新加坡《科學》大綱

新加坡《科學》大綱

小學三四年級小學五六年級（EM1和EM2）小學五六年級（EM3）導言理念和目標什么是科學教育？科學研究就是試圖理解自然世界。從廣泛的意義上，我們可以認為科學包含著一組有關自然界的知識和一系列獲取、綜合、評價和應用科學知識的技能和過程。科學教育指的是對學習者掌握這套知識和技能的必要訓練。它首先是通過問題解決的練習和對環(huán)境的實踐探究活動得以實現的。為什么我們需要科學教育？科學教育通常有兩個主要的目標。首先，培養(yǎng)所有人的科學素養(yǎng)，使他們在個人生涯中做出明智的選擇，并用系統(tǒng)的和邏輯的方式應對工作中的挑戰(zhàn)。這對培養(yǎng)知識社會中能自信地面對經濟和工作環(huán)境的勞動力是至關重要的。其次，它的目標是在不同學科中提供有競爭力的專家，在最高水平上進行研究和發(fā)展工作。應該怎樣教科學？科學技能的掌握從根本上說在于尋找問題的答案。從過程中獲取的知識能夠組織成為事實和普遍的原理，而根據這些普遍原理又能對自然現象做出有效的預測。對小學生，學習這套事實和普遍原理的重要性在于，他們能直接經歷尋找問題答案的過程。這需要小學生親身探索和發(fā)現知識，無論是在周圍環(huán)境中還是圖書館里。他們必須能把已有知識和新的概念聯系起來并有效地整合。現在，科學的學習已經被重新勾畫為訓練學生獲取和管理信息的基本技能。這樣，學習的焦點將是在復雜的過程中整合這些基本技能，例如創(chuàng)造性解決問題，作決斷和探究等。學習科學同樣也提供了發(fā)展態(tài)度傾向的絕好機會。小學里的科學經驗能培養(yǎng)其興趣和喜愛，并將在其離開學校后持續(xù)下去。這些積極的態(tài)度是：探索周圍環(huán)境和他們發(fā)現的問題的好奇心渴望通過調查證實和回答問題創(chuàng)造性地建議新穎的和相關的解決問題的方法開放性地接受所有知識并將其作為一種假設，如果證據充分則改變自己的觀點堅持追究一個問題直至發(fā)現滿意的結果關心生命并意識到他們對環(huán)境的責任小學科學大綱的目標是什么？提供小學生經驗，以引發(fā)其興趣，激發(fā)其對周圍環(huán)境的好奇提供小學生科學概念，以幫助其理解自身和周圍環(huán)境提供小學生發(fā)展科學探究必需的技能、思維習慣和態(tài)度的機會為小學生在個人決斷中運用科學知識和方法提供準備幫助小學生注意到科學技術如何影響人和環(huán)境概念框架這次大綱修訂的取向建立在主題的基礎上，這些主題是可以和他們的日常經驗相聯系的，也是在自然中常常觀察到的現象?；镜哪繕耸鞘箤W生能注意到看似不同的話題之間的聯系，這樣最終能整合科學的概念。所選擇的五個主題是：多樣性，循環(huán)，系統(tǒng)，能量和相互作用。這些主題包含了生命科學和物理科學中的核心概念。選擇這些概念是因為它們提供了對環(huán)境的一種基礎廣泛的理解，并能為學生將來更深入的學習打下基礎。尤其特別的是，在相互作用的主題下，還探索了科學、技術和環(huán)境的關系。盡管大綱的內容組織為五個主題，但是每個主題下的話題不能看成是分割的知識塊?？傊@些主題之間沒有清晰的界限。不同的主題下，可以是共同的話題。