课程是构成教育的重要因素之一。课程教材改革，是基础教育改革的核心。随着以高科技为特征的信息化和经济全球化社会的到来，我国中小学教育课程的改革正在加快步伐进行。尤其是综合性的《科学》课程，在课程理念、培养目标、内容、课程设置等方面都发生了重要的变化。而教师作为科学教育的实施者，在科学教育中起着关键的作用。科学教育能否成功、效果究竟如何，很大程度上取决于教师的水平，科学教育的任务要求我们科学教师应该具有更先进的教育思想和教育理念，要有更高的科学素养和教育能力。所有这一切，都让我们在教育一线的原自然科学教师再一次学会重新审视自己，面临并接受新的挑战。
一、科学教育的宗旨是提高所有人的科学素养
随着素质教育观念不断深入人心，科学教育的价值应当定位在国民科学素养的培育上，而不是着眼于培养科学家或某一领域的专门人才。这就要求我们的教育工作者必须做到以下两点：
1、面向全体学生，使他们在学习过程中能接受基本的科学素养。
2、坚持全面的科学教育，使学生在科学知识、科学精神、科学方法等方面得到全面的教育。
对学生而言，科学不仅作为学问、作为职业、而是作为精神、作为信仰、作为文化使其深入人心；科学也不再是少数人的专利，而是越来越成为全世界所有人的精神财富。任何一个人，无论他对科学怀有什么样的兴趣，毕业后是否能继续学习科学，都应有机会接受科学教育，以使自己具有高度民主的科学素养。所以，初中阶段的科学教育与以前只为升入大学深造的教育不同，必须做到面向所有学生。
二、科学教育应以探究为基础
在原自然科学的教学中，教师往往采用“填鸭式”的方式，让学生被动地学习，而科学课程的以提高每一个学生的科学素养为总目标，并把科学探究作为课程的首要目标，即应当尽力引导学生主动地学习，进行探究。这种方式被广大教育工作者称为“卷入解决未明事物的过程”
探究式学习是20世纪50年代由美国芝加哥大学的施瓦布教授在“教育现代化运动中”倡导提出的。他认为在教学过程中，学生学习的过程与科学家研究的过程在本质上是一致的。因此，学生应象“科学家”一样，以主人的身份去发现问题，解决问题，并且在探究的过程中获取知识，发展技能，培养能力，特别是创造性能力，同时受到科学方法、精神、价值观的教育，并发展自己的个性。在新编《科学》教材还未在学校普及之前，认真仔细学习，得到以下几点体会：
探究性学习在新课程中的设置
数量 以新编《科学》教材第一、第二册为例：共有15篇科学探究，它们一般都放在课本内容的后面或中间。
内容 每一篇探究的内容也是非常饱满的，其涉及的学科主要有物理、化学、生命科学、地理、地质、医学、体育、天文、环境保护、历史、科学史、科学技术、与社会等许多领域、覆盖面是很广的。
第一册科学课程探究性课题的设置
所处位置
探究的内容
§1.9时间的测量
介绍探究的过程和方法
§1.9时间的测量
怎样根据人脚印的长度来判断人的身高？
§1.9时间的测量
黑盒子里有什么？
§2.1地球的形状与大小
怎样绘制学校平面图？
§3.1生物与非生物
观察蜗牛
§3.3常见的动物
是什么把蝴蝶吸引到花上去的？
§4.5物质的溶解性
食盐在水中溶解快慢的影响因素
第二册科学课程性课题的设置
位置
探究的内容
§1.3耳和听觉
为什么要用两只耳听
§1.4光和颜色
阳光下的树荫中的圆形光斑是怎样形成的
§2.2机械运动
怎样比较物体运动的快慢
§2.7牛顿第一定律
牛顿第一定律
§3.5植物的一生
水稻种子萌发的最适温度和含水量
§3.5植物的一生
观察花的结构
§4.3地球的绕日运动
节气与物候
§4.5地壳变动和火山地震
寻找地壳变动的证据
以上为新课程中以探究为主要学习方式的完整的一个课题或一节内容。而事实上除了以上所列项目之外，探究性学习还体现在每一个章的学习体系、学习思想上、体现在每一节内容的一个环节上、体现在实验课上、也同时体现在理论较强的概念课上，新编课程编排与设计无处不体现了这样的教学理念。
