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诺贝尔化学奖获得者、英国化学家波特说过：“儿童是天生的科学家。”儿童对周围的一切充满了好奇心，喜欢刨根问底，并且极富想象力。他们什么都想知道，他们的问题没完没了，总有问不完的“为什么”。正如杜威所说，儿童有调查和探究的本能，探究是儿童生命本能的冲动。由河南教育报刊社组织编写、大象出版社出版的《科学》教材紧密结合儿童“好奇、好问、好探究”这些与生俱来的特点，以培养学生的科学素养为宗旨，强调科学探究，强调综合性、应用性、时代性。其特点可以这样概括：一条主线贯穿其中，两个循环螺旋上升，三种单元承上启下，四个学段层层深入，五个要素共同达成，六种探究能力在行进中自然生成，实现了从“教师带着知识走向学生”到“教师带着学生走向知识”这一教学过程的转变，形成了自己独特的风格和特色。
一条主线：培养探究能力
这里所说的科学探究，是指对自然界的一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系。
科学探究是推动科学进步的动力，是科学进步永无止境的精神源泉，其内涵至少应包括三个方面。第一，求知精神。这是科学探究的首要特征，没有它就不会有人类对宇宙万物的无穷探究。日出日落，斗转星移，花开花落，季节变换，大自然中千变万化的现象激发了人们的好奇心和探究其奥秘的欲望。可以说，是好奇心和求知欲引导学生进入科学的大门。第二，进取精神。当科学家在探究过程中遇到新问题或发现新现象时，他们既立足于已有的知识，又不限于传统的理论框架，而是充分发挥自己的想象力和创造力，积极大胆地提出新思想或假设。第三，求实精神。探究活动要保证其科学性，假设就必须是可以被检验的，并经得起检验。经过科学验证，合理的科学假设被确立，错误的科学假设被抛弃。正是这种科学探究的求实精神，才使得科学假设或理论的真理性得以证明。
大象版《科学》教材以科学探究能力培养为主线，实现了两个转变：一是教师要完成“带着学生走向知识”这一教学过程的转变；二是学生的学习重心要从“过分强调知识传承与积累”向“主动通过探究获取知识”的转变。
只有亲身经历以探究为主的学习活动，才是学生学习科学的主要途径。因此，教材在设计上强化了三个“重视”。第一，重视创设情境，提供学生获得体验的机会。第二，重视学生的不同见解，引导学生主动参与科学探究活动。在每个人的内心深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。学生在自主探究的过程中会不断发现新问题，并根据自己的认知水平提出自己独特的见解。孩子的生命美丽如花，教育的作用就是让这些花朵绽放得更加绚烂。我们没有权利剥夺孩子生命生长的自由与权利，我们要做的，就是倾听每朵花儿慢慢开放的声音。第三，重视开放性的探究活动，鼓励学生大胆创新。开放性的探究活动可以有多种答案，因此应鼓励学生大胆进行尝试、操作、思考。
两个循环：能力培养的小循环与大循环
探究能力的培养离不开探究活动的支撑。教材中各个综合性单元，都是由一个个“做中学”活动组成的。这每一个“做中学”活动就是探究能力培养的小循环，而由一个个小循环构成的探究能力培养的集合，就是大循环。
需要强调的是，教材以法国的“做中学”理论为重要的理论支撑。法国科学家认为，“做中学”首先强调尊重儿童的求知欲，满足他们要观看、触摸、制造、活动的渴望。科学教育的意义在于通过儿童接触具体事物，向儿童展示一个具有完整结构和规律有序的真实世界。“做中学”在教法上也有创新。每个儿童都有着不同的个性，一个儿童就是一个世界，在动手做的过程中，学生自己制订计划，寻找实验器材，确定活动规则，研究学习方法，边讨论、边绘画、边学习，学得生动活泼，其个性得到了充分的张扬，同时培养了实践能力和创新精神。“做中学”让学生在操作中理解科学，让儿童在自然和真实现象面前感到惊异，尝试着去做，反复去做，认真观察，大胆假设，小心求证。
