小學科學課程是一門以培養學生科學素質為宗旨的義務教育階段核心課程。它是一門麵向全體學生，以提高學生的科學素養為宗旨，促進學生的全麵發展的啟蒙教育課程。科學教育不可能以係列的知識學習與方法訓練為主，隻能根據小學生的經驗，在他們熟悉的周圍生活中選取有關的內容，讓他們看一看、做一做、玩一玩、想一想，從中學到知識，培養興趣，練習方法，為後續的科學學習打好基礎。
一、小學科學學科的知識、能力、情意的含義
小學科學課以探究式學習為主要的學習方式。教師以科學知識為主線，在教學過程中安排好各種相關的情境和有意義的科學探究活動，鼓勵學生在探索中主動參與學習，親曆過程，自主地、充分地開展活動，並在科學探究活動中學會知識與技能，培養學生的智力與能力，滲透情意，促進學生的全麵發展。
（一）小學科學學科的知識的含義
知識是教學的思維方式，是“六要素”教學方式的重要要素。學習的主要結果就是獲取知識，掌握知識和運用知識。教師的“教”是走進課堂傳授知識，學生的“學”是走進課堂習得知識。因此，知識是教師和學生共同思考與關注的問題，課堂的教與學就是體現知識傳遞的過程。
我們可以把小學科學課堂中的知識預設為科學知識。廣義的科學知識是指人類經過科學研究而積累的，對客觀世界和人類自身係統的認識。通俗地說，科學知識的得來是有道理的，經過實證證明的，並在科學家不斷地探究之中得到修正、發展和深化。學習科學的目的是為了激發學生的好奇心，發展他們對自然和科學本質的理解，注重對科學概念的解釋與應用，而不是單純的記憶，同時，注重從整體上對科學的認識以及對科學概念和原理的領會。
小學科學領域的知識分為三個層次：第一層次是構成領域內容的核心概念；第二層次是核心概念內容的分解，用具體概念表示；第三層次是體現具體概念，用學生生活常見的事例來描述。其中，核心概念是必須達到的教學要求，且必須要有探究活動構建；具體概念是通過探究或傳授的方法來實現，其條目數可以按水平分級、有目的地選擇；現象與實例的舉例，可根據各地域的環境和教學條件，合理選擇適合於兒童探究和學習活動的例子。科學教學由現象出發，構建一條最有效的教學主線，到達核心概念的構建和科學知識的獲得。
以三年級上冊“我們周圍的材料”單元為例，其中本單元對應的《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》要求是認識某些材料的性質，根據這些性質對材料進行分類，這就是我們上述所說的第一層次構成領域內容的核心概念。我們對核心概念內容進行分解，用具體概念來表示這個知識點：通過對材料進行觀察和識別，用適當的詞語定性描述材料的特點，並根據材料的特點對常見的物品進行分類，這就是第二層次的知識目標。第三層次的知識目標是用舉例體現具體的概念，教材就是選用學生熟悉的“紙”來具體呈現：觀察一張紙，對紙的特點進行表述和歸納，能概述紙有厚度、軟硬、韌性、吸水性等的不同，然後對不同的紙製品進行分類，知道材料的應用和材料性質之間的關聯。
（二）小學科學學科的能力的含義
能力是教學的重要目標，也是反映學生素質高低的重要指標。課堂教學必須關注學生能力的培養。能力在“六要素”教學方式中作為教學思維方式的一個要素，它有著非同尋常的價值。
從教學本身的意義上看，教學目標中的能力是指學生的整體素質，它包括邏輯思維、語言表達、自學、觀察、動手、合作交流以及分析問題和解決問題的能力。凡是正確的知識都必須轉化為能力。同時，能力必須用正確的知識來豐富和指導，使知識不斷實踐、檢驗、創新和完善。全麵優化教學方法，注重學生能力培養，是新形勢下實施素質教育，提高綜合教學水平的一種有效途徑。學生能力的培養，也是《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》的明確要求，是隨著教學改革的進行而逐步形成的。學生的能力發展是教師有意識精心培養的結果。