探究式教学的几个阶段
1、创设环境、激发兴趣
教师提供学习情境，借助提问引发学生的好奇心，提示学生引证旧经验，引导学生对自然现象作直接或间接的观察，以便进一步掌握问题的核心。
学生的兴趣和动机可以分为四类：
社会动机：和同龄人一起活动的心理需求、和其它人交往的需求；
建设动机：建造新事物的心理需求、改变事物的心理需求；
探索动机：好奇心是学生的重要心理需求，也是科学家探索科学奥秘的动力；
表演和欣赏动机：每个人都有要表达自己的需求，学生更是如此。每个人都有欣赏各种艺术的需求。
在进行科学教学时，教师应充分考虑学生的心理需求，按照学生的心理需求设计教学方案，创设新奇、艺术和一定难度的问题情境，通过学生讨论、合作、竞赛、操作、论述等活动形式，从而引发学生的探索热情。
这里，最主要的就是学生的态度，使学生希望了解问题的重点，渴望对问题有更多的了解，愿意对问题进行深入的探索。
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2、搜集材料，提出假设
教师借助提问鼓励学生作发散性思维，引导学生对如何解决问题作推论、假设或预测。学生则根据问题进行逻辑推理，提出假设。
对于假设的合理性，学生应作出初步的判断，这就需要进行分析和推理，尽量能自圆其说。通过分析，学生逐渐形成并稳定自己的想法。
在这里，学生思维的活跃性和思辨的逻辑性是至关重要的。教师通过鼓励和引导，使学生主动思考，积极联想旧经验来进行推论，无论想到什么都有发表个人见解的愿望。
在科学发展过程中，假设起到了重要的作用。当人们掌握的事实和经验材料还不够充分，还不足以准确地透过现象把握事物的本质和规律时，只能依据已有的事实和经验材料，运用已有的知识，借助分析和综合、归纳和演绎等思维方法，对事物的本质和规律先提出某些观点和看法，并使这些观点和看法能形成一个知识体系，从而形成科学假说。
科学假说是科学理论的可能方案。作为理论思维的形式，假说积极地作用于研究过程，导致新事物的积累、新思想的涌现和新知识的产生，从而达到可靠的理论。这个把理论方案转变为科学理论的过程，也就是真理认识的过程。
科学历史上的许多重大发现都是从假说开始的，如哥白尼的日心说、牛顿的引力说、拉瓦锡的氧化说、达尔文的自然选择说、爱因斯坦的相对论、魏格纳的大陆漂移说、伽莫夫大爆炸宇宙说等等。提出假说的能力属于创造能力。因此，在初中阶段培养学生面对问题，积极思考，敢于假设的态度是十分重要的。
3、研究讨论，设计方法
教师鼓励指导学生查阅相关资料，进行讨论，对如何验证推论而作创造性思考。学生在指导下，运用科学方法，自由设计出研究方案，并在实践中不断修改完善。
研究方法的设计是科学发展的阶梯。这个阶段，最主要的是要学生运用各种知识和经验，经过严密的分析和计算，提出多样的、切实可行的和科学严谨的验证方法。
4、验证分析，讨论应用
教师要指导学生进行实际验证，整理验证的结果和对结果作合理的解释作批判性的思考。之后，教师还应当提出适当的应用问题来激发学生进一步思维，学生则将已建立的科学概念和学会的科学方法加以应用。
实践是检验真理的唯一标准，因此，要检验假设的真伪和所设计方法的可行性，就必须进行实践。实践检验的方法包括对自然现象的观察和进行科学实验等，尤以科学实验最为重要。
在科学教育中，教师指导学生以已有的知识理论为基础，运用科学方法，构思和设计出验证实验。教师与学生充分的讨论，明了实验的理论依据，分析各种因素在实验过程中所起的作用，设想并排除那些可能存在的干扰因素。
科学实验的观察属于主动观察。教师要帮助学生确定观察的重点，对实验内容界定范围，把学生的主要注意力放在选定的范围之内。对实验中出现的短暂现象，则有必要进行多次重复，并做全面细致的记录，培养学生对实验现象的敏感，不放过一个细节，聚精会神抓住要点；对于实验结果，教师应和学生进行分析讨论。学生之间比较实验结果，讨论实验中的问题，以及实验的精度、客观性、科学性、确定性、可重复性等，最终得出结论，形成科学概念，并完成实验报告。
