科学史在小学科学教学中应用现状的调查研究——教科版

一、引言

科学史是帮助学生理解科学本质的重要教学资源。2022年版《义务教育科学课程标准》明确将科学史内容纳入课程体系，强调其在培养学生科学素养中的价值。然而，在实际教学中，教师对科学史素材的利用仍存在诸多问题。已有研究发现，教师在科学史教学中普遍面临教学目标完成度低、教学内容与新课标不匹配、教学方法选取不当等困境（郭宇婧、白欣，2025，《科学史融入科学教育:教师实践的现实审视与行动路向》），不少教师将科学史简化为“讲故事”，未能深入挖掘其教育价值。此外，科学史素材的呈现方式日趋多样，但教师在实际教学中采用哪些方式、面临哪些困难，尚缺乏系统调查。基于此，本研究拟通过问卷调查法，对小学科学教师关于科学史素材的教学价值认知、利用现状及呈现方式进行调查，分析不同背景教师的差异，并针对调查结果提出相应建议，以期为优化科学史教学提供参考。

二、文献综述

（一）科学史素材的概念与类型（界定核心变量“科学史素材”）

1.科学史素材的概念界定

要研究教师如何利用科学史素材，首先需要明确什么是“科学史”。 科学史是研究科学知识形成与发展历史的学科领域。王家伦（2022）《小学科学教学渗透科学史教育的研究》科学史主要包含两个层面的内涵：一是在过去时间、空间背景下发生的与科学相关的史实性内容；二是在科学发展过程中呈现出的具有反思和指导意义的科学精神与探究过程。①在科学教育中，“科学史素材”通常指可用于教师教学的有关科学史的内容。科学史的内涵界定揭示了科学史素材不仅包含科学知识本身，还涵盖了科学发现的过程、科学家的思维方法以及科学精神等。

郭宇婧、白欣（2025）在教学中，“科学史素材”可具体化为科学知识的形成过程、科学家的探索历程以及科技发展的历史事件，并且这些素材对培养学生科学素养具有重要价值。②郭恬梦、王强（2026）也指出，科学史是对科学发展过程的研究，它不仅记录了客观真理的发现历史，也反映了人类心智逐步认识自然的过程。③

综合来看，科学史素材不仅是科学知识的背景补充，更是承载科学本质、科学精神和科学方法的载体。在小学科学教学中，科学史素材可以帮助学生理解“科学是什么”，体会科学知识的可验证性、相对性和暂时性，从而形成对科学本质的初步认识。

2.科学史素材的类型分类

科学史素材的类型在已有研究的基础上，形成了较为成熟的分类框架。刘剑（2022）在分析教科版《科学》教材时，将其归纳为科学家介绍、科学事件介绍和实验背景介绍三类。李律锌（2023）则采用了更为细致的分类，将科学史内容分为描述科学家生平、描述科学发现过程、描述科学术语命名过程、描述科学实验装置四类。这些分类虽然不同，但都指向同一个核心：科学史素材的内容是多样的，不能简单地等同于“科学家的故事”。

从呈现方式来看，教材中的科学史主要通过背景性正文、贯穿性正文和特定板块三种形式呈现（刘剑，2022）。不同版本教材各有侧重，如教科版和大象版教材较多采用特定板块呈现，苏教版则主要在正文中融入（李律锌，2023）。而在实际教学中，教师的呈现方式更为多样，除了口头讲述，还包括视频播放、角色扮演、实验重现等多种形式（郭宇婧、白欣，2025）。这说明科学史的呈现方式正在从单一走向多元，为教师提供了更多选择，也对教师的教学设计能力提出了更高要求。

从来源渠道看，教师使用的科学史素材不只来自于教材，科普书籍、网络视频、教师自制的活动材料等都是重要来源（郭宇婧、白欣，2025）。正如赵范珏（2022）所言，科学史不仅存在于教材文本中，还渗透在日常生活和跨学科知识中。这意味着教师在利用科学史素材时，需要具备一定的资源整合能力。