科学不仅仅是公式和定理，还包括科学活动的过程和体验，而后者才是最重要的。学生经历整个“做中学”的过程，就是培养创新精神和实践能力的过程。
三种单元：“探究能力训练”单元、“综合探究活动”单元和“探究的探究”单元
把综合性单元作为基本单位，这是教材的又一典型特点。综合性单元作为教材的基本构件，用一个个生动有趣的活动构筑学生真实的生活世界，像一串串珍珠串起一个个“做中学”内容。在这套教材中，共有三种类型的综合性单元。
“探究能力训练”单元是每个年级重点培养探究能力的准备单元。学生在感知、体验的基础上，进行“观察与提问”“猜想与假设”“计划与组织”“事实与证据”“模型与解释”“表达与交流”等探究训练，培养科学探究过程中最基本的技能和思维能力，为后续单元的学习奠定了基础。
“综合探究活动”单元是各册的主体，是以科学知识为基础的、培养探究能力的基本单位。通过一个或多个完整的“做中学”探究活动，培养学生的探究能力。每个单元中的内容综合生命世界、物质世界、地球和宇宙三方面的科学知识，使学生在“做中学”活动中面对自然和真实现象，通过动手动脑学习基础的科学知识，在学习中不断提高科学探究能力。
“探究的探究”单元是每册教材的总结、吸收单元，它呈现给学生一个个科学研究的成功案例，学生通过对典型的探究过程的分析与反思，温故知新，发展认知能力，理解科学探究的基本特征和完整的探究过程，并尝试应用于科学探究活动，学会科学地分析问题和解决问题。
四个学段：感知科学、走进科学、探究科学、科学探究
教材根据各个年级学生的认知特点，把三至六年级学生的认知能力培养目标分别确定为“感知科学”“走进科学”“探究科学”“科学探究”；把探究能力分解为“观察与提问”“猜想与假设”“计划与组织”“事实与证据”“模型与解释”“表达与交流”六种，分别作为三至五年级教材的一级目标，并把“怎样学科学”“制作与发明”作为六年级教材的一级目标，综合培养上述六种探究能力。每一册教材都围绕着各自的一级目标统一编排，层层递进，形成了完整的知识体系和探究能力培养体系。这种教材编写方式的一个重要特点，是遵循探究活动的一般规律，即由简单到复杂，由教师扶着走到逐步放开，由模仿到半独立再到完全独立，给学生一个由生疏到熟悉的过程，让学生亲历完整的科学探究的过程。
教育的起点是人的生命。生命具有无限发展的可能性、独特性及超越性，教育应依据生命的特征，遵循生命发展的原则，创设良好的环境，促进和保全 生命的成长，引导生命走向更加完整、和谐与无限的境界，并引导生命从生存走向存在。这是现代教育的新视角，它提醒人们必须思考教育与生命的关系。现今的教育不能重蹈无视生命、无视生命价值的覆辙，要重视生命教育。可见，生命视角中的教育特别关注立体化的教育，而立体化的教育应有立体化的教材来支撑。这是大象版《科学》教材的又一个特色。
五个要素：科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质
科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大要素构成，这五大要素梅成—个相互联系、相互影响的有机整体。
在五个要素中，科学知识是基础，是培养和形成其他要素的载体；科学能力是核心；科学方法是科学素养的重要组成要素；科学意识和科学品质是科学素养的重要表现形式，其中科学意识包含科学的世界观和应用意识(在社会生产及生活中理解和应用科学)等内容，科学品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情感、动机等。
