1．不同国家的科学教育教学课程中关于科学素养的内涵表述

1950年之后，针对基础教育教学课程实践，国际教育领域内总共实施了三次具有强烈引导价值与核心意义的教育教学变革活动与创新实践活动，在这三次变革实践活动中，最吸引教育工作者目光的改革就是围绕中小学科学教育教学实践课程开展的创新变革活动，它始终是不同国家实施教育教学变革活动的核心项目与重点。从整体上来看，科学教育教学课程的变革活动往往是以深入探索科学教育教学实践活动的教育目标、教学理念、实施目的为核心，从而稳步开展的。科学教育教学活动的目的是明确教育工作者应该关注学生群体的哪些科学素养的培育工作，应该关注学生群体多元科学素养的塑造与完善，这是我国科学教育教学活动实施的立足点，也是围绕我国的科学教育教学活动实施质量评价、质量检测、质量反馈工作的关键依据。

很多国家都围绕科学教育教学课程的发展目标与教学目的，完善了科学素养的内涵，为科学教育教学实践活动的有序开展指明了发展的方向。

在美国的教育教学体系内，教育工作者将科学教育课程的目标设定为八个方面的内容：第一是科学化、合理化的集中性概念与实验过程；第二是专注于思维拓展与深入探究的科学实践活动；第三是具有丰富价值的物质科学；第四是具有深远意义的生命科学；第五是重视历史传承与思考探究的地球科学以及空间科学；第六是多样化、丰富化的科学信息技术；第七是从个人层面与社会层面出发，探究科学的发展历程；第八是充分探寻科学的历史进程、内在价值与本质内涵。

关于科学化、合理化的集中性概念，相关研究人员指出，因为不同的概念、定义、实践历程都具有一定的多变性、复杂性、层次性，所以，在科学教育教学课程的设计中，并没有按照学生群体的年级状况进行分层设计。但是，教育工作者对学生群体的培育状况也提出了更加具体、更加系统、更具整合性的要求，专注于培育学生群体的系统能力与平衡能力，促进学生群体的科学发展与全面进步。

在专注于思维拓展与深入探究的科学实践活动中，对于五年级至八年级的学生群体，研究人员提出了比较明确的培养目标与培育方案。首先，在培育学生群体的科学探究能力方面，教育工作者可以积极引导学生群体借助实际的科学探究活动来增强学生的问题思考能力、问题剖析能力、问题解决能力，引导学生群体设计、制定、实施、反思相关的科学研究实践活动，鼓励学生群体借助适宜的、合理的工具或者科学信息技术，全面收集、汇总、分析、研究相关的数据资料，增强自身的专业能力与科学素养，提升学生群体借助科学证据、数据信息，深入描述、剖析、预估，构建系统化、合理化、科学化模型的专业能力，借助批判性、发展性、多样性、逻辑性思维，不断构建科学信息、实践证据与科学解释之间的相互关系与内在逻辑的多元能力，鼓励学生群体深入交流、细致讨论，广泛探索科学历程、科学实践、科学活动、科学解释的内在联系，将数学思维、数学逻辑、数学能力融入科学探索活动中，以此推动学生群体的科学素养的稳步提高。

其次，在增强学生群体对科学探究实践活动的理解力方面，通常而言，对于不同属性、不同层次上的问题，教育工作者需要引领学生群体开展差异化、区别化、层次化的科学探究实践活动，引导学生群体依托所掌握的科学文化知识与专业技能，在深入思考、主动探索的基础上，开展合理化、多样化的科学探索活动，并侧重培育学生群体的数学能力，因为数学能力本身对于科学探究实践活动来说至关重要；与此同时，对科学数据的收集能力与专业技术，也在一定程度上影响着数据的精度问题，影响着研究者对于科学实验结果的系统化分析水平与深入化剖析程度，为此，教育工作者需要培育学生群体对科学数据的汇总、剖析能力，对专业科学信息技术的运用能力与掌握，以此完善学生群体的科学探究能力，增强学生群体的科学素养与综合素质。

2013年，美国发布了具有高度认可度、推广度、执行力的《新一代K-12科学教育标准》（简称为NGSS），它在思想意识层面上高度强调了科学教育教学活动中的三个重要内容与理论模块：第一是科学与工程实践；第二是跨学科概念；第三是学科核心概念。这也成为美国地区科学教育教学活动的建设目标与课程根基，极大地推动了美国地区科学教育实践课程的系统性、突出性、综合性发展。

