一、引言

随着《义务教育科学课程标准（2022年版）》的颁布，“科学态度与责任”被确立为核心素养，强调要弘扬科学家精神 [1]。与此同时，项目式学习（PBL）因强调“做中学”和“真实情境”，成为科学教育的重要模式。如何将“科学家成长史”这一宝贵资源融入项目式学习，成为一线教师关注的热点。本文梳理了相关文献，旨在厘清当前研究的现状与不足。

二、科学家成长史的教育价值

现有研究普遍认为，科学家成长史不仅是知识的背景，更是培养学生科学精神的“活教材”。

内化科学态度：郭宇婧和白欣（2025）指出，新课标特别强化了科学史的地位，科学家在研究过程中遭遇的失败、坚持与突破，能让学生直观感受到“实事求是、勇攀高峰”的精神内涵，比单纯的说教更具感染力 [2]。

促进思维发展：王乐楷和付雷（2024）的研究发现，通过重现科学家发现新知识的思维历程（如“电和磁”中奥斯特的发现过程），能有效帮助学生从“已知结论”走向“探究过程”，提升其科学思维能力 [3]。

理解科学本质：张春燕和李雁冰（2022）强调，科学史教育能帮助学生理解科学知识的“人为性”和“历史性”，从而建立正确的科学观，避免将科学知识绝对化 [4]。

三、项目式学习与科学史融合的现状

在实践层面，已有不少关于将科学史融入项目式学习（或探究式学习）的探索。

融合路径：陈慧钰（2024）以“电和磁”为例，提出了“整合资源、设计情境、发展实证思维”的策略，主张让学生像科学家一样去提出问题、设计实验、分析数据，而不仅仅是听故事 [5]。

教学策略：袁维新（2006）较早系统提出了将科学史融入教学的三种方式：用故事激发兴趣、用课题展示方法、用专栏深化理解，这些策略至今仍是融合实践的重要参考 [6]。

本土化探索：李雁冰和邹逸（2005）在早期研究中就指出，西方HPS（历史、哲学与社会学）教育模式在我国尚属新课题，需要结合本土教材和学情进行开发 [7]。

四、现有研究的不足与展望

尽管已有不少成果，但通过查阅知网文献发现，当前研究仍存在以下明显缺口，这也是本研究的切入点：

融合深度不足：多数研究（如陈慧钰，2024）仅将科学家故事作为导入环节或点缀，未能将其系统融入项目式学习的全流程（如方案设计、实验失败、反思评价等环节），导致“形似而神不似” [5]。

缺乏实证数据支持：现有文献多为经验总结或个案描述，缺乏基于大样本的实证研究。尤其是关于“融入科学家成长史”是否真的能显著提升学生的“科学态度”或“探究能力”，    鲜有数据支撑（如前后测对比、信效度检验等）。

评价工具缺失：目前缺乏专门针对“科学家精神内化”的标准化评价工具，多数研究依赖教师主观评价或自编问卷，难以客观衡量融合效果。

五、结语

综上所述，将科学家成长史融入项目式学习是落实新课标要求的有效途径，但当前研究多停留在策略探索层面，缺乏深度整合和实证验证。未来研究需在标准化教学设计、量化效果评估以及长期追踪等方面进一步突破。

[1] 中华人民共和国教育部。义务教育科学课程标准（2022年版）[M]. 北京：北京师范大学出版社，2022.
[2] 郭宇婧，白欣。科学史融入科学教育的实践路径与教学革新[J]. 课程·教材·教法，2025(07): 56-62.
[3] 王乐楷，付雷。新课标视域下融入科学史发展科学思维的教学设计[J]. 理科考试研究，2024(20): 61-63.
[4] 张春燕，李雁冰。科学史融入科学教学研究展望[J]. 科学教育，2022(11): 12-18.
[5] 陈慧钰。在科学教学中融入科学史教育——以“电和磁”一课为例[J]. 课程教材教学研究(上半月刊), 2024(09): 60-62.
[6] 袁维新。将科学史融入科学课程与教学[J]. 教育研究，2006(01): 45-50.
[7] 李雁冰，邹逸。科学史融入科学教育[J]. 华东师范大学学报(教育科学版), 2005(04): 22-28.