最后，还应和学生一起，讨论所形成科学概念的普适性，在实际生活中找出其应用价值，并设计一些应用的课题。
在这个阶段，重点培养学生的动手操作能力、比较归纳能力、批判性思维精神和学以致用的观念。
探究式教学的特点
分析探究式教学的基本步骤，可以看出，它与我们现在学校中惯用的灌输式等传统教学方法相比，无论在哪一方面都有其自身的特点：
1、从教育目标上看，着重于对学生的素质教育，即除知识外，更强调学生价值观、态度、能力等方面的培养，更看重过程，而传统教育更看重的是结果；
2、从教学形式上看，它采用的是开放式教育，而传统教育采用的则是封闭式教育；
3、从对学生的影响看，它更能使学生在受教育的过程中主动、轻松、视学习为乐趣，更富于创新，这同传统教育下学生被动、负担重、视学习为痛苦，缺乏创造性的状况有天壤之别。
总之，探究式学习的理念在许多国家的科学教育中已经上升为一条普遍原则，探究式学习的理念也越来越被我国科学教育课程改革接受和重视，在现行的初中科学课程萄大纲和教材中得到越来越好的体现。
三、以整体的眼光把握科学、技术、社会、个人等因素间的联系
传统上重分析的科学方法论和重学科和科学教育观“联合起来”，把一个原本是完整统一的世界弄得“支离破碎”，然后又把这“破碎”的世界教给学生，让他们在走向生活、面对一个真实世界时，不知所措。新的课程改革在理念上的一个鲜明特征就是强调用整体的观念看世界，改革传统的课程结构过于强调学科独立性、门类过多和缺乏整合的现状，加强课程的综合性和选择性。对学生提高对客观世界的认识，促进学生科学世界观的形成和智力的发展都起着及其重要的作用。
四、我们面临的挑战
科学课程的改革只有通过教师创造性的工作才能实现。在教学过程中，教师应特别注意两点：一是重视学生建立科学观念，二是重视组织学生的科学探究活动。
1、以科学观念为核心，进行教学设计
要实现科学课程的设计思想和课程价值，必须在教学设计上变革。教师在进行教学设计时，首先要以整册书为单位，体会学生以此而应该形成的科学观念。然后以一整章或一课为单位，以该部分所应该体现的科学观念为中心思想，围绕中心思想和学生已有的基础，选择教学内容，设计教学活动、预期教学效果。在进行教学设计时，教师首先着眼于“知识点”与首先着眼于浸透科学观念，教学的质量和效果都会大不相同。
2、通过“感知——探究——领悟”的过程，使学生掌握基础知识、基本技能
教学中，教师要从学生的心理特点出发，运用设问置疑、实际观察等方式，使学生能够积极、主动地感知科学现象，产生探究的动机。
教学中提出探究的题目要具有一定的挑战性，即使是初一的学生，头脑中也不是一张白纸，低估学生的潜能就无法引起学生学习兴趣。要把学生在生活中积累的经验和平时接触的信息作为新事物的基础。
科学探究活动一般应由教师“扶着走”到逐步放开、由模仿到半独立进行。在教学实施中，科学探究活动可以是部分的也可以是全程的。让学生进行探究活动的关键是等待。教师要处理教材，该选择最有代表性的内容，留出宽裕的时间让学生去发现、描述、交流，自己得出结论。
3、在学生掌握丰富知识的基础上，促进科学观念的形成。
领悟科学道理、获得知识不是学习的终点。仅有“堆栈式”的知识与技能，是不能自动形成解决问题和创新的能力的、足够的、相互联系的知识作为载体，渗透科学观念。只有当学生建立了科学观念，才能够应用观念思考问题，在观念的指导下，提取学过的知识，运用科学技能，来解决实际问题，才具有创造能力。同时，观念形成的过程是学生对科学本质认识的过程，必须要经过主体价值观念的判断、肯定、赞同或否定，并导致情感的产生，在一定基础上产生的情感，又可以推动科学观念的形成。
总之，新编教材给予我们全新的任务：展望未来，我们任重道远；面对挑战，我们必须努力适应，与新课程一起成长。
