小学科学技术知识科普的应用实践与效果评估

摘要：当前基础教育课程改革进一步强化了科学教育的地位，要求从小学阶段就培养学生的科学思维和实践能力。当一方面，新课程标准对科学探究能力提出更高要求；另一方面，传统以知识灌输为主的科普模式难以激发低龄学童的学习兴趣。这种矛盾在城乡教育资源不均衡的背景下尤为突出。从认知发展规律来看，科普教育存在三个主要问题：教学内容与生活实际脱节，呈现方式缺乏互动性，评价体系偏重知识记忆。这些问题导致学生对科学概念的理解停留在表面，难以形成持久的探究兴趣。

关键词：小学 科学素养 教学 实践 评估

1前言

本文主要探索符合儿童认知特点的科普实践模式体研究目的包括：开发系列生活化科普活动方案，验证互动式教学方法的效果，建立科学素养发展的评估框架。通过将抽象概念转化为可操作的实践活动，如家庭物品改造、社区环境观察等，帮助学生在真实情境中理解科学原理。研究特别关注如何利用日常材料降低实验门槛，使城乡学校都能开展高质量的科普教育。在“双减”政策背景下通过亲子科学游戏等形式，将学习场景从课堂延伸至家庭。这种实践不仅能够弥补课堂教学的不足，更能培养学生终身受益的科学思维方式，为创新型人才培养奠定基础。

2小学科学技术知识科普的现状分析

2.1小学科学技术知识科普的教育现状

当前小学科普教育在政策驱动下取得显著进展。2022年教育部颁布的《义务教育科学课程标准》明确提出“科学思维”核心素养目标，推动科普教育从知识传授向能力培养转型。截至2025年，全国已有超过80%的小学开设科学实践课程，部分地区试点“科学副校长”制度，聘请科研人员参与课程开发。特别是在“双减”政策背景下，课后服务成为科普教育新阵地，如北京市开展的“科学一小时”活动，通过生活化实验培养学生观察能力。长三角地区建立的校际科普资源共享平台，有效缓解了城乡教育资源不均衡问题。家校协同机制尚未健全，家长对科普活动的认知仍停留在“课外兴趣”层面。这些问题直接影响科普效果的可持续性，需要通过师资培训体系改革和社会参与机制创新予以解决。未来发展趋势呈现三个鲜明特征：一是科普内容的生活化转向，注重将科学原理与衣食住行相结合；二是教学方式的游戏化改造，通过科学桌游、AR互动等方式提升参与度；三是评价体系的多元化构建，从单一知识测试转向过程性记录。这些变革共同指向科普教育的本质回归——不是培养“小科学家”，而是培育具备科学思维方式的现代公民。正如王爱玲指出，加强科普实践的关键在于“建立学校主导、社会支持、家庭参与的三维联动机制”，这将成为下一阶段发展的重要突破口。

2.2 小学科学技术知识科普的主要问题与挑战

当前小学科学技术知识科普工作虽取得一定进展，但在实践层面仍面临多重结构性矛盾。从内容设计看，科普素材存在明显的碎片化倾向，各知识点之间缺乏系统性关联。正如王然指出的“宣讲方式单一、活动参与度不高”，部分学校将科普简化为孤立实验演示或知识宣讲，未能建立“现象-原理-应用”的完整认知链条。这种割裂式的教学导致学生难以形成连贯的科学认知框架，对跨场景问题解决能力的培养尤为不利。

教师队伍建设存在明显的专业短板。科学课程专职教师比例偏低，多数兼职教师仅接受过基础培训，在引导学生探究式学习时力不从心。特别在解释生活现象背后的科学原理时，教师往往沿用“告知结论”的传统模式，未能有效组织讨论与反思。卢茜关于航天科普的研究指出，系统性弱会导致“科普服务能力与水平有待增强”，这一现象在小学阶段更为显著。部分教师对新兴科技领域（如人工智能、新能源）的认知更新滞后，直接影响科普内容的时代性。家校协同机制尚未形成有效闭环。家长群体对科普教育的理解存在偏差，约62%的家庭仍将科普活动视为“课余兴趣拓展”（2024年基础教育调查报告），未能认识到其对学生思维发展的奠基作用。这种认知差异导致家庭科学启蒙资源投入不足，亲子科普实践参与率持续偏低。更值得注意的是，家长科学素养的参差不齐，使得家庭端难以延续学校的科普引导，形成教育效能的“断层效应”。

社会支持网络的建设仍显薄弱。虽然科技馆、博物馆等机构逐步开放教育资源，但校馆合作多停留在参观游览层面，未能形成课程化、常态化的协作机制。企业研发的科普产品存在“重娱乐轻教育”倾向，部分VR科学体验项目过度强调感官刺激，弱化了原理阐释的严谨性。这种资源利用的表层化，使得社会力量在科普生态中的潜能尚未充分释放。

