的科学配置，教师之间互相交流、共同进步。乐山地区，小学科学教育的师资、科学教师的素养有待增强。通过与乐师附小老师的交流，在教师配置上，科学课程的教学还是以老教师为主。很少学校重视教师培养和新老结合。现代科学教学理念发展很快，部分老教师表现出不适应性，对科学理念认识不足，照本宣科现象明显。甘孜地区，小学科学教育的师资存在较大的问题。大多数科学教师都是“兼职”，几乎没有“专业”出身的。完全不具备相关科学知识的储备，实验动手能力也较弱，无法真正落实科学课在教学中的“三维目标”。
4结语