因此，需要盡可能努力論證主題之間的關系。尤其要注意的是系統(tǒng)、能量和相互作用之間是緊密聯系的。每個主題中的主要概念多樣性學生應該注意到，世界上的生物和非生物存在著很大的多樣性。人們尋求將這些多樣性組織起來，以便更好地理解他們所生活的世界?？梢杂霉餐闹骶€來把所有的生命的生命聯系起來，在多種多樣的非生物中也有統(tǒng)一的要素，可以對它們進行分類。循環(huán)學生應該認識到自然界存在著不斷重復的變化模式，理解這些模式是如何產生的。例如日夜的循環(huán)，生物的生命循環(huán)和資源的循環(huán)。研究這些循環(huán)能幫助人類預見事物和過程，理解地球是個自我支持的系統(tǒng)。系統(tǒng)學生應該認識到系統(tǒng)是由執(zhí)行某種功能的共同起作用的個部分構成的一個整體。除了人造的系統(tǒng)，自然界中也有系統(tǒng)。系統(tǒng)中的一個部分會影響其它部分。兩個或更多的系統(tǒng)會相互作用以執(zhí)行某個功能。自然界中的例子有消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)。人造系統(tǒng)的例子如機械的系統(tǒng)和電的系統(tǒng)。相互作用學生應該注意到研究系統(tǒng)間和系統(tǒng)內的相互作用有助于人類更好地控制自然。有很多類型的相互作用。生物和環(huán)境在不同水平上都有相互作用，如發(fā)生在有機體內部的相互作用，有機體與環(huán)境的相互作用以及有機體之間的相互作用。力和物體之間也有相互作用。在社會的層面上，人和環(huán)境的相互作用驅動著科學和技術的發(fā)展。同時，科技影響著人和環(huán)境相互作用的方式。能量學生應該注意到能量影響著生物和非生物。有很多種能量的形式，一種形式可以轉化為另一種。人類用許多種方式利用能量。生物獲取能量并利用它維生。能量使得生命中每一天的變化和運動成為可能。小學科學中的技能和過程科學探究需要過程技能同時也發(fā)展了學生的過程技能?？茖W過程技能包含思維技能和實踐技能。小學科學大綱試圖發(fā)展基本的過程技能，并將其運用于更為復雜和綜合的過程中。小學階段要教的過程和技能是：A.基本的過程技能觀察比較分類測量和運用儀器交流分析生成評價B.綜合技能創(chuàng)造性問題解決作決斷調查基本的過程技能觀察這是運用感官收集物體或事件的信息的技能。也包括運用工具擴展感官的界限。比較這是辨別兩個或多個物體、概念或過程之間異同的技能。分類這是根據共同特征給物體或事件分組的技能。測量和運用儀器這是知道各種儀器的功能和局限的技能，以及適應不同任務選擇和操作儀器的能力。交流這是傳遞和收集各種形式信息（如語言的，表格的，圖表的或圖畫的）的技能。分析這是鑒別物體、信息或過程的組成部分以及這些部分的模式和相互關系的技能。生成這是通過在先前知識或收集到的信息基礎上增加、擴展或聯結已有思想的技能。評價這是評估信息、過程或思想的合理性、精確性和質量的技能。也是評估物體的質量和可用性的技能。綜合技能綜合技能是復雜的操作，它要調集多種基本的過程技能。在小學階段，綜合的過程有：創(chuàng)造性問題解決