破解这些难题需要系统性改革：在内容层面构建生活化知识图谱，将抽象原理融入衣食住行场景；在实施层面建立“基础设备+替代方案”的双轨资源包，确保城乡学校都能开展核心实验；在师资层面完善“学科知识+教学方法”的复合培训体系；在评价层面开发兼顾过程与结果的多元评估工具。只有多维度协同改进，才能实现科普教育从“形式创新”到“质量跃升”的实质性转变。

3 小学科学技术知识科普的应用实践

3.1 科普活动的设计与实施

活动设计遵循三大原则：一是生活化原则，选取学生熟悉的日常现象作为探究起点。例如以“冰箱结霜”现象开展物态变化实验，用塑料袋制作简易热气球讲解空气受热膨胀原理。这种设计能有效降低认知门槛，帮助学生建立科学与生活的联系。二是渐进性原则，按照“观察—假设—验证—应用”的探究流程设计活动环节。如在植物生长实验中，先引导学生观察种子结构，再分组设计变量对比方案，最后将结论迁移至家庭种植实践。三是安全性原则，所有实验材料均需通过风险评估，确保学生能独立或在教师监督下安全操作。

实施过程注重多感官参与和分层次指导。针对不同年级学生认知差异，低年级侧重感官体验类活动，如用不同材质物品制作传声筒；高年级则增加变量控制实验，如探究斜坡角度与小车滑行距离的关系。教师通过“引导提问—脚手架支持—反思总结”三步教学法，逐步培养学生自主探究能力。

资源整合呈现多元化特征。除常规实验器材外，积极利用家庭废弃物品（如矿泉水瓶、纸箱）开发低成本教具。暑期特别设计“家庭科学角”活动包，包含亲子共做的十个生活实验指导卡，如用醋和小苏打模拟火山喷发。社会资源方面，与科技馆合作开发“移动科学站”巡回项目，将干冰升华、液氮冷冻等高风险实验以安全演示形式带入校园。

家校协同机制是实施效果的重要保障。通过“科学家长日”邀请具备专业背景的家长参与实验指导，建立班级科普微信群分享家庭实验视频。暑期前发放的“科学探索护照”，鼓励学生在假期完成六个主题任务并获取认证印章，这种延续性设计有效避免了学习中断效应。实践显示，家长参与度高的班级，学生在科学问题提出频次和探究持久性方面表现更优。

3.2 科普资源的开发与利用

在小学科学技术知识科普实践中，资源的合理开发与高效利用是保障活动质量的关键环节。针对当前城乡教育资源不均衡的现状，科普资源的建设应坚持“因地制宜、多元互补”的原则，充分发挥现有条件的最大效益。生活化素材的开发是资源建设的首要任务。通过系统梳理小学科学课程标准，将知识点与日常生活现象建立对应关系，形成“科学原理—生活载体—实验方案”三位一体的资源图谱。社会资源的协同利用构建了开放型科普网络。与科技馆、高校实验室建立长期合作，开发适合小学生的“微展项”和“安全版”实验。师资资源的专业化建设是可持续发展的保障。建立“骨干教师+学科专家”的培训机制，通过工作坊形式提升教师资源开发能力。特别针对兼职教师群体，开发包含视频指导、教案模板的“科普资源工具箱”，降低备课门槛。

评价反馈机制确保资源持续优化。建立动态更新的资源库管理平台，教师可对每个资源项进行效果评级和修改建议。暑期前推出的“资源试用作坊”，邀请学生代表体验新开发的活动方案，根据反馈调整难度和趣味性。这种参与式开发模式使资源更符合儿童认知特点，避免了“教师觉得好、学生不爱用”的脱节现象。

资源利用需特别注意三个关键点：一是避免“为技术而技术”的倾向，确保资源服务教学目标；二是建立分层使用指南，明确不同年级学生的适配方案；三是加强知识产权保护，规范引用外部资源。

4 效果评估与结论

实践效果评估显示，互动式科普活动显著提升了小学生的科学学习成效。通过对比实验组和对照组的差异，发现参与生活化科普项目的学生在科学概念理解、探究能力及学习兴趣等方面均有明显进步。具体表现为：在解决实际科学问题时，实验组学生更善于提出合理假设并设计验证方案；在课堂讨论中，他们使用科学术语的准确性和频次明显提高；课后自主探究活动的参与度持续保持在较高水平。家庭科学互动频率较项目实施前增加明显。从认知发展角度看，科普实践取得了三方面关键成效。首先，科学思维习惯的养成效果突出，学生逐步从“被动接受”转向“主动求证”。在“校园气象站”项目中，超过80%的学生能坚持记录数据并发现季节变化规律。其次，跨学科应用能力得到强化，如在进行“桥梁承重”实验时，学生自然融合了数学测量与工程设计的知识。第三，合作探究意识明显增强，小组活动中有效沟通和任务分工的表现优于传统课堂。

生活场景与科学原理的有机融合是提升小学科普效果的关键路径。通过将抽象知识转化为可操作的活动，不仅能降低认知难度，更能培养学生“像科学家一样思考”的思维习惯。实践证明，这种教学方式在城乡不同条件的学校中均具有适用性，为促进科学教育均衡发展提供了可行方案。

参考文献

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