（二）科学史素材在教材的教学价值研究前人研究发现科学史素材有什么教育价值？

为什么要在义务教育阶段的科学教育中强调科学史的教育呢？学界对此已有较为统一的共识。袁维新（2006）系统论述了科学史的多重教育价值，包括帮助学生理解科学本质、培养科学精神、激发学习兴趣等。这一经典论述为后续研究奠定了基础。

在科学本质教育方面，科学史具有独特作用。科学史与儿童认知发展有许多相似之处，可以帮助教师发现学生的前概念。教材通过还原科学家当年遇到的困惑，让学生看到科学发现并非一帆风顺。这种设计像“脚手架”一样，引导学生一步步转变自己的认识，从而理解科学知识是在不断探索和修正中建构起来的。（小学科学教学渗透科学史教育的研究 ）郭恬梦、王强

在培养学生科学精神方面，科学史呈现了科学家探索自然的过程，体现了敢于质疑、实事求是、善于推理、勇于创新的精神。教材通过重现历史情境，让学生在亲身体验中感受科学方法的作用。同时，借助伽利略、袁隆平等真实故事，引导学生形成严谨、踏实的科学态度。（科学史融入小学科学教材的价值意蕴、现实审思与优化策略）赵范珏

在激发学习兴趣方面，科学史将科学与历史、数学、技术、社会等联系起来，帮助学生从多个角度理解科学问题。这种跨学科的视角，不仅拓宽了学生的知识面，也使科学学习更贴近现实。此外，科学家故事和发现历程本身生动有趣，能有效调动学生的好奇心和探究热情。《科学史融入小学科学教材的价值意蕴、现实审思与优化策略》郭宇婧、白欣（2025）但同时，值得注意的是，兴趣激发只是科学史价值的表层体现，更深层的价值在于帮助学生理解科学的本质和科学精神的内涵。

（三）教师利用科学史素材的现状研究

1.教师利用科学史素材的现状研究

1.1 使用频率与目的

即使科学史的价值已经被学术界充分论证，但一线教师对于科学史的使用仍然有所欠缺。郭宇婧等通过访谈研究发现，教师们虽然认可科学史的价值，但在实际教学中真正用到的次数较少，很难充分发挥出科学史的教育功能。赵范珏也曾指出相同的问题，教师在教学中更多考虑教学内容和教学次序，对学生的兴趣点和认知条件关注度不够充分。（在小学科学教学中渗透科学史教育的研究）

教师使用科学史的目的也值得引起关注。郭宇婧等提出，教师在教学中没有将科学史与核心素养紧密结合，往往只是简单提及科学史事件，未能引导学生深入分析科学家的思维过程，错失了提升学生科学思维的机会。（科学史融入科学教育： 教师实践的现实审视与行动路）这说明教师对科学史的理解仍停留在“传授知识”的浅层，未能挖掘其更深层的教育价值。郭恬梦、王强对教材的分析也印证了这一点——教材中的科学史内容多以陈述事实为主，对培养科学思维这一方面较为薄弱，这种内容组织方式容易使教师将科学史简化为静态知识。（科学史融入小学科学教材的价值意蕴、现实审思与优化策略）

1..2 呈现方式

在呈现方式上，教师最常采用的是口头讲述。郭宇婧等发现，教师在选择的科学史教学方法时不太适当，大多是在进行简单的故事讲述，而在故事讲述、角色扮演、实验探究等方法与科学史有机结合方面缺乏经验，缺少有效使用科学史的教学工具和方法。（科学史融入科学教育： 教师实践的现实审视与行动路）

相比之下，教材中科学史的呈现方式已日趋多样。刘剑对教科版教科书的分析发现，教材通过背景性正文、贯穿性正文和特定板块等多种形式呈现科学史。李律锌（2023）的比较研究显示，不同版本教材的呈现方式存在差异，教科版和大象版以特定板块呈现为主，苏教版则主要在正文中融入科学史内容。这提示教师在利用教材时，需要根据版本特点选择和组合科学史素材。