在NGSS的具体内容中，研究人员高度强调了有关工程方面的实践内容，这部分内容致力于引导学生群体充分把握，深入了解，细致摸索出日常生活层面上有关科学领域、技术领域、工程发展领域以及数学探索领域上的重要内容与关键联系。在实践探索领域内，教育工作者需要引导学生群体掌握提出问题、发现问题、思考问题、解决问题的综合技能，促使学生群体逐步学会如何构建科学模型，如何运用科学模型，如何建设科学模型，如何开展专业化、科学化、合理化的调研分析活动，如何借助多元数据以及信息内容，开展合理化、深入化的数据分析工作，并运用到科学实验的探索活动中；与此同时，教育工作者还需要借助科学教育教学活动，督促学生群体借助数学专业知识、数学思维、数学技能，实施科学探索活动，培育学生群体的计算思维与数学观念，引导学生群体围绕数学信息、科学证据，开展互动化、有效化、深入化的交流活动，有效分析各类数据信息，形成合理的问题解决方案。不得不说，NGSS的研究成果对不同国家的教育教学实践活动起到了积极的促进作用，在很大程度上推动了科学教育教学实践的变革与发展。从另一个角度来看，跨学科概念的提出与普及，也逐步更新了教育工作者的教学思维与教育理念，有利于引导学生群体将差异化、异质化的科学专业知识有机地融合在一起，从而更加深入、更加透彻地解决实际问题，也有助于引导学生群体以一种更加科学、更加客观、更加理性的方式，看待世界，看待生活，看待教育。在科学教育实践中，学科核心概念所指向的是教育教学体系中跨越不同领域、不同学科、不同层面的核心定义内容，有时也指向工程领域的相关内容，它意味着教育工作者可以在不同的年级层面上，开展适宜的教授与学习实践活动。

在法国的基础教育实践研究中，特别是倡导“做中学”教育观念的科学教育教学实践活动，往往从三个维度上来综合评估学生群体的培育质量、自我发展成果与实际成绩：第一是学科本身的科学概念维度；第二是学生群体的探究能力维度；第三是学生群体的社会情绪能力维度。后面两个发展维度以细则化、条目化、规范化的内容，明确标注了不同层次、不同知识水平、不同年级阶段的学生群体所应该实现、达成、掌握的能力水平。在科学概念维度上，研究人员并没有依据学生群体的年级阶段，实施细致化、明确化、科学化的分级，而是围绕科学教育教学课程的实际内容与活动信息，设计出准确的、具体的、具有参考价值的评估内容与实践标准。

从细分角度来看，科学概念维度所涵盖的内容主要涉及四个层面：第一是丰富化的物质和物理科学；第二是生动化的生命科学；第三是系统化、综合化的地球和环境科学；第四是多元化、信息化的设计和技术。

探究能力所涵盖的内容比较丰富，具体表现为：引导学生群体对周围所发生的事物开展深入化、细致化、独立化的思考与分析，促使学生群体具有一定的问题发现能力、问题探索能力、问题解决能力；引导学生群体自主设计、探寻可以解决问题的观察策略、实践方式与研究手段，培育学生群体借助简单工具、信息技术、设备设施，来探究问题、收集数据、分析问题的能力；培育学生群体通过数据分析活动，逐步获得科学结果的实践能力，并对所获得的科学结果开展互动交流、沟通研讨的多元能力。

社会情绪能力所包含的内容也比较多样，具体有：教育工作者要引导学生群体以正确的、全面的眼光看待自己、评估自己、认识自己，培育学生群体认知自我情感，感知自己情绪，把握自己心情，调节自己状态的能力，引导学生群体以科学合理的角度，剖析问题，评估事情，分析问题的产生原因，以积极有效的方式，探寻合理的解决办法，正确应对自我的焦虑心情、畏惧心理以及愤怒情绪；与此同时，教育工作者要培育学生群体的自我激励能力，促使学生群体可以有效地克服自己性格上的缺陷与不足，能够克制自己骄傲、自大的情绪，将自我的情绪状态调节到一个比较合理的范围内，从而帮助自己完成特定的事情，实现一定目标，保持长久的、持续的、适宜的行为动力与发展活力。除此之外，教育工作者要借助多样化、丰富化的方式，督促学生群体学会解读他人的情绪状态，感知他人的情感状态，对周围人的内在情绪、内在情感、核心利益具有较为强烈的感知力与敏感性，可以充分挖掘他人身上的优势与闪光之处，深入理解他人的情绪、观点与思想，与他人形成一定的情感共鸣；同时，教育工作者要以欣赏的态度，对待他人的观点、情绪与情感，积极处理与他人的关系，借助对情绪、情感的调节活动与感知活动，增强自我的社会实践能力、社会交往能力、社会生存技巧等，促进自我的发展与完善。