小學科學課程是一門具有活動性質的課程，能夠最大限度地將科學探究活動過程呈現在課程內容中，其能力重點是培養小學生動手動腦做科學的技能、方法、思維水平與活動能力。小學科學學科能力的重要目標是體驗科學過程中，形成初步的科學探究能力，增進對科學探究的理解，主要包括：提出科學問題的能力、猜想和假設的能力、製訂探究計劃的能力、設計探究實驗的能力、獲取事實與分析數據的能力、解釋、檢驗證據的能力、評價與綜合的能力、合作與交流的能力等方麵。
以三年級上冊“植物”單元為例，《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》要求學生通過學習能用簡單的測量工具對物體進行較細致的觀察，並能用圖像和文字進行表達。那麽這個單元的這項能力目標具體可以這樣描述：使用放大鏡對學校操場的其中一棵大樹進行觀察，重點對大樹的特點進行定量觀測，將觀察所得的信息進行分析和整理，並用文字、圖片或數據記錄大樹的形態特征。
（三）小學科學學科的情意的含義
學習過程是以人的整體心理活動為基礎的認知活動和情意活動相統一的過程。把情意目標融入教學過程中，不斷地激發學生的思想和情感，利用和諧的教學氛圍，使學生得到感染，產生共鳴，逐漸感化，從而達成最終的情意總目標。
我們常說的科學精神在科學教育中的具體表現就是科學態度，科學教育中培養學生的科學精神，也就是科學態度或科學價值觀的具體情意目標。因此，小學科學學科的情意內涵更多的是指向科學態度。科學態度是小學生在科學課程學習中外在的表現，而情感與價值觀相對於態度而言則是隱蔽的、內在的個人品質。在外部刺激作用下，一個人具有什麽樣的價值觀念，則有什麽樣的情緒體驗和相應的表現趨向，這就是科學態度。因此，“六要素”教學方式中的情意重點是抓住學生在對待學習科學與探究科學所呈現的科學態度。
按照《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》提出的關於科學態度的要求，主要依據學生在科學課程學習過程中的表現，如：對自然現象保持好奇心和求知欲，樂於探究自然現象和日常生活中的科學道理；在探究活動中熱情關注、認真探索，能夠實事求是，尊重證據，基於證據進行判斷推理、解決問題和進行質疑；敢於依據客觀事實提出自己的見解，與人交流、分享與協作；聽取與分析不同的意見，與人合作，形成良好的相互尊重的人際關係，參與到科學小組中共同研究，根據科學事實修正自己的觀點，解決問題；對科學與技術感興趣，有參與科學和技術事務的願望，關心科學和技術的發展；有熱愛自然，珍愛生命，具有保護環境的意識和社會責任感等。
《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》其中有一點要求是：學生能參與中長期的科學探究活動。例如四年級上冊“植物的生長變化”的教材中，為了能更好地體現這一點要求，我們可以把情意目標描述為：學生能對植物的生長變化保持好奇心和求知欲，在探究觀察活動中樂於關注和認真探究植物生長的變化規律，願意把觀察過程中的數據實事求是地進行記錄、整理和分享。
二、小學科學學科的知識、能力、情意目標的設置
科學素質的形成是長期的。早期的科學教育將對一個人科學素質的形成具有決定性的作用。通過小學科學課程的係統學習，使學生對自然現象產生好奇心和求知欲，學習運用基本的科學知識和技能認識自己和周圍世界的能力，從而具備進行科學探究所必需的科學思維和方法，形成與自然界和諧相處的生活態度等。其具體表現為掌握關鍵的基礎科學知識和技能，培養科學興趣和思維習慣；了解科學探究的基本過程和方法，並應用於力所能及的科學探究活動；了解科學和日常生活以及社會可持續發展的關係；理解求真務實、開拓創新是學習科學的精神核心。
（一）小學科學學科的知識目標的設置
通過科學課的學習，給小學生提供對自身體驗事件獲得明晰看法的機會。通過探究式的科學教育，在針對特定的情形和經曆，小學生遇到已有經驗被檢驗和擴展時，透過實施一係列的科學方法，並用收集的數據來解釋一些自然科學現象。小學生就會把這些零散的生活經驗聯係起來，構成係統的科學知識，並用以解釋更多的自然科學現象。
