科学教育改革的核心之一，是科学课程的改革，而科学课程必须回答的关键问题是“学什么学什么”和“怎么学”。本期专题请到了承担“中小学教师国家级培训计划”(简称“国培计划”)小学科学教师培训项目的东南大学学习科学研究中心的科学教育专家，从介绍由十位不同国家的科学家、工程师和科学教育专家共同撰写的《科学教育原则和大概念》一书开始，围绕小学科学教育中“学什么”和“怎么学”的问题进行探讨，希望能够引发读者对相关问题的思考与探索探索。
　　2009年10月，来自七个国家的十位科学家、工程师和科学教育专家在苏格兰的罗蒙湖畔举行了一个小型的研讨会，目的是为了确定学生在科学教育中应该接触到的核心概念。这些核心概念将帮助他们理解周围的自然世界。这些专家的研究和经历，使他们感到世界上很多国家的中小学科学教育往往缺乏连贯性，而且在教学内容选择上，也缺乏对于科学的宏观和系统的考虑，而这些对于孩子们正确认识和理解客观世界具有重要的作用。他们共同撰写了一本《科学教育的原则与大概念》，提出了十项科学教育的原则，挑选出了十个核心科学概念和四个关于科学的概念，并期望通过这项努力，能为正在各国进行的科学教育改革提供帮助。
　　
　　科学教育的十个原则
　　
　　1　在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以有系统地发展和持续保持学习者对周围世界的好奇心、对科学活动的热爱，以及对可以如何阐明自然现象的理解。
　　2　科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够参与有依据的决策和采取适当的行动，这对保证他们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。
　　3　科学教育具有多方面的目标，科学教育应该致力于：
　　·理解科学上有关的一些大概念，包括科学概念和有
　　关科学本身的概念以及科学在社会中所起作用的概念
　　·收集和运用实证的科学能力
　　·科学态度
　　4　基于对概念的审慎分析，以及基于当前对学习是如何发生的研究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段需要掌握的概念。
　　5　应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开始，逐步进展到掌握核心概念。
　　6　学习的经验应该明晰地反映出既包含科学知识，也包含科学探究的理念，并且符合当前科学和教育方面的意见。
　　7　所有科学课程的活动都应该致力于深化学生对科学概念的理解，同时应该考虑到其他的目的，例如科学态度和能力的培育。
　　8　为学生设置的学习项目，以及教师的职前教育和专业发展，都应该和为达到原则3中所设置目标需要的教与学的方法保持一致。
　　9　评测在科学教育中具有关键的作用。无论是对学生学习过程的形成性评测，还是对学生学习进展的总结性评测，都必须考虑到所有的学习目标。
　　10　为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应该促进教师之间的合作，并需要社会其他力量，包括科学家的参与。
　　
　　科学中的十四个大概念
　　
　　科学概念
　　1　宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。
　　2　物体可以对一定距离远的另外的一些物体产生作用。
　　3　改变一个物体的运动状态需要有净力作用于其上。
　　4　当事物发生变化，或是被改变时，会发生能量的转换，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。
　　5　地球的构造和它的大气圈，以及在其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候。
　　6　宇宙中有数百万个银河系，太阳系仅是其中一个银河系中很小的一部分。
　　7　生物是由细胞组成的。
　　8　生物需要能量和物质来维持，因此它们经常需要依赖其他生物体或是与其他生物体竞争。
　　9　遗传信息会在生物中一代一代地传下去。
　　10　生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。
　　
　　关于科学的概念
　　11　科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。
　　12　科學上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内和事实最为吻合的。
　　13　科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。
　　14　科学的运用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。