值得注意的是：法国科学教师非常重视科学猜想的培育策略，积极引导学生深入理解科学猜想活动。所谓科学猜想，在价值层面上更加体现为一种科学思维能力，是科学思维方式的一种表现形式，对小学科学教育教学活动具有至关重要的作用，因此，在小学科学教学中，全面培育学生群体的科学猜想能力，促进学生群体的科学思维发展，具有关键性的作用。而想要培育学生的科学猜想能力，第一步就是引导学生群体深入理解科学猜想活动，也就是引导学生深入理解科学猜想的发展内涵、实际价值、表现形式、实施步骤等。在小学科学教育教学中，无论是教师群体，还是学生群体，都对科学猜想活动以及它的价值意义，具有一定的认可度与认同感，可以将科学猜想活动与生活实践中的基本推测有效地区分开来。

对于学生群体来说，深入理解科学猜想活动的实际意义与价值内涵，就是对科学猜想活动本质内容的深切把握与正确理解，是对科学猜想活动所包含的具体内容的全面认识。当教师群体引导学生真正认识到科学猜想活动的魅力，真正理解科学猜想活动并不是科学研究人员的特权，学生群体也可以按照自己的科学理解、科学认知、科学感悟，围绕多样化的科学问题，提出自己的科学假设与科学猜想时，学生对科学猜想的积极性与主动性就被调动起来了。值得注意的是：科学猜想活动本身应该以科学理论、科学知识、科学事实为基础，学生群体要按照一定的科学常识、科学真理、科学事实，围绕相应的科学问题，完成科学猜想活动，增强自身的科学学习能力与科学探索能力。学生群体对科学猜想活动的全面认识、深入理解与合理解释，都应该以教师群体的积极引导，学生群体的学习探索为基础。

不断地尝试与探索活动中，在教师群体的积极引导与有效鼓励下，学生群体对科学猜想的认识与理解不断增强，逐步认识到科学猜想活动的实践性、发展性、普适性，深切感知到科学猜想不是专家学者的专属活动，在此认识基础上，学生群体就会在日常的学习实践活动中，逐步开展科学知识学习活动，强化自身的科学猜想能力，而这恰恰是学生开展科学思维学习的关键性环节。

在学生的科学探索中，他们对科学猜想的熟练程度与认识程度，很大程度上来源于两个方面：第一，教师群体对科学教育知识的引导、鼓励、指引、渗透，促使学生群体可以真正感知到科学猜想活动的实践过程，能够借助科学专家学者的探索故事，完善自身对科学猜想活动的全面认识；第二，学生群体对多样化、丰富化、层次化科学学习活动的严格管理与自我监督。

学生群体可以借助多层次的认知策略以及元认知策略，合理规范科学学习实践行为，围绕科学学习活动中的实际问题，在自主探索、自主分析、自主研究的基础上，提出相应的科学猜想，这个实践探索的过程不但可以全面增强学生群体的科学学习兴趣，强化学生群体的科学学习欲望，还可以促进学生群体的科学猜想能力发展，增强学生的科学思考能力、科学学习能力、科学探索能力。

在法国的教育教学领域内，教育工作者非常推崇“做中学”的教育发展目标，该目标高度强调对学生的诸如自我思考能力、自我探究能力、自我发展能力、社会实践能力、社会感知能力、社会情绪能力、社会交往能力的培育与引导，它从细分的角度，对幼儿园以及小学阶段的学生群体的思考能力、探究能力的全面培育，制定了切实可行的教育目标与教育计划，并制定了如何在幼儿园以及小学阶段，全面培育学生群体的社会情绪能力的教育规划，具有显著的实践性、推广性与可操作性，为教育工作者的教育教学实践运用奠定了扎实的基础。