《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》規定的科學知識內容方麵主要涉及生命科學、物質科學、地球與宇宙科學三大領域。學習身邊的物質科學、生命科學、地球與宇宙科學三大領域中淺顯的、與日常生活密切相關的知識和技能，並能嚐試用於解決身邊的實際問題。
在“生命科學”領域裏，學生接觸生動活潑的生命世界，盡可能多地去認識不同種類、不同環境中的生物，進而對多種多樣的生物有比較全麵的認識。主要從生物的多樣化、生命共同特征、生物與環境、健康生活四個方麵著手，深入探究生物生命活動中一些有意義的問題，感受生命的豐富多彩、引人入勝。除了認識生物學上的專有名詞和概念，還要對生命本質的認識上升到新的高度。
在“物質世界”這部分的學習將帶領小學生走進我們居住的這塊神奇的土地，開始探索其中的奧秘。在“物質科學”領域裏，主要抓住物體與物質、運動與力、能量的表現形式三大模塊：“物體與物質”部分經過對物體—材料—物質這三個層次的觀察與探討，了解物質一些基本的性質與變化過程，使學生的認識逐漸由具體向抽象過渡；“運動與力”部分使學生了解位置與運動的概念，知道力與運動變化的關係，了解常見的簡單機械；“能量的表現形式”部分討論了聲、熱、光、電、磁等物理現象，並知道它們都是能量的不同表現形式，能量可以轉換。
在“地球與宇宙科學”領域裏，主要包括地球的概貌與物質、地球運動與所引起的變化、天空中的星體三個部分。科學課程為小學生撩起了星空的神秘麵紗，通過觀察、記錄天體的運動變化，探究它們的運動模式，獲得有關地球及其他天體更完整的印象；通過探究的方法研究地球物質的性質，不僅可以獲得有關的知識，了解科學探究的過程和方法，體驗到探究的樂趣，還可以使他們意識到地球物質的價值和保護它們的重要性；通過了解人類對宇宙奧秘的探索，認識科學的進步和人類智慧的潛力，點燃小學生的求知欲。
在課程實施的過程中，教師需要結合小學生的科學探究活動，對科學知識的學習要盡量融合在分析和解決實際問題的情境中，著力介紹與他們日常生活有關的、身邊常見的基礎的科學知識。同時，教師在教學過程中要自下而上的，從簡到繁，貼近生活，貼近興趣，貼近兒童的淺而寓意深的生活經驗著手，自然地進入各具體的知識細目，並由此逐漸理解、掌握科學知識。
我們以六年級下冊的“微小世界”單元為例去設置該單元的知識目標：第一層次的知識是《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》“生命科學”領域裏的要求，包括了解平麵鏡或放大鏡可以改變光的傳播路線，知道細胞是生命體的基本單位。第二層次的知識是具體的科學概念，包括放大鏡是凸透鏡，凸透鏡具有放大物體圖像的功能；知道用顯微鏡能看到肉眼不能看到的微小生物，生物都是由細胞組成的。第三層次的知識是內容的現象和實例，我們可以把該單元的知識目標設置為：包括通過放大鏡觀察身邊的物體；解釋放大鏡的放大倍數和鏡片的直徑沒有關係，和鏡片的凸度有關係；通過顯微鏡辨認洋蔥表皮是由細胞構成的；論證微生物通常都有特殊的構造和功能，以適應周圍的環境。
（二）小學科學學科的能力目標的設置
在小學階段，學生科學探究能力的形成依賴於學生的學習和探究活動，對科學探究能力的要求不能過高，必須符合小學生的年齡特點：由淺入深，逐步養成。科學課程要從學生的認知特點和生活經驗出發，讓他們在熟悉的生活情境中感受科學的重要性，了解科學與日常生活的密切關係，逐步學會分析和解決與科學有關的一些簡單的實際問題。教師要創造學習科學良好的條件和環境，使學生在學習中體驗科學的魅力和樂趣，同時培養學生終身的探索誌向、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。
小學科學能力目標具體可以這樣描述：小學生參與科學學習活動是否主動，是否持之以恒，是否實事求是；小學生在參與探究活動中的觀察是否全麵，提問是否恰當，假設是否合理、計劃是否周詳，測量是否準確，表達是否清晰；在參與探究活動的過程中，搜集和獲取信息的能力、判斷信息的價值和合理分析的能力、整理、引用和發布信息的能力等是否有所提升；小學生在參與探究過程中與人的交流和交往能力、分工合作的團隊精神是否得到發展。
