小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段核心课程。它是一门面向全体学生，以提高学生的科学素养为宗旨，促进学生的全面发展的启蒙教育课程。科学教育不可能以系列的知识学习与方法训练为主，只能根据小学生的经验，在他们熟悉的周围生活中选取有关的内容，让他们看一看、做一做、玩一玩、想一想，从中学到知识，培养兴趣，练习方法，为后续的科学学习打好基础。
一、小学科学学科的知识、能力、情意的含义
小学科学课以探究式学习为主要的学习方式。教师以科学知识为主线，在教学过程中安排好各种相关的情境和有意义的科学探究活动，鼓励学生在探索中主动参与学习，亲历过程，自主地、充分地开展活动，并在科学探究活动中学会知识与技能，培养学生的智力与能力，渗透情意，促进学生的全面发展。
（一）小学科学学科的知识的含义
知识是教学的思维方式，是“六要素”教学方式的重要要素。学习的主要结果就是获取知识，掌握知识和运用知识。教师的“教”是走进课堂传授知识，学生的“学”是走进课堂习得知识。因此，知识是教师和学生共同思考与关注的问题，课堂的教与学就是体现知识传递的过程。
我们可以把小学科学课堂中的知识预设为科学知识。广义的科学知识是指人类经过科学研究而积累的，对客观世界和人类自身系统的认识。通俗地说，科学知识的得来是有道理的，经过实证证明的，并在科学家不断地探究之中得到修正、发展和深化。学习科学的目的是为了激发学生的好奇心，发展他们对自然和科学本质的理解，注重对科学概念的解释与应用，而不是单纯的记忆，同时，注重从整体上对科学的认识以及对科学概念和原理的领会。
小学科学领域的知识分为三个层次：第一层次是构成领域内容的核心概念；第二层次是核心概念内容的分解，用具体概念表示；第三层次是体现具体概念，用学生生活常见的事例来描述。其中，核心概念是必须达到的教学要求，且必须要有探究活动构建；具体概念是通过探究或传授的方法来实现，其条目数可以按水平分级、有目的地选择；现象与实例的举例，可根据各地域的环境和教学条件，合理选择适合于儿童探究和学习活动的例子。科学教学由现象出发，构建一条最有效的教学主线，到达核心概念的构建和科学知识的获得。
以三年级上册“我们周围的材料”单元为例，其中本单元对应的《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》要求是认识某些材料的性质，根据这些性质对材料进行分类，这就是我们上述所说的第一层次构成领域内容的核心概念。我们对核心概念内容进行分解，用具体概念来表示这个知识点：通过对材料进行观察和识别，用适当的词语定性描述材料的特点，并根据材料的特点对常见的物品进行分类，这就是第二层次的知识目标。第三层次的知识目标是用举例体现具体的概念，教材就是选用学生熟悉的“纸”来具体呈现：观察一张纸，对纸的特点进行表述和归纳，能概述纸有厚度、软硬、韧性、吸水性等的不同，然后对不同的纸制品进行分类，知道材料的应用和材料性质之间的关联。
（二）小学科学学科的能力的含义
能力是教学的重要目标，也是反映学生素质高低的重要指标。课堂教学必须关注学生能力的培养。能力在“六要素”教学方式中作为教学思维方式的一个要素，它有着非同寻常的价值。
从教学本身的意义上看，教学目标中的能力是指学生的整体素质，它包括逻辑思维、语言表达、自学、观察、动手、合作交流以及分析问题和解决问题的能力。凡是正确的知识都必须转化为能力。同时，能力必须用正确的知识来丰富和指导，使知识不断实践、检验、创新和完善。全面优化教学方法，注重学生能力培养，是新形势下实施素质教育，提高综合教学水平的一种有效途径。学生能力的培养，也是《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》的明确要求，是随着教学改革的进行而逐步形成的。学生的能力发展是教师有意识精心培养的结果。