20世纪80年代末期，英国教育教学探索领域围绕科学教育教学实践活动，制定了统一的课程标准，这是英国首部具有实践意义、指导价值、统一标准与可操作性的课程标准，也是小学阶段与中学阶段开展科学教育教学活动的引导性、规范性、统领性标准。该课程标准非常明确指出了科学教育教学实践活动的重要任务与培育目标。教育工作者要引导学生群体正确解读、深入了解、全面感知科学的定义内容与丰富内涵，掌握科学研究的方式方法，促使学生群体能够将科学实践活动与其他文化课程知识有机地联系在一起，强化学生群体对于科学知识的理解与认识，增强学生群体对于科学作用、科学价值、科学贡献的全面认识，充分认可科学教育教学活动对于个人成长、个人发展、个人建设的作用与价值，深入感知科学知识的内涵、属性与本质。21世纪初期，英国的教育部门制定了具有发展价值与核心意义的《国际科学教育课程标准》，为科学教育教学实践的建设与发展，指明了道路与方向。随后，英国地区的教育部门又将这个课程标准拓展到初中教育阶段，并遵循科学化、合理化、有效化的原则，以法律的力量，促使全部的院校都必须遵循这个课程标准，实施更加合理有效的科学教育教学活动。

在新加坡，教育部门将小学阶段的科学教育教学实践活动的课程目标集中于五个方面：第一是科学兴趣；第二是科学概念；第三是科学探究能力与科学思维习惯；第四是科学决定能力；第五是科学技术与周围环境的内在联系。以科学教育教学实践为依托的教育教学大纲为不同年级的学生群体，设计了科学化、合理化、有效化的学业完成目标，为教育工作者的实践教学奠定了扎实的发展根基。

从20世纪90年代中期开始，日本的教育部门就围绕教育教学实践课程标准，开展了更加全面，更加合理，更加深入的评审活动，并围绕中学阶段、小学阶段的教育教学课程标准，提出了更具探索性与创新性的变革思路，它倡导应该在宽松的、适宜的、积极的教育教学实践活动中不断培育学生群体的社会能力与生存技能。与此同时，这个课程标准还围绕学生群体的内在发展需求，制定了四个层面上的培育目标：第一，教育工作者要积极培育学生群体的人性素养与社会性思维，增强学生群体的社会意识与人际交往意识。第二，报告提出了四个具体目标：培养人性、社会性以及作为日本人而生存于国际社会的意识；培养自学能力和独立思考能力；在宽松的教育活动中，力求使学生掌握基础知识，充实发展个性的教育；开展有创意、有特色的教育活动，创办有特色的学校。第三，具体到科学学科，科学教育总目标为培养儿童爱好自然的习惯，并以开阔的眼界进行观察与实验。第四，除了培养解决问题的能力与爱护自然的情操，还须进一步培养了解自然事物与现象的好奇心，培养科学的观念与思考的方法。

PISA国际学生评价项目，是由经济发展与合作组织承担，在全球范围内进行国际学生学业成就比较调查的项目。是当今世界最具影响力的学生评价项目之一。其中，核心素养是经合组织推进该项目的主要理论依据，科学学科是2006年度和2015年度PISA重点评估领域。2015年科学素养的内涵较2006年有所调整和改变，它将科学素养定义为：处理与科学相关的事物的能力，成为具有科学思想的反思性公民并愿意对科学和技术做出合理的解释。

PISA2015科学测评框架将能力定义为以下三种能力：科学地解释现象，能识别、提供、评价对一系列自然及技术现象所做的解释；评价并设计科学探究，能科学地描述并评价科学调查，提出解决问题的科学方法；科学地解释数据和证据，分析并评价以多种形式出现的数据、标准及参数，并得出合理的结论。三种能力描述了一个完整的科学探究过程：对真实情境中的现象提出合理的、假设性的解释—设计科学探究活动、验证或评估所做的假设—对探究获得的数据、证据进行合理的解释及评估。PISA2015科学测评不仅指向科学探究，同时指向科学评价与反思。

PISA2015科学素养在态度上的内涵涉及科学兴趣、环境意识、评估探究的科学方法三个维度。评估学生对科学探究方法的评价是对学生调查物质、社会现象所使用的科学方法及这些方法所培养的洞察力的测量。反映了重视评价与反思的价值取向。