這是分析問題、并選擇一個新穎但又相關的解決方法以修補或改變問題情境的過程。作決斷作決斷是建立和運用標準并據此從看似相同的東西中做出選擇的過程。建立標準的過程包括對后果和價值的考慮。調查它包括形成問題和假設，設計公平的方法并執(zhí)行那些方法以尋求答案或檢驗假設。向小學生介紹技能和過程下表說明了各種技能和過程應向學生介紹的年齡水平。在更高的年齡水平這些技能應該繼續(xù)地發(fā)展?；镜倪^程技能在以下水平介紹觀察P3比較P3分類P3測量和使用儀器P3交流（語言和圖畫）P3交流（表格）P4交流（圖表）P5分析辨別系統(tǒng)的各部分辨別這些部分之間的關系將這些部分和它們的功能相聯系P3P3分析辨別數據中的模式和趨向辨別將要影響調查的變量P4分析辨別變量之間的關系辨別那些可能會導致調查不公平的方面P5

指定要控制的變量生成建議許多、不同獨到的有細節(jié)的想法通過觀察（歸納）得出推論或結論做出預測P3生成根據證據做出合理的解釋P4生成建立假設設計方法來檢驗假設P5評價決定一個想法或物體的質量和可行性P4評價決定一個推論或假設是否被觀察結果所支持決定調查中所用的方法是否有效P5評價形成一個想法來解釋觀察結果并能加以檢驗決定調查中所獲數據的精確性P6綜合的過程創(chuàng)造性問題解決P4作決斷P4調查P5評估是教學過程中的一個不可缺少的部分。要評價學生對科學概念的理解和對基本的過程技能和綜合過程的掌握。從評估的結果中，教師對于怎樣改善學生的學習及自己的教學方法能做出全面的判斷。從評估中獲得的信息應精確地反映出學習過程所被評估的一面。例如，紙筆測驗可以有效地用于檢驗對科學概念的理解但是對于實踐技能的評估就不適合。應該采用以下各種評估方式：紙筆測驗實踐作業(yè)書面作業(yè)多媒體展示制作模型辯論戲劇創(chuàng)造性作業(yè)如棋盤游戲、測驗、海報。盡管前兩種方法通常用于正式的評估，如期中、期末評估中，而其它的方法也要考慮用于正式的評估中，它們有助于評估學生的創(chuàng)造性和思維能力。大綱內容水平主題話題P3多樣性材料生物的多樣性和特征相互作用磁系統(tǒng)消化和骨骼/肌肉系統(tǒng)循環(huán)植物和動物的生命循環(huán)P4循環(huán)物質水能量光執(zhí)八、、系統(tǒng)植物各部分及其功能呼吸和循環(huán)系統(tǒng)P5循環(huán)日夜的循環(huán)植物和動物的繁殖相互作用簡單機械

系統(tǒng)電的系統(tǒng)機械的系統(tǒng)能量光合作用呼吸P6多樣性材料的分類能量能量的形式及轉化相互作用力環(huán)境的影響生態(tài)學各年級的學習結果3年級學習結果注釋多樣性a）指明有多種多樣的生物和非生物。? 學生能通過觀察當地環(huán)境的生物和非生物或者通過從印刷品、CD-ROM和互聯網收集信息來得出推論。b）觀察生物（動物、植物和菌類）和非生物的多樣性。? 不要求學生觀察微生物。微生物不要求進行實驗工作。c）指明生物的以下特征：――它們需要水、食物和空氣；――它們能生長、運動、具有反應性和繁殖。d）根據可觀察的共同特征把生物分成廣泛的類別。? 廣泛的類別是指：開花植物，不開花植物，微生物，菌類，昆蟲，鳥類，魚類，哺乳動物。微生物不要求實驗工作，學生可使用印刷品或IT資源。e）認識到同類的植物和動物之間存在共同點和不同點。