小学科学课程是一门具有活动性质的课程，能够最大限度地将科学探究活动过程呈现在课程内容中，其能力重点是培养小学生动手动脑做科学的技能、方法、思维水平与活动能力。小学科学学科能力的重要目标是体验科学过程中，形成初步的科学探究能力，增进对科学探究的理解，主要包括：提出科学问题的能力、猜想和假设的能力、制订探究计划的能力、设计探究实验的能力、获取事实与分析数据的能力、解释、检验证据的能力、评价与综合的能力、合作与交流的能力等方面。
以三年级上册“植物”单元为例，《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》要求学生通过学习能用简单的测量工具对物体进行较细致的观察，并能用图像和文字进行表达。那么这个单元的这项能力目标具体可以这样描述：使用放大镜对学校操场的其中一棵大树进行观察，重点对大树的特点进行定量观测，将观察所得的信息进行分析和整理，并用文字、图片或数据记录大树的形态特征。
（三）小学科学学科的情意的含义
学习过程是以人的整体心理活动为基础的认知活动和情意活动相统一的过程。把情意目标融入教学过程中，不断地激发学生的思想和情感，利用和谐的教学氛围，使学生得到感染，产生共鸣，逐渐感化，从而达成最终的情意总目标。
我们常说的科学精神在科学教育中的具体表现就是科学态度，科学教育中培养学生的科学精神，也就是科学态度或科学价值观的具体情意目标。因此，小学科学学科的情意内涵更多的是指向科学态度。科学态度是小学生在科学课程学习中外在的表现，而情感与价值观相对于态度而言则是隐蔽的、内在的个人品质。在外部刺激作用下，一个人具有什么样的价值观念，则有什么样的情绪体验和相应的表现趋向，这就是科学态度。因此，“六要素”教学方式中的情意重点是抓住学生在对待学习科学与探究科学所呈现的科学态度。
按照《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》提出的关于科学态度的要求，主要依据学生在科学课程学习过程中的表现，如：对自然现象保持好奇心和求知欲，乐于探究自然现象和日常生活中的科学道理；在探究活动中热情关注、认真探索，能够实事求是，尊重证据，基于证据进行判断推理、解决问题和进行质疑；敢于依据客观事实提出自己的见解，与人交流、分享与协作；听取与分析不同的意见，与人合作，形成良好的相互尊重的人际关系，参与到科学小组中共同研究，根据科学事实修正自己的观点，解决问题；对科学与技术感兴趣，有参与科学和技术事务的愿望，关心科学和技术的发展；有热爱自然，珍爱生命，具有保护环境的意识和社会责任感等。
《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》其中有一点要求是：学生能参与中长期的科学探究活动。例如四年级上册“植物的生长变化”的教材中，为了能更好地体现这一点要求，我们可以把情意目标描述为：学生能对植物的生长变化保持好奇心和求知欲，在探究观察活动中乐于关注和认真探究植物生长的变化规律，愿意把观察过程中的数据实事求是地进行记录、整理和分享。
二、小学科学学科的知识、能力、情意目标的设置
科学素质的形成是长期的。早期的科学教育将对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。通过小学科学课程的系统学习，使学生对自然现象产生好奇心和求知欲，学习运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力，从而具备进行科学探究所必需的科学思维和方法，形成与自然界和谐相处的生活态度等。其具体表现为掌握关键的基础科学知识和技能，培养科学兴趣和思维习惯；了解科学探究的基本过程和方法，并应用于力所能及的科学探究活动；了解科学和日常生活以及社会可持续发展的关系；理解求真务实、开拓创新是学习科学的精神核心。
（一）小学科学学科的知识目标的设置
通过科学课的学习，给小学生提供对自身体验事件获得明晰看法的机会。通过探究式的科学教育，在针对特定的情形和经历，小学生遇到已有经验被检验和扩展时，透过实施一系列的科学方法，并用收集的数据来解释一些自然科学现象。小学生就会把这些零散的生活经验联系起来，构成系统的科学知识，并用以解释更多的自然科学现象。