从教学实践来看，科学史的呈现方式可以多种多样。赵范珏（2022）指出，教师可以通过讲述科学家故事、展示图片、播放视频等方式激发学生兴趣。可见，呈现方式的选择并非一成不变，而应结合具体的教学目标和学生特点灵活调整。

1.3 困难与挑战

教师在利用科学史素材时面临诸多困境。郭宇婧归纳了三大困境：教学目标完成度不高、教学内容较为零散、教学方法使用不够恰当。比如遇到理论性较强的科学史内容，教师通常只是简单讲讲其中的故事，不太能设计出引导学生探究的活动。

此外，教师自身知识储备不足也是一个突出问题。赵范珏（2022）指出，小学科学教师对科学史的关注和了解主要局限于教材所呈现的基础内容上，对科学史的延展性知识和关联性知识了解较少。知识储备的不足，直接影响教师在课堂中深入挖掘科学史教育价值的能力。

从教材层面看，郭恬梦、王强（2026）发现，教材中科学史的学习方式以指导学生阅读为主，组织讨论、引导学生查找资料的方式较少，通过实验重现学习科学史的方式则更为罕见。这种以被动阅读为主的设计，使得教师难以开展探究式的科学史教学。这说明教师面临的困境不仅是个人能力问题，也与教材提供的教学支持不足有关。

（四）研究述评与本研究定位

1 已有研究的主要贡献

2 已有研究的不足

3 本研究的定位

小学科学教师科学史教学现状调查问卷

尊敬的老师：

您好！本问卷旨在了解小学科学教师对科学史（如科学家故事、科学发现过程、科技发展史等）的使用情况，仅用于学术研究，匿名填写。感谢您的支持！

第一部分：基本信息（请勾选）

1．您的教龄：

a.5年以下 b.6-15年 c.16年以上

2.您的学历：

a.大专及以下 b.本科 c.研究生及以上

3.您的专业背景：

a.理科（含科学教育） b.文科 c.工科 d.其他

4.您是否接受过科学史相关的培训或学习：

a.是 b.否

第二部分：科学史教学价值认知

说明：请根据您的实际想法，在对应数字上打“√”。（1=非常不同意→ 5=非常同意）

题号 题目 1 2 3 4 5

5 科学史能帮助学生理解“科学知识是不断发展变化的”