f）認識到存在多種多樣的材料。如塑料，木頭，橡膠，玻璃，織物，陶瓷和金屬。g）根據以下物理屬性比較各種材料:硬度，強度，韌性和在水中的沉或浮。供比較的材料是木頭，金屬，塑料和橡膠。h）將材料的上述屬性和它們的用處聯系起來。材料：木頭，金屬，塑料和橡膠。循環(huán)a）說明不同的有機體有不同的生命周期。? 學生應觀察和記錄特定植物從種子或鱗莖生長的變化。b）比較蝴蝶和蟑螂的生命周期。? 學生應觀察和記錄特定動物一定時期內發(fā)生的變化，如孵一只蛋、觀察小雞的生長。c）知道子代會繼承其父代的特征，所以生物成熟后和它們的父輩很相似。? 可以介紹遺傳的概念。系統(tǒng)a）理解有機體是一個系統(tǒng)，它有不同的部分，執(zhí)行不同的功能。關鍵點是：植物有根、莖、葉、花、果實、種子。動物有器官，使之能察覺環(huán)境刺激并作出反應，以及完成生命過程。b）辨別人體下列器官系統(tǒng)并陳述其功能：消化，呼吸，循環(huán)，骨骼和肌肉。c）將植物的各部分及其在光合作用中的作用聯系起來。? 學生需將植物的下列部分及其在光合作用中的作用聯系起來：――光合作用發(fā)生的地方：葉――固定植物并吸收水和礦物質的根――將水分從莖輸送到葉子的管子d）簡單地描述人體消化系統(tǒng)中的器官并將其和它們的功能聯系起來。? 關鍵點是：――消化發(fā)生于嘴，胃和腸――食物必須磨碎，各器官中的消化液才能起作用――食物通過消化分解為血液能夠吸收的形式

? 學生應注意到消化系統(tǒng)中的單個器官有其自身的功能，但是完整的消化過程需要由包含不同器官的整個系統(tǒng)的作用。e）認識人體運動中骨骼和肌肉系統(tǒng)之間的相互作用。? 學生應注意到為了完成一個功能，兩個或更多的系統(tǒng)會相互作用。相互作用a）識別磁鐵的性質。? 這些性質是：*磁鐵是由鐵或鋼做的*磁鐵有兩極。自由懸掛的條形磁鐵會指南北方向*同性相斥異性相吸*磁鐵會吸引磁性材料如鐵。b）磁體和非磁體的不同。c）用“接觸”的方法和電學的方法作個磁鐵。d）列舉磁鐵在日常物品中的一些應用。4年級學習結果注釋循環(huán)a）說出物質就是有質量和占據空間的任何東西。b）描述物質根據其對形狀和體積的保持而具有三種狀態(tài)（1固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)）。c）區(qū)分物質的三種狀態(tài)。d）理解水對于生命的重要。e）理解水循環(huán)的重要。f）列舉水的一些用途。? 家里，工業(yè)和農業(yè)。g）認識到水可以存在于三種狀態(tài)并可相互轉化。

力探究熱的獲得或散失對水的狀態(tài)的影響。? 學生應推斷：*水溫冷至0c會凝結成冰*冰加熱會融化變成水*水熱至100℃會沸騰并變成蒸氣*水蒸氣變冷會凝結成水i）說明水的冰點（或冰的融化點）和沸點并理解這些術語。上）研究影響蒸發(fā)速度的因素。? 因素是風，溫度差異和暴露表面的面積。k）理解蒸發(fā)和凝結在水循環(huán)中的作用。1）描述水污染對地球水資源的影響。m）知道節(jié)水的必要性。? 學生應收集、組織和解釋有關水在家里和學校的用處的資料。系統(tǒng)a）知道空氣是氣體和水蒸氣的混合物。? 學生需知道以下氣體：氧氣，氮氣和二氧化碳。b）比較植物，魚類和哺乳動物如何吸收氧氣排除二氧化碳。c）給人體呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的器官命名并描述其功能。關鍵點是：人體的心臟將血液泵至身體各部人體也有管子，是輸送血液的血管血液在體內運輸營養(yǎng)，消化物，氧氣，二氧化碳及其它物質人體呼吸系統(tǒng)由肺及向或從肺輸送空氣的氣管組成氧氣在肺里被血液吸收同時二氧化碳被排出d）比較植物和動物輸送營養(yǎng)、水和氧氣的方式。? 植物除了輸送水和礦物的管子還有其它的管子輸送食物到植物的其它部分。這可以比作動物身上的血液。