《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》规定的科学知识内容方面主要涉及生命科学、物质科学、地球与宇宙科学三大领域。学习身边的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学三大领域中浅显的、与日常生活密切相关的知识和技能，并能尝试用于解决身边的实际问题。
在“生命科学”领域里，学生接触生动活泼的生命世界，尽可能多地去认识不同种类、不同环境中的生物，进而对多种多样的生物有比较全面的认识。主要从生物的多样化、生命共同特征、生物与环境、健康生活四个方面着手，深入探究生物生命活动中一些有意义的问题，感受生命的丰富多彩、引人入胜。除了认识生物学上的专有名词和概念，还要对生命本质的认识上升到新的高度。
在“物质世界”这部分的学习将带领小学生走进我们居住的这块神奇的土地，开始探索其中的奥秘。在“物质科学”领域里，主要抓住物体与物质、运动与力、能量的表现形式三大模块：“物体与物质”部分经过对物体—材料—物质这三个层次的观察与探讨，了解物质一些基本的性质与变化过程，使学生的认识逐渐由具体向抽象过渡；“运动与力”部分使学生了解位置与运动的概念，知道力与运动变化的关系，了解常见的简单机械；“能量的表现形式”部分讨论了声、热、光、电、磁等物理现象，并知道它们都是能量的不同表现形式，能量可以转换。
在“地球与宇宙科学”领域里，主要包括地球的概貌与物质、地球运动与所引起的变化、天空中的星体三个部分。科学课程为小学生撩起了星空的神秘面纱，通过观察、记录天体的运动变化，探究它们的运动模式，获得有关地球及其他天体更完整的印象；通过探究的方法研究地球物质的性质，不仅可以获得有关的知识，了解科学探究的过程和方法，体验到探究的乐趣，还可以使他们意识到地球物质的价值和保护它们的重要性；通过了解人类对宇宙奥秘的探索，认识科学的进步和人类智慧的潜力，点燃小学生的求知欲。
在课程实施的过程中，教师需要结合小学生的科学探究活动，对科学知识的学习要尽量融合在分析和解决实际问题的情境中，着力介绍与他们日常生活有关的、身边常见的基础的科学知识。同时，教师在教学过程中要自下而上的，从简到繁，贴近生活，贴近兴趣，贴近儿童的浅而寓意深的生活经验着手，自然地进入各具体的知识细目，并由此逐渐理解、掌握科学知识。
我们以六年级下册的“微小世界”单元为例去设置该单元的知识目标：第一层次的知识是《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》“生命科学”领域里的要求，包括了解平面镜或放大镜可以改变光的传播路线，知道细胞是生命体的基本单位。第二层次的知识是具体的科学概念，包括放大镜是凸透镜，凸透镜具有放大物体图像的功能；知道用显微镜能看到肉眼不能看到的微小生物，生物都是由细胞组成的。第三层次的知识是内容的现象和实例，我们可以把该单元的知识目标设置为：包括通过放大镜观察身边的物体；解释放大镜的放大倍数和镜片的直径没有关系，和镜片的凸度有关系；通过显微镜辨认洋葱表皮是由细胞构成的；论证微生物通常都有特殊的构造和功能，以适应周围的环境。
（二）小学科学学科的能力目标的设置
在小学阶段，学生科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点：由浅入深，逐步养成。科学课程要从学生的认知特点和生活经验出发，让他们在熟悉的生活情境中感受科学的重要性，了解科学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与科学有关的一些简单的实际问题。教师要创造学习科学良好的条件和环境，使学生在学习中体验科学的魅力和乐趣，同时培养学生终身的探索志向、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。
小学科学能力目标具体可以这样描述：小学生参与科学学习活动是否主动，是否持之以恒，是否实事求是；小学生在参与探究活动中的观察是否全面，提问是否恰当，假设是否合理、计划是否周详，测量是否准确，表达是否清晰；在参与探究活动的过程中，搜集和获取信息的能力、判断信息的价值和合理分析的能力、整理、引用和发布信息的能力等是否有所提升；小学生在参与探究过程中与人的交流和交往能力、分工合作的团队精神是否得到发展。