传统科学教育的目标主要关注对学生知识、技能、方法、能力的培养，很少关注他们的情感、态度与价值观的发展。而科学素养的最核心部分，就是一个人对待科学的情感、态度与价值观。因此，教材非常重视情感、态度与价值观的培养，力求具有启蒙性、趣味性、可读性，成为学生乐学、教师乐教的教科书。在版式、图标、插图、照片、卡通形象等方面的设计与制作上，尽量做到新颖、生动、形象、美观，给人以耳目一新的感觉。在语言上，改变了过去说教式的表达方式，多采用第一人称和第二人称。教材中的一些实验、讨论和作业等小栏目，设计时注意选取学生亲身经历过的或熟悉、容易理解的事物作为教学内容，贴近学生，使学生在不知不觉中进入科学殿堂。
为了便于学生自学和阅读，每个单元都有与探究活动相关的“科学自助餐”，包括古今中外科学家的故事、科学技术发展的故事、科学探究活动的成功案例、全国青少年发明创造的故事等等。之所以要安排这些阅读内容，说到底就是为了引导学生读书。英国的高尔斯华绥说过：“读书是治疗我们高度机械化时代所固有的标准化和简单化的良药。”读书扩大了我们对别人生活、性情与需要的认识，读书能帮助人们走出“自我”的圈子。宋朝诗人黄庭坚曾说，他三日不读书，便觉“语言无味，面目可憎”。读书的过程应该是交流和合作的过程。人在旅途，无论你是声名显赫，还是默默无闻；无论你是贵为宰相，还是卑微如草芥，其实都很孤独。只有与书为伴，与书为伍，并能从中找到人生的真谛，才明白什么叫实在，什么叫从容。从实用的角度说，只有多读书，才能找到探究活动的入口或捷径。
六种探究能力：观察与提问、猜想与假设、计划与组织、事实与证据、模型与解释、表达与交流
达尔文说过：“最有价值的知识是关于方法的知识。”教材重视探究能力的培养和训练，重视科学探究方法的学习和运用。教材力图使每个单元的活动都体现这一思路，但每个单元活动的训练点又有所侧重，每个单元完成一个较完整的科学探究过程，每学期完成一个大的循环过程，使学生不断地经历实践——认识——再实践一再认识的认知过程，使爱科学、学科学、用科学的经历和意识反复得到强化，从而提高科学素养。
从三年级到六年级，教材把六种探究能力分为三组，即“观察与提问、猜想与假设”“计划与组织、事实与证据”“模型与解释、表达与交流”，其目的是让学生在真实的、具有挑战性的、开放性的学习环境与问题情境中展开探究过程，在系统的探究能力的小循环中实现一个个具体的培养目标，从而达成培养目标。
(责编 海 宇)
一条主线：培养探究能力
这里所说的科学探究，是指对自然界的一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系。
科学探究是推动科学进步的动力，是科学进步永无止境的精神源泉，其内涵至少应包括三个方面。第一，求知精神。这是科学探究的首要特征，没有它就不会有人类对宇宙万物的无穷探究。日出日落，斗转星移，花开花落，季节变换，大自然中千变万化的现象激发了人们的好奇心和探究其奥秘的欲望。可以说，是好奇心和求知欲引导学生进入科学的大门。第二，进取精神。当科学家在探究过程中遇到新问题或发现新现象时，他们既立足于已有的知识，又不限于传统的理论框架，而是充分发挥自己的想象力和创造力，积极大胆地提出新思想或假设。第三，求实精神。探究活动要保证其科学性，假设就必须是可以被检验的，并经得起检验。经过科学验证，合理的科学假设被确立，错误的科学假设被抛弃。正是这种科学探究的求实精神，才使得科学假设或理论的真理性得以证明。
大象版《科学》教材以科学探究能力培养为主线，实现了两个转变：一是教师要完成“带着学生走向知识”这一教学过程的转变；二是学生的学习重心要从“过分强调知识传承与积累”向“主动通过探究获取知识”的转变。