e）認識到在維持生命過程中各系統(tǒng)的整合。例如需要消化系統(tǒng)將食物變成小到能夠吸收的，同時也需要循環(huán)系統(tǒng)將消化過的食物輸送到身體各部。類似的，需要呼吸系統(tǒng)運送氧氣排出二氧化碳，又需要循環(huán)系統(tǒng)把氧氣輸送到身體各部并把二氧化碳從身體各部輸送到肺。能量a）認識到物體工作或移動需要能量。b）說明生物需要能量維持生命過程。c）認識到太陽是光和熱能的首要來源。d）推知當物體反光或本身是光源時可以被看見。時探究材料對光的透明度。不需要諸如不透明、半透明、透明的術語學生在探究中可以用帶感光器的數據記錄器。f）知道影子是光線被物體完全或部口分阻擋時產生的。g）區(qū)別植物和動物獲取食物的不同方式。學生應理解植物應用來自太陽的能量來制造食物，而動物不能自己制造食物。當動物吃植物時，這些食物中儲存的能量就傳遞過去。h）列舉熱的一些普通的來源。i）說明物體的溫度是對其冷熱程度的測量。j）使用溫度計。學生應使用不同類型的溫度計，如實驗室溫度計和帶數據記錄器的感溫計。k）區(qū)分熱和溫度。1）理解熱會從熱的物體流向冷的物體，直至其溫度一樣。m）將物體溫度的變化和熱量的得失聯系起來。? 學生應推斷*通常得到熱量會使溫度上升

*通常失去熱量會使溫度下降? 可以用數據記錄器和溫度感應器。n）列舉日常生活中的一些熱量得失的效應。? 例如：物體的熱脹冷縮，水的循環(huán)。o）確認熱的良導體和不良導體。? 熱的良導體如金屬；不良導體如木頭、塑料、空氣（不需要在每一類材料內再比較導熱能力）5年級學習結果注釋循環(huán)a）說明太陽系的組成。? 太陽、地球，月球及其它行星（不需要記住其名稱和位置）b）知道地球離開太陽的位置是地球能支持生命存在的重要因素。? 幫助地球維持其支持生命存在的環(huán)境的是綜合性的因素，如地球的空氣，它相對太陽的位置等。c）知道太陽是發(fā)光的星星。d）知道太陽系中的月球和行星不會發(fā)光但能反光所以會被看見。e）認識到地球和月球的運動是有規(guī)律的。使用模型說明月球的公轉周期為28天且月相也與這一運動有關。將一天的時間和地球自轉聯系起來，將一年的時間和地球的公轉聯系起來。f）列舉人造衛(wèi)星的一些用途。? 例如通訊、空間探索和氣象觀測。g）理解一個細胞也是一個單獨的生命單元。? 例如細菌、酵母和草履蟲就是單細胞生物。h）辨別植物細胞的不同部分并與其功能聯系起來：? 細胞壁? 細胞膜? 在顯微鏡下觀察植物細胞。用準備好的植物細胞切片或洋蔥表皮切片。

? 細胞核? 葉綠體i）辨別動物細胞的不同部分并與其功能聯系起來：? 細胞膜?在顯微鏡下觀察動物細胞。用準備好的動物細胞切片或頰部細胞切片。? 細胞質? 細胞核j）理解細胞分裂產生新細胞，這種分裂對于有機體的生長是必需的。?在顯微鏡下觀察酵母萌發(fā)。不要求細胞分裂的細節(jié)。k）理解生物通過繁殖延續(xù)后代，有機體的許多特征都從父代傳遞到子代。?舉出遺傳特性的例子如：卷舌、耳垂。1）探究和比較植物繁殖的不同方式：通過孢子、種子或植物的其它部分，如地下莖、吸管、葉子。?學生不必區(qū)分不同種類的地下莖。m）說出開花植物有性繁殖的下列過程名稱：授粉，受精（種子繁殖），種子的散布和萌發(fā)。?不要求學生作細節(jié)描述但要知道先后的順序。n）認識到開花植物和動物有性繁殖的相似性。?學生需要知道許多動物（包括人）的雌性產卵、雄性產精。開花植物中，卵和雄性配子是產生于花。當卵和雄性配子融合就形成新的個體。?不需要人類繁殖系統(tǒng)的詳盡知識。但學生需要知道卵巢產生卵子，睪丸產生精子，受精卵在子宮中發(fā)育。相互作用a）識別推力和拉力。b）列舉簡單的機械。?杠桿，滑輪，輪軸，斜面，齒輪。c）操縱這些簡單的機械以確定其特點和用途。?學生要通過操縱和游戲來形成概念和理解。?不要記住這些特點但要理解它們是通過各種方法方便工作的：I.在力和力臂之間提供一種平衡