对以上各国课标中关于科学素养的内容和要素组成分析，可归纳为科学知识、科学探究、科学思维和科学态度四个方面，但是各国科学素养的具体内容和要素组成上存在差异，各有侧重。

总之，培养科学素养是各国科学教育的主要目标，科学素养的培养强调满足实现个人自我需求，同时推动社会健康发展。(www.daowen.com)

2．我国科学素养内涵的发展变化

2001年中国科学技术部等部门制定的《2001—2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要》指出，科学素养包括以下几个方面：科学态度，科学知识，技能；科学方法、能力，科学行为、习惯。

2006年国务院办公厅颁布的《全民科学素质行动计划纲要（2006-2020）》提出，公民应具备的基本科学素质为：了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。

郭传杰和汤书昆认为，科学素质由科学知识、科学意识、科学能力三个维度构成。季国清和刘孝廷认为，科学素质由四方面的内容构成，即科学精神、科学态度、科学知识、科学方法。李正风等人指出，科学素质包含四个相互关联并具有显著递进关系的层次：第一层次是掌握基本的科学技术知识；第二层次是掌握科学方法；第三层次是培养科学精神；第四层次是对科学与社会关系的认识。

胡卫平等在系统分析中国学生发展核心素养报告、主要发达国家的科学课程标准和科学教育研究文献的基础上，总结了世界各国科学素养发展趋势。结合其与英国科学教育专家共同对小学科学素养的研究成果，于2014年，提出新的科学素养的结构。该研究认为学生的科学素养，包括科学观念与应用、科学探究与交流、科学思维与创新、科学态度与责任四个方面。科学探究是一个过程，是一种学习和科学研究的方式，是一种学习科学知识、发展科学思维、形成科学态度的手段和途径，也是一种综合能力的表现，包括问题提出、问题解决、观察能力、实验能力、论证能力、交流合作等。科学观念与应用、科学思维与创新、科学态度与责任方面的素养，通过科学探究与交流学习得以培养。

3．我国小学科学课程中科学素养内涵的发展变化解析

当前，强化我国小学科学课程具有迫切性，需要拓宽我国小学科学教育资源供给能力的有效渠道。当前，我国的小学科学课程改革创新的边际效应呈现出不断递减的发展态势，为此，小学需要积极建立起适宜的、合理的、有效的教育新生态。一般而言，教育生态的承载能力主要体现在教育资源供给能力的创新与变革方面。我国小学科学教育教学活动借助多样化、丰富化、多元化的教育信息技术，逐步增大高质量、高水平教育资源的共享覆盖区域，为小学生群体提供差异化、个性化、层次化的教育学习服务内容，契合了我国经济领域、社会领域、国家建设领域对小学科学教育的质量需求与规模需求。

想要促进经济领域的创新发展，全面优化小学科学课程教学质量，增强小学院校的人才培育水平，是重要措施与必然路径。经济发展新常态倒逼我国小学科学教育领域的人才结构升级，对我国小学院校的人才培育工作提供了更新的要求，更为严峻的挑战，更为热切的期盼；与此同时，小学院校的改革边际效应一直处于不断降低的发展态势。在信息化教育的发展形势下，我国小学科学教育领域所面临的小学生群体发生了巨大的变化，他们具有更加丰富、更加多样、更加多元的价值观念，他们的学习动机、学习热情、学习目的、学习方式更加个性化、差异化，他们对以小学科学教师群体为核心的灌输型教育模式的学习兴趣不断降低，他们更加期盼具有发展性、创新性、生动性、互动性、交流性的教育模式。

面对小学生群体的个性化学习需求，为了顺应经济发展的教育需求，我国小学院校以课程教学为基础，开展了多样化、多元化、丰富化的教育改革活动，教学改革成为我国小学院校的新发展与新常态。然而，随着全球经济发展对我国小学院校课程改革的压力剧增，课程教学改革的不断规模化与深入化，想要仅仅借助多项课程教学改革方式的叠加，推进我国小学院校的课程教学改革力度，是不现实的，这也促使我国小学院校的改革边际效应一直处于不断降低的发展态势。