只有亲身经历以探究为主的学习活动，才是学生学习科学的主要途径。因此，教材在设计上强化了三个“重视”。第一，重视创设情境，提供学生获得体验的机会。第二，重视学生的不同见解，引导学生主动参与科学探究活动。在每个人的内心深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。学生在自主探究的过程中会不断发现新问题，并根据自己的认知水平提出自己独特的见解。孩子的生命美丽如花，教育的作用就是让这些花朵绽放得更加绚烂。我们没有权利剥夺孩子生命生长的自由与权利，我们要做的，就是倾听每朵花儿慢慢开放的声音。第三，重视开放性的探究活动，鼓励学生大胆创新。开放性的探究活动可以有多种答案，因此应鼓励学生大胆进行尝试、操作、思考。
两个循环：能力培养的小循环与大循环
探究能力的培养离不开探究活动的支撑。教材中各个综合性单元，都是由一个个“做中学”活动组成的。这每一个“做中学”活动就是探究能力培养的小循环，而由一个个小循环构成的探究能力培养的集合，就是大循环。
需要强调的是，教材以法国的“做中学”理论为重要的理论支撑。法国科学家认为，“做中学”首先强调尊重儿童的求知欲，满足他们要观看、触摸、制造、活动的渴望。科学教育的意义在于通过儿童接触具体事物，向儿童展示一个具有完整结构和规律有序的真实世界。“做中学”在教法上也有创新。每个儿童都有着不同的个性，一个儿童就是一个世界，在动手做的过程中，学生自己制订计划，寻找实验器材，确定活动规则，研究学习方法，边讨论、边绘画、边学习，学得生动活泼，其个性得到了充分的张扬，同时培养了实践能力和创新精神。“做中学”让学生在操作中理解科学，让儿童在自然和真实现象面前感到惊异，尝试着去做，反复去做，认真观察，大胆假设，小心求证。
科学不仅仅是公式和定理，还包括科学活动的过程和体验，而后者才是最重要的。学生经历整个“做中学”的过程，就是培养创新精神和实践能力的过程。
三种单元：“探究能力训练”单元、“综合探究活动”单元和“探究的探究”单元
把综合性单元作为基本单位，这是教材的又一典型特点。综合性单元作为教材的基本构件，用一个个生动有趣的活动构筑学生真实的生活世界，像一串串珍珠串起一个个“做中学”内容。在这套教材中，共有三种类型的综合性单元。
“探究能力训练”单元是每个年级重点培养探究能力的准备单元。学生在感知、体验的基础上，进行“观察与提问”“猜想与假设”“计划与组织”“事实与证据”“模型与解释”“表达与交流”等探究训练，培养科学探究过程中最基本的技能和思维能力，为后续单元的学习奠定了基础。
“综合探究活动”单元是各册的主体，是以科学知识为基础的、培养探究能力的基本单位。通过一个或多个完整的“做中学”探究活动，培养学生的探究能力。每个单元中的内容综合生命世界、物质世界、地球和宇宙三方面的科学知识，使学生在“做中学”活动中面对自然和真实现象，通过动手动脑学习基础的科学知识，在学习中不断提高科学探究能力。
“探究的探究”单元是每册教材的总结、吸收单元，它呈现给学生一个个科学研究的成功案例，学生通过对典型的探究过程的分析与反思，温故知新，发展认知能力，理解科学探究的基本特征和完整的探究过程，并尝试应用于科学探究活动，学会科学地分析问题和解决问题。
四个学段：感知科学、走进科学、探究科学、科学探究
教材根据各个年级学生的认知特点，把三至六年级学生的认知能力培养目标分别确定为“感知科学”“走进科学”“探究科学”“科学探究”；把探究能力分解为“观察与提问”“猜想与假设”“计划与组织”“事实与证据”“模型与解释”“表达与交流”六种，分别作为三至五年级教材的一级目标，并把“怎样学科学”“制作与发明”作为六年级教材的一级目标，综合培养上述六种探究能力。每一册教材都围绕着各自的一级目标统一编排，层层递进，形成了完整的知识体系和探究能力培养体系。这种教材编写方式的一个重要特点，是遵循探究活动的一般规律，即由简单到复杂，由教师扶着走到逐步放开，由模仿到半独立再到完全独立，给学生一个由生疏到熟悉的过程，让学生亲历完整的科学探究的过程。
