小學科學教育的任務：
使學生獲得重要的科學基本概念並認識科學概念之間的聯絡；
使學生獲得科學**的技能和方法；
鍛鍊學生的合作交往和語言表達能力；
使學生受到善於思考、實事求是的科學態度的薰陶。
從兩個例子引起
例1：對以下知識點的處理角度不同，效果可有很大差別
知識點1：種子的傳播方式不同
知識點2：鳥類的食性不同喙的構造不同
知識點3：食草動物與食肉動物牙齒構造不同
知識點4：哺乳動物眼睛的位置不同
處理方法1，當作互相沒有聯絡的、單獨的知識點來講，學生掌握這些具體知識。
處理方法2，把這些知識點放在乙個核心概念（「生物體的器官結構與其生活習性相適應」） 的框架中解讀。揭示這些知識點之間的本質聯絡。
例2：：對以下實驗的處理角度不同，效果可有很大差別
實驗1：一杯水中能夠溶解多少鹽、溶解多少糖
實驗2：**種子萌發的條件
實驗3：**影響液體蒸發速度的因素
實驗4：**影響摩擦力大小的因素
實驗5：**影響槓桿平衡的因素
實驗6：**影響電磁鐵磁力大小的因素
處理方法1，當作互相沒有聯絡的、單獨的實驗來講，學生掌握這些具體實驗。
處理方法2，把這些實驗放在乙個核心概念（**過程技能「變數的識別與控制」） 的框架中解讀。揭示這些實驗之間的本質聯絡。
思考：哪種處理方法能夠更好地實現科學教育的任務？
（一）為什麼要突出科學教育中的核心概念
圍繞核心概念組織教學符合人的認知發展的特點，是有效認識世界的途徑。在小學科學中圍繞核心概念組織教學，對提高兒童的學習效率，促進兒童思維發展十分重要。在未來人的知識結構中，核心概念處在「知識結構金字塔」的上位，它具有廣泛的統攝性，容易產生廣泛的知識、能力遷移。
在圍繞核心概念組織教學的過程中，不僅可以讓學生有效地組織和記憶知識，而且有助於他們判斷、理解推理等。
理論基礎：
美國心理學家、學者，紐約市立大學研究生院榮譽教授奧蘇伯爾指出:「不論在哪乙個學科,要使教材的內容編排成序,有兩個原則是適用的,這就是逐漸分化原則和綜合貫通原則。」這兩條原則既是有意義學習的原理,也是講解式教學的原則。
逐漸分化原則是指教學內容的安排要遵循從一般到個別的原則,首先講授最一般的、包攝性最強的觀念,然後根據具體細節對它們逐漸加以分化。逐漸分化原則不僅與人類習得認知內容的自然順序相一致,而且與人類認知結構中表徵、組織和貯存知識的方式相吻合。
綜合貫通原則是指教學內容的橫向組織應該考慮學生認知結構中現有觀念的異同。這一原則的作用在於可使學生辨明每一觀念與其他平行觀念的關係,消除相互之間的矛盾與混淆,從而使知識更加清晰和鞏固。
另外，根據將要學習的新內容與學習者已經知道的相關內容之間的關係，奧蘇伯爾把學習分為下位學習(subordinate learning)、上位學習(superordinate learning)和並列結合學習(combinatorial learning)三類。
如果將要學習的新內容在包攝和概括水平上高於學習者原有認知結構中已有的相關內容，這時的學習就是上位學習或總括學習。
上位學習是在歸納推理的過程中進行的，或者是在當呈現的材料要以歸納方式組織或者涉及把構成的觀念加以綜合的時候進行的。
如果將要學習的新內容僅僅是由原有認知結構中已有的相關內容的合理組合構成的，因而僅僅能與認知結構中相關內容的一般背景相聯絡，而不能與認知結構中某些特定的內容構成下位關係（從屬關係）或上位關係（總括關係），那麼，這時的學習就是並列結合學習。
（二）舉例說明什麼是小學科學教學中的核心概念
物質（材料）具有不同的特徵和特性
識別物體可觀察到的特徵，並對它們進行分類；說明分類的依據了解常用材料具有的特性和它們的用途
知道固體、液體、氣體的特徵和特性；固體有確定的形狀、體積和重量；液體有確定的體積和重量，液態的表面在靜止時會保持水平；氣體沒有確定的形狀和體積，只有確定的重量。
識別和說明周圍物體所處的狀態
力作用於物體會改變物體的運動狀態
列舉日常生活中直接施加在物體的力，
知道有的力需要直接接觸物體才能產生作用證實磁力可以間隔一段距離對物體產生作用
探索施加在物體上的力和物體運動狀態變化的關係，證實運動狀態的改變是與施加在物體上力的大小和方向有關的
為了維持生存，生物體需要不斷和外界交換物質、能量和資訊
探索生物體內存在的水，知道人體內有超過70%的部分是水。水是維持所有生物生存所必需的物質 ；
觀察和列舉陽光對綠色植物生長產生的影響 ；
了解空氣中的氧氣、有害氣體和微塵對人體健康的影響。知道吸收二氧化碳的綠色植物是氧氣的供給者 ；
觀察某些動物的呼吸、吃食和排洩等現象，了解器官的功能作用；了解人體內呼吸和消化系統中主要器官的名稱和作用，知道怎樣保護這些器官並養成良好的生活習慣認識人體的感覺器官（眼、耳、鼻、舌、**）；
了解人體感官對各種環境刺激的反應方式和作用，了解其他生物也有類似的功能。
（三）怎樣圍繞核心概念組織教學？
核心概念：不同的植物能夠適應不同的環境
第一類問題：仙人掌長什麼樣？生活在**？
第二類問題：荷花、玉公尺、海帶長什麼樣？生活在**？你有什麼發現？
第三類問題：對比找規律：這些植物生活環境相同嗎？為什麼不相同？它們的樣子和環境有關係嗎？
第四類問題：出示**：（1）麵包樹、椰子、蘋果樹長什麼樣？可能長在什麼地方？
2）出示鹽鹼地、沼澤地、海底**，這裡可能會長什麼樣的植物？
核心概念：生物有生有死；從生到死的過程中，有不同的階段
問題：1．觀察蝴蝶的一生都經歷的哪些階段？
2．蜻蜓、蜜蜂的一生都經歷的哪些階段？
3．它們的一生都經歷的階段有哪些共同的特點？
4．蝗蟲、螞蟻、蟋蟀的一生都經歷的哪些階段？
5．其他動物的一生也經歷了這些階段嗎？
核心概念：大部分生物生存需要空氣
問題：1．對比實驗：豆苗生存需要空氣嗎？
2．對比實驗：小麥、玉公尺生存需要空氣嗎？
3．我們用什麼方法證明它們生存需要空氣的？
4．出示乙個實驗問：這種實驗的方法對嗎？
5．你能用這種方法設計其他生物生存需要空氣的實驗嗎？
（四）體現科學的魅力
科學的魅力體現在探索科學、揭示自然規律的過程中。科學發現和創造發明的過程是趣味無窮的, 是有興趣，有吸引力，引人入勝的。
科學的魅力在於其博大。人類在解決許多問題的同時發現了更多的問題，於是，人們孜孜不倦地研究，再研究。是科學的博大精深吸引著人們。人類在科學的長河中顯得微不足道。
科學的魅力在於它的真實。為了求真，有的人付出畢生精力，有的人甚至現出了寶貴的生命我。
科學的魅力在於科學技術與人類社會的關係是多彩多姿的。
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