小学科学能力目标在探究活动的不同阶段可以这样设置：探究活动初期，能否从生活经验中提出简单的科学问题，制定探究任务；探究活动中期，能否对一些自然现象进行观察和实验，并且能够对观察和实验的过程、结果进行记录、陈述和分析；探究活动后期，能否对一些自然现象的成因进行假设，运用科学知识对自然现象进行说明、演绎和解释；探究活动结束时，能否对得到的科学结论进行推理、验证和应用。
科学的能力形成往往依赖学生的课堂学习和探究活动。在学科教学的实施过程中，不能简单地通过讲授教给学生，而是应该紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，用具有精确的方法来做实验，使用实证的实验方法证实假定，用逻辑推理归纳出规律，并从事实中运用推理归纳出定律和数学模式。
我们以六年级下册的“物质的变化”单元为例去设置该单元的能力目标：《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》要求里对单元的能力要求包括：1.能用各种感官直接感知物体并用语言描述出物体的形态特征；2.能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释；3.能尝试用不同的方式分析和解读数据，对现象作合理的解释；4.能反思自己的探究过程，将探究的结果与假设相比较；5.能选择自己擅长的方式（语言、文字、图表、模型等）表述研究过程和结果。
具体到实际的操作标准，我们可以设置具体的、可操作的能力目标：1.能用实验方法证明食物里是否含有淀粉；2.尝试观察物理变化和化学变化的过程，找出它们之间的区别；3.设计实验来解决小苏打和白醋产生哪种气体的问题；4.比较铁与铁锈的区别，设计对比实验，寻找证据确定铁锈是不同于铁的新物质，对铁生锈的原因的探索；5.讨论铁生锈的快慢，怎样防止和减缓铁生锈。
（三）小学科学学科的情意目标的设置
情意目标是学习科学的动力因素，影响着学生对学习科学的投入、过程与效果。同时，情意目标又是科学教育的目标之一。通过对千姿百态、引人入胜的自然现象的学习，改变学生的行为倾向，激发他们对学习科学的兴趣，陶冶爱科学、爱家乡、爱祖国的情感，并为他们形成正确的科学价值观打好基础。培养小学生的情意目标，不能像传授知识一样直接“教”给学生，而是要创设探究机会，通过参与探究活动，日积月累，让学生有所感受、得以体验、进而内化。
小学科学教育中情意目标主要包括对待科学、对待科学学习、对待科学技术与社会的关系、对待自然四个方面。小学科学情意目标具体可以这样描述：对待学习科学的兴趣是否浓厚，学习动机是否强烈；对待科学是否充满求知求解的欲望，探究活动中是否尊重事实、证据；对待科学、技术与社会的关系是否关心科学技术的新发展，是否积极参加各种社会性科学与科普活动；对待自然是否尊重自然、珍惜自然，有否产生人与自然和谐相处的意识。
小学科学情意目标可以这样设置：学生通过学习科学是否具有理性精神敢于坚持真理，依据客观事实提出和坚持自己的见解；学生通过学习科学是否具有实证精神，对自然现象保持好奇心和求知欲，并愿意为探索自然的奥秘付出艰辛的探索和不懈的努力；学生通过学习科学是否具有分析精神和开放精神，善于思考和分析，追求准确和精细；学生通过学习科学是否能听取不同意见，理解别人的观点和设计思路；学生通过学习科学是否具有批判精神，敢于大胆质疑，具有开拓创新的勇气。
以六年级下册的“宇宙”单元为例，《义务教育科学（3-6年级）课程标准（2011年版）》里对单元的情意要求是：认识到科学是不断发展的，关注与科学有关的社会问题能参与中长期科学探究活动，关心日常生活中的科技新产品、新事物。具体到课堂实际的操作标准，我们可以具体设置以下的情意目标：通过对月球的认识，产生继续观察了解月球的兴趣，并能长期连续观察月相的变化；关注我国“神州”系列飞船的探究宇宙的活动，感知人类对宇宙的探索的范围越来越大，同时体会到科学技术的发展与我们的生活息息相关。