ii.改變作用力的方向iii.改變旋轉的速度和方向? 介紹骨骼和肌肉相互作用的系統(tǒng)中也有杠桿的例子。肌肉提供牽引骨骼運動的力。手臂就是一例。系統(tǒng)a）認識由電源和其它部分構成的電路是一個電的系統(tǒng)。? 電路的組成有：干電池，電線，電珠和開關。b）理解電流只能在閉合回路中流動。? 學生可通過下列途徑展示其理解：*跟蹤電流在閉合回路中的路徑。*區(qū)分閉合回路和開放回路（通過解釋電路圖或作實驗）c）認識到――電池提供閉合回路中的能量。――電流將能量從電池傳輸到電珠。d）用開關開閉電路。e）從電路圖連接簡單電路。? 限定由電池，電線，開關和電珠組成。? 可以用象征性符號表示。f）推斷電的系統(tǒng)各組成部分是相互作用的。? 學生要*學生要推斷電流影響電珠的亮度*探究電路中電流的一些影響變量如：一電池的多少一電珠的多少一電池的排列g）辨別電的導體和絕緣體。? 導體如金屬，絕緣體如木頭，塑料，橡膠（不要求比較每種內的導電能力）h）推斷電的良導體通常也是熱的良導體。

i）認識到安全用電的必要。? 如用濕手接觸電線會導致電擊。j）認識到節(jié)約用電的必要。簡單提到用于發(fā)電的能源來自可耗盡的燃料。更深入的話題在初中水平。應勵學生展示在學校及家里節(jié)電的方法。學生應收集、組織和解釋關于學校和家庭應用電能的資料。能量a）理解水，光能和二氧化碳是光合作用所必需的，它們能產生糖和氧氣。b）理解植物制造的食物成為動物的能量來源。c）認識到在呼吸作用中，能量使生命過程成為可能。6年級學習結果注釋多樣性a）認識到有機體和材料都可以根據其屬性或特征進行分類。b）給常見的材料分類。? 盡管學生也可以根據顏色、氣味等標準分類，教師應引導其根據卜列標準分類：*透光程度*有無磁性*是否熱的良導體*是否導電c）將材料的屬性和用途聯系起來。? 屬性包括三年級提到的，以及透光性，磁性，電的，熱的屬性。d）根據其形態(tài)，營養(yǎng)和運動區(qū)分植物，動物和菌類。

能量a）認識到我們的能量來源絕大多數來自太陽。切知道并舉出各種能量形式。能量的形式有：動能，勢能，光能，電能，聲能和熱能。潛在的能量包括重力潛能和化學能。c）理解能量可以相互轉化。? 例如：*光合作用一光能轉化為化學能*閉合回路中干電池中的化學能轉化為電能然后又轉化為電珠中的光和熱能。相互作用好知道并舉例不同類型的力。? 這些類型有：重力，彈力，摩擦力，磁力。b）知道摩擦力是阻止運動的力。c）知道彈簧被拉伸或壓縮后會產生一個反作用力。d）知道物體有重量是因為它們和地球間的重力作用。e）知道磁會產生吸力或斥力。磁對磁性