为了进一步增强我国小学院校的教学变革发展动力，激活我国小学院校的内在生命力与驱动力，需要积极解构以往的课程教学组织结构，破除原有的社会组织架构，突破以往的社会关系结构，促进我国小学院校的创新发展与生态建设。除此之外，小学科学教育教学活动的实施有助于增强我国的教育资源供给水平。在经济发展的新形势下，一方面，我国小学院校面临着创新型人才培育需求的严峻挑战；另一方面，小学院校教育教学创新变革的边际效应也在不断降低。为此，小学科学教育新生态的建设已经迫在眉睫，势在必行。

对于我国小学科学教育生态的承载能力来说，它主要受到两方面因素的影响，一个是环境发展支撑能力，另一个是教育资源供给水平，而前者又主要体现为对小学科学教育活动的发展需求与强烈期盼。

从我国经济形势以及人才培育需求来看，我国小学院校教育生态的环境发展支撑能力已经拥有了优质的发展根基与发展势头。因而，想要全面增强我国小学科学教育领域内的教育生态承载力，最为本质、最为核心、最为关键的措施就是优化我国的教育资源供给能力。在小学院校教育领域的持续发展中，因为经济领域与文化领域发展的不平衡问题，不同地区的小学院校的教育资源总量也存在较为显著的区别，体现为明显的地区差异性。尤其是我国小学院校的高质量教育资源方面，更是具有突出的区别，这从根本上制约了我国教育资源供给水平的优化与升级。

我国小学科学教育教学活动借助先进的、有效的、合理的教育信息技术，在正确的、开放的、包容的教育观念引领下，将现有的高质量、丰富化、层次化教育资源逐步盘活，实现共享，促使更多的小学生群体可以随时随地地感知到科学教育的公平性、公正性、客观性、共享性；与此同时，借助优质的教育信息技术，提供丰富化、科学化的教育教学服务，有助于推动差异化、个性化、专业化人才的培育与塑造。

借助小学科学教育教学活动，逐步增强我国的教育资源供给能力，强化我国的教育生态承载水平，有助于迎合我国经济发展态势与社会建设形势对科学教育活动、专业人才培育的相关要求与标准。

1986年11月，国家教委中小学教材审定委员会颁布《小学自然教学大纲》。大纲规定：自然课不仅要指导儿童学习自然科学知识，而且要发展儿童爱科学、学科学、用科学的志趣和能力。2001年，我国进入新一轮基础教育课程改革，《小学科学课程标准（2001）》（以下简称《标准2001》）规定：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学教育将细心呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们对科学的兴趣和求知欲，引领他们学习与周围世界有关的科学知识，帮助他们体验科学活动的过程和方法，使他们了解科学、技术与社会的关系，乐于与人合作，与环境和谐相处，为后继的科学学习、为其他学科的学习、为终身学习和全面发展打下基础。

2017年，《义务教育小学科学课程标准（2017）》（以下简称《标准2017》）正式颁布，标志着我国小学科学教育发展进入了一个新的阶段。《标准2017》继承了我国小学科学教育的历史经验，吸收了世界各国的研究成果，结合国内科学教育专家团队对科学素养及其培养的系列研究成果，丰富和发展了科学素养的内涵。《标准2017》将科学素养界定为：了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响，知道基本的科学方法，认识科学本质，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的运用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。《标准2017》强调了学生应具备理解技术与工程的相关知识；一定的思维能力；对科学、技术、社会和环境关系的认识；科学理性和批判精神等方面的科学素养。

4．对国内外科学素养界定及内涵的评述

从国内外关于科学素养的研究及相关纲要性文件可以看出，科学素养均包含科学知识、科学探究、科学思维、科学态度四个方面的内容。

小学科学课程不再只是重视对科学现象、事实和实用性知识的学习，科学素养的培养更加注重帮助学生建立科学的概念体系或核心概念。例如，我国《标准2017》选择了18个主要概念，并将其分解为75个分解概念。这18个主要概念是指适用于一定范围内物体和现象的概念，分解概念是指用于特定观察和实验的小概念。主要概念的抽象程度高、适应范围广、解释力强，对整个小学阶段的概念学习具有统领作用。注重跨学科领域的知识学习，既包括生命科学、物质科学、地球与宇宙科学，又包括跨学科领域的概念学习。例如，我国《标准2017》中对科学、技术、社会与环境目标的规定，再如2013美国NESS对跨学科概念的规定。引入了STEM（指科学、技术、工程和数学）的思想，强调工程和技术。