教育的起点是人的生命。生命具有无限发展的可能性、独特性及超越性，教育应依据生命的特征，遵循生命发展的原则，创设良好的环境，促进和保全 生命的成长，引导生命走向更加完整、和谐与无限的境界，并引导生命从生存走向存在。这是现代教育的新视角，它提醒人们必须思考教育与生命的关系。现今的教育不能重蹈无视生命、无视生命价值的覆辙，要重视生命教育。可见，生命视角中的教育特别关注立体化的教育，而立体化的教育应有立体化的教材来支撑。这是大象版《科学》教材的又一个特色。
五个要素：科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质
科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大要素构成，这五大要素梅成—个相互联系、相互影响的有机整体。
在五个要素中，科学知识是基础，是培养和形成其他要素的载体；科学能力是核心；科学方法是科学素养的重要组成要素；科学意识和科学品质是科学素养的重要表现形式，其中科学意识包含科学的世界观和应用意识(在社会生产及生活中理解和应用科学)等内容，科学品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情感、动机等。
传统科学教育的目标主要关注对学生知识、技能、方法、能力的培养，很少关注他们的情感、态度与价值观的发展。而科学素养的最核心部分，就是一个人对待科学的情感、态度与价值观。因此，教材非常重视情感、态度与价值观的培养，力求具有启蒙性、趣味性、可读性，成为学生乐学、教师乐教的教科书。在版式、图标、插图、照片、卡通形象等方面的设计与制作上，尽量做到新颖、生动、形象、美观，给人以耳目一新的感觉。在语言上，改变了过去说教式的表达方式，多采用第一人称和第二人称。教材中的一些实验、讨论和作业等小栏目，设计时注意选取学生亲身经历过的或熟悉、容易理解的事物作为教学内容，贴近学生，使学生在不知不觉中进入科学殿堂。
为了便于学生自学和阅读，每个单元都有与探究活动相关的“科学自助餐”，包括古今中外科学家的故事、科学技术发展的故事、科学探究活动的成功案例、全国青少年发明创造的故事等等。之所以要安排这些阅读内容，说到底就是为了引导学生读书。英国的高尔斯华绥说过：“读书是治疗我们高度机械化时代所固有的标准化和简单化的良药。”读书扩大了我们对别人生活、性情与需要的认识，读书能帮助人们走出“自我”的圈子。宋朝诗人黄庭坚曾说，他三日不读书，便觉“语言无味，面目可憎”。读书的过程应该是交流和合作的过程。人在旅途，无论你是声名显赫，还是默默无闻；无论你是贵为宰相，还是卑微如草芥，其实都很孤独。只有与书为伴，与书为伍，并能从中找到人生的真谛，才明白什么叫实在，什么叫从容。从实用的角度说，只有多读书，才能找到探究活动的入口或捷径。
六种探究能力：观察与提问、猜想与假设、计划与组织、事实与证据、模型与解释、表达与交流
达尔文说过：“最有价值的知识是关于方法的知识。”教材重视探究能力的培养和训练，重视科学探究方法的学习和运用。教材力图使每个单元的活动都体现这一思路，但每个单元活动的训练点又有所侧重，每个单元完成一个较完整的科学探究过程，每学期完成一个大的循环过程，使学生不断地经历实践——认识——再实践一再认识的认知过程，使爱科学、学科学、用科学的经历和意识反复得到强化，从而提高科学素养。
从三年级到六年级，教材把六种探究能力分为三组，即“观察与提问、猜想与假设”“计划与组织、事实与证据”“模型与解释、表达与交流”，其目的是让学生在真实的、具有挑战性的、开放性的学习环境与问题情境中展开探究过程，在系统的探究能力的小循环中实现一个个具体的培养目标，从而达成培养目标。
(责编 海 宇)