小學科學能力目標在探究活動的不同階段可以這樣設置：探究活動初期，能否從生活經驗中提出簡單的科學問題，製定探究任務；探究活動中期，能否對一些自然現象進行觀察和實驗，並且能夠對觀察和實驗的過程、結果進行記錄、陳述和分析；探究活動後期，能否對一些自然現象的成因進行假設，運用科學知識對自然現象進行說明、演繹和解釋；探究活動結束時，能否對得到的科學結論進行推理、驗證和應用。
科學的能力形成往往依賴學生的課堂學習和探究活動。在學科教學的實施過程中，不能簡單地通過講授教給學生，而是應該緊密結合科學知識的學習，通過動手動腦、親自實踐，在感知、體驗的基礎上，用具有精確的方法來做實驗，使用實證的實驗方法證實假定，用邏輯推理歸納出規律，並從事實中運用推理歸納出定律和數學模式。
我們以六年級下冊的“物質的變化”單元為例去設置該單元的能力目標：《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》要求裏對單元的能力要求包括：1.能用各種感官直接感知物體並用語言描述出物體的形態特征；2.能應用已有知識和經驗對所觀察的現象作假設性解釋；3.能嚐試用不同的方式分析和解讀數據，對現象作合理的解釋；4.能反思自己的探究過程，將探究的結果與假設相比較；5.能選擇自己擅長的方式（語言、文字、圖表、模型等）表述研究過程和結果。
具體到實際的操作標準，我們可以設置具體的、可操作的能力目標：1.能用實驗方法證明食物裏是否含有澱粉；2.嚐試觀察物理變化和化學變化的過程，找出它們之間的區別；3.設計實驗來解決小蘇打和白醋產生哪種氣體的問題；4.比較鐵與鐵鏽的區別，設計對比實驗，尋找證據確定鐵鏽是不同於鐵的新物質，對鐵生鏽的原因的探索；5.討論鐵生鏽的快慢，怎樣防止和減緩鐵生鏽。
（三）小學科學學科的情意目標的設置
情意目標是學習科學的動力因素，影響著學生對學習科學的投入、過程與效果。同時，情意目標又是科學教育的目標之一。通過對千姿百態、引人入勝的自然現象的學習，改變學生的行為傾向，激發他們對學習科學的興趣，陶冶愛科學、愛家鄉、愛祖國的情感，並為他們形成正確的科學價值觀打好基礎。培養小學生的情意目標，不能像傳授知識一樣直接“教”給學生，而是要創設探究機會，通過參與探究活動，日積月累，讓學生有所感受、得以體驗、進而內化。
小學科學教育中情意目標主要包括對待科學、對待科學學習、對待科學技術與社會的關係、對待自然四個方麵。小學科學情意目標具體可以這樣描述：對待學習科學的興趣是否濃厚，學習動機是否強烈；對待科學是否充滿求知求解的欲望，探究活動中是否尊重事實、證據；對待科學、技術與社會的關係是否關心科學技術的新發展，是否積極參加各種社會性科學與科普活動；對待自然是否尊重自然、珍惜自然，有否產生人與自然和諧相處的意識。
小學科學情意目標可以這樣設置：學生通過學習科學是否具有理性精神敢於堅持真理，依據客觀事實提出和堅持自己的見解；學生通過學習科學是否具有實證精神，對自然現象保持好奇心和求知欲，並願意為探索自然的奧秘付出艱辛的探索和不懈的努力；學生通過學習科學是否具有分析精神和開放精神，善於思考和分析，追求準確和精細；學生通過學習科學是否能聽取不同意見，理解別人的觀點和設計思路；學生通過學習科學是否具有批判精神，敢於大膽質疑，具有開拓創新的勇氣。
以六年級下冊的“宇宙”單元為例，《義務教育科學（3-6年級）課程標準（2011年版）》裏對單元的情意要求是：認識到科學是不斷發展的，關注與科學有關的社會問題能參與中長期科學探究活動，關心日常生活中的科技新產品、新事物。具體到課堂實際的操作標準，我們可以具體設置以下的情意目標：通過對月球的認識，產生繼續觀察了解月球的興趣，並能長期連續觀察月相的變化；關注我國“神州”係列飛船的探究宇宙的活動，感知人類對宇宙的探索的範圍越來越大，同時體會到科學技術的發展與我們的生活息息相關。