科学探究和科学思维不仅强调对学生观察能力、实验能力的培养，同时强调培养学生的科学探究技能—提出科学问题、形成猜测和假设、收集和获取证据、基于证据得出结论并解释、交流和反思、评估探究过程和结论等。同时还明确提出了加强对学生思维能力的培养，特别是批判性思维和创造性思维的培养。胡卫平等的研究提出，科学思维包括：科学推理、科学论证、模型建模、质疑创新等。总的来说，科学思维与小学生科学能力、核心素养培育活动之间的相关性，主要是立足学生群体对多样化、丰富化、层次化科学知识的学习实践活动，也就是说，唯有当小学生群体的科学学习能力有所增强，他们对科学知识的学习理解迈进了高层次深度学习的范畴内，他们才可以借助自身的力量，完成自身与科学思维的意义关联。

毫无疑问的是：小学生群体的科学发展过程是一个不断发展、不断完善、不断优化的过程，是一个具有螺旋式上升特点的实践过程，具有向前向上的发展属性。与科学思维的完善与发展相同，小学生群体的自我成长与自我发展，也是一个循环往复的过程，在反复思考、反复批判、不断反思的过程中，小学生的科学学习能力不断增强，科学思考能力不断完善，对科学思维的理解与认识不断提升。对于小学生的科学核心素养而言，它的逐步完善与稳步增强一直都是小学科学教育课程的重要目标，也是小学生科学学习实践活动的关键要求。

科学学科本质上是围绕文化思想开展的学科，引导学生群体借助多元化、个性化的科学教育实践活动，不断形成优秀的科学核心素养，是科学教育教学活动的重要基础，也是学生群体科学实践活动的价值目标。在小学生的科学探索实践活动中，科学教育知识是引导学生群体形成完善的科学学科思想的关键性载体，全面学习科学学科的基础知识与丰富内容是帮助学生群体充分理解科学思维，逐步培育学生群体的科学学习能力与创新思维能力的重要基础。

小学生在科学学习方面的持续进步过程，就是不断吸收，不断掌握，逐步内化科学教育知识，并借助自身对科学方法的思考，对科学思维的理解，逐渐增强自身的科学学习能力的实践过程。在科学学科教学活动的发展中，最为关键的是以下三个因素为：第一是学科思想；第二是学科方法；第三是学科知识。而小学科学学科教育应该将更多的目光投入深层次的科学学科方法以及科学学科思想的引导、内化与渗透过程，促使学生群体获得科学实践学习的价值感与意义感。学生群体在全面掌握科学基础知识后，对广泛的、丰富的、多样化科学基础知识中所包含的科学思维以及科学方法的理解、思考、内化、探索活动，正是有助于学生群体不断增强科学核心素养与科学学习能力的实践活动。

小学生群体所面对的科学学科知识并不是固定化、模式化、单一化、机械化的学科知识，科学知识与科学学习经验的相互融合、相互发展、相互渗透，往往会为学生群体带来全新的科学探索经历与科学思考体验，促使学生在独特的、丰富的科学学习体验之上，逐步生成科学思考能力、科学思维能力、科学学习能力。例如，学生群体可以在实施了科学观察活动后，围绕特定的科学问题，提出自己的科学假设、科学思考、科学猜想，依托自身对科学知识、科学理论、科学事实的理解与把握，立足自身对科学学习经验、科学学习方式的思考与剖析，借助差异化的方式，开展科学论证活动，获得科学探究成果。

在这个思考探索过程中，学生群体对有关科学知识、科学理论、科学问题有了更深一步的思考，完成了对自我学习、自我内化、自我发展、自我经验的积极反思过程，实现了对科学知识的新认识、新理解。

科学学科对于小学生群体的科学学习活动的发展作用与推动意义，唯有当学生群体突破了模式化、单一化、机械化学习实践活动时才能够体现出来，倘若学生一直停留在简单记忆科学原理，运用套路解答科学问题的阶段，科学学科对学生的自我发展作用将难以彰显；与此同时，倘若教师群体在小学科学教育中，不断渗透多样化的科学思维，将有利于帮助小学生群体全面认识科学学科的重要意义与关键作用，也有助于将科学知识的学习实践活动与学生群体的自我发展有机地融合在一起，促进小学生群体的综合素质提升。