6 科学史能激发学生对科学的学习兴趣

7 科学史能培养学生的科学精神和探究态度

8 科学史能帮助学生理解科学知识的形成过程

9 科学史能促进学生对科学本质的认识

10 科学史能帮助学生认识科学、技术、社会与环境的关系

11 科学史教学对提升学生科学素养非常重要

第三部分：科学史使用频率

说明：请根据您平时的教学情况，在对应数字上打“√”。（1=从不→ 5=每节课都用）

题号 题目 1 2 3 4 5

12 在科学教学中，我使用科学史素材的频率

13 我经常在课堂导入环节使用科学史

14 我经常在知识讲解过程中融入科学史

15 我经常在探究实践活动中使用科学史

16 我经常在课后拓展环节布置科学史相关内容

17 我会根据教学内容主动设计科学史相关的学习任务

第四部分：科学史呈现方式

说明：请根据您常用的教学方式，在对应数字上打“√”。（1=从不使用→ 5=经常使用）

题号 题目 1 2 3 4 5

18 口头讲述科学家的故事

19 播放科普视频或动画

20 展示图片、实物或历史文献

21 组织学生角色扮演（如模拟科学家辩论）

22 重现历史上的经典实验

23 指导学生阅读科学史材料并进行讨论

第五部分：科学史来源渠道

说明：请根据您获取科学史素材的实际情况，在对应数字上打“√”。（1=从不使用→ 5=经常使用）

题号 题目 1 2 3 4 5

24 教材及教师教学用书

25 科普书籍（如《科学家的故事》）

26 网络资源（如科普网站、视频平台、公众号）

27 培训或学术讲座中获得的资源

28 自己整理或创作的科学史素材

第六部分：科学史教学困难

说明：请根据您的实际感受，在对应数字上打“√”。（1=完全不同意→ 5=完全同意）

题号 题目 1 2 3 4 5

29 课时不足，难以充分融入科学史

30 我自身的科学史知识储备不足

31 缺乏适合小学生的科学史教学资源

32 我不知道如何设计科学史相关的教学活动

33 学校对科学教学重视不够，支持有限

34 缺少科学史教学的成功案例或经验借鉴

问卷到此结束，再次感谢您的支持！

小学科学教师科学史教学现状调查问卷

尊敬的老师：

您好！本问卷旨在了解小学科学教师对科学史（如科学家故事、科学发现过程、科技发展史等）的使用情况，仅用于学术研究，匿名填写。感谢您的支持！

第一部分：基本信息（请勾选）

1．您的教龄：

a.5年以下 b.6-15年 c.16年以上

2.您的学历：

a.大专及以下 b.本科 c.研究生及以上

3.您的专业背景：

a.理科（含科学教育） b.文科 c.工科 d.其他

4.您是否接受过科学史相关的培训或学习：

a.是 b.否

第二部分：科学史教学价值认知

说明：请根据您的实际想法，在对应数字上打“√”。（1=非常不同意→ 5=非常同意）

题号 题目 1 2 3 4 5

5 科学史能帮助学生理解“科学知识是不断发展变化的”

6 科学史能激发学生对科学的学习兴趣

7 科学史能培养学生的科学精神和探究态度

8 科学史能帮助学生理解科学知识的形成过程

9 科学史能促进学生对科学本质的认识

10 科学史能帮助学生认识科学、技术、社会与环境的关系

11 科学史教学对提升学生科学素养非常重要

第三部分：科学史使用频率

说明：请根据您平时的教学情况，在对应数字上打“√”。（1=从不→ 5=每节课都用）

题号 题目 1 2 3 4 5

12 在科学教学中，我使用科学史素材的频率

13 我经常在课堂导入环节使用科学史

14 我经常在知识讲解过程中融入科学史

15 我经常在探究实践活动中使用科学史

16 我经常在课后拓展环节布置科学史相关内容

17 我会根据教学内容主动设计科学史相关的学习任务

第四部分：科学史呈现方式

说明：请根据您常用的教学方式，在对应数字上打“√”。（1=从不使用→ 5=经常使用）

题号 题目 1 2 3 4 5

18 口头讲述科学家的故事

19 播放科普视频或动画

20 展示图片、实物或历史文献

21 组织学生角色扮演（如模拟科学家辩论）

22 重现历史上的经典实验

23 指导学生阅读科学史材料并进行讨论

第五部分：科学史来源渠道

说明：请根据您获取科学史素材的实际情况，在对应数字上打“√”。（1=从不使用→ 5=经常使用）

题号 题目 1 2 3 4 5

24 教材及教师教学用书

25 科普书籍（如《科学家的故事》）

26 网络资源（如科普网站、视频平台、公众号）

27 培训或学术讲座中获得的资源

28 自己整理或创作的科学史素材

第六部分：科学史教学困难

说明：请根据您的实际感受，在对应数字上打“√”。（1=完全不同意→ 5=完全同意）

题号 题目 1 2 3 4 5

29 课时不足，难以充分融入科学史

30 我自身的科学史知识储备不足

31 缺乏适合小学生的科学史教学资源

32 我不知道如何设计科学史相关的教学活动

33 学校对科学教学重视不够，支持有限

34 缺少科学史教学的成功案例或经验借鉴

问卷到此结束，再次感谢您的支持！