1. 在小学科学项目式学习中，融入科学家成长史的教学内容是否比常规教学更能显著提升学生的科学兴趣？
2. 融入科学家成长史是否对改善学生的科学态度（如好奇心、坚持性、实事求是精神）产生积极影响？
3. 实验组（融入科学家成长史）与对照组（常规教学）在科学探究能力上的表现是否存在统计学意义上的显著差异？
4. 基于调查数据的分析结果，能否验证“科学家成长史融入”这一变量对小学生科学素养提升的因果效应？

1. 验证“科学家成长史”融入小学科学项目式学习的有效性，厘清其对提升学生科学素养的具体作用。
2. 通过混合研究视角下的定量调查，获取客观数据支撑，为密云区小学科学课程改革提供实证依据。
3. 探索科学家精神（如坚韧不拔、勇于探索）在低龄段学生身上的内化机制与表现特征。
4. 构建一套基于科学家成长史的小学科学两课时项目式学习操作范式，供一线教师参考。

1.研究类型

采用混合研究范式。是以定量研究为主导的混合研究，即“定量为主，定性为辅”。

主体部分：通过问卷调查法收集大样本数据，进行统计分析，以验证假设和推断总体规律。

辅助部分：结合课堂观察记录和学生作品分析（定性数据），对量化结果进行解释和补充.

研究设计模式：采用非等效对照组前测后测设计。即在自然班级基础上，设置实验组与对照组，分别进行干预前后的测量，通过对比差异来评估干预效果。

2. 调查研究方法

本研究核心采用问卷调查法，具体实施路径如下：

调查对象：北京市密云区某小学四、五年级两个平行班级（实验班与对照班）。

调查工具：自编《小学生科学兴趣与态度调查问卷》。问卷内容涵盖科学兴趣、科学态度（好奇心、坚持性、合作精神、实事求是）、科学探究自我效能感等维度，采用李克特五级量表计分。

调查实施：

前测：在教学干预开始前，对两个班级统一发放问卷，获取基线数据。

后测：在实施两课时项目式学习后，再次对两个班级发放同一问卷（或等值卷），获取干预后的数据。

数据分析：将回收的问卷数据录入SPSS软件，运用描述性统计、推断统计等方法进行处理。

基于混合研究设计与问卷调查的实证逻辑，提出以下可检验的假设

1. H1（组间差异）‍：后测中，实验组（融入科学家成长史）学生的科学兴趣、科学态度及探究能力得分显著高于对照组（P值小于0.05）。
2. H2（组内变化）‍：实验组学生从前测到后测的提升幅度（差值）显著大于对照组。
3. H3（基线均衡）‍：前测中，实验组与对照组在各项指标上无显著差异（P值大于0.05），证明两组起点一致，具备可比性。
4. H4（相关性）‍：学生在问卷中表现出的对科学家成长故事的认同度，与其科学探究能力得分呈正相关。

1. 研究对象

选取北京市密云区某小学四（或五）年级两个平行班级作为研究对象。

实验班（一班）‍：约45至50人。实施“融入科学家成长史”的项目式教学。

对照班（二班）‍：约45至50人。实施“常规项目式”教学，不刻意融入科学家故事。

两班由同一教师或同水平教师执教，教学内容、课时、进度保持一致，仅“是否融入科学家成长史”这一变量不同。

2. 研究范围

时间范围：2026年春季学期，为期一个月（含准备、前测、实施、后测、分析）。

内容范围：选取小学科学课标中适合开展两课时项目式学习的主题重点观察项目实施过程。

地理范围：限定于北京市密云区，确保区域教育背景一致。

1. 研究工具

《小学生科学兴趣与态度调查问卷》：

结构：包含科学兴趣（5题）、科学态度（5题）、科学探究自我效能感（5题），共15至20题（可根据预试调整）。

计分：（1=非常不符合，5=非常符合）。

信效度：经过专家审核及预试，确保信度系数（克隆巴赫α系数）大于0.85。

课堂观察记录表：记录学生在两节课中的表现，作为定性补充。

教学干预方案：明确实验组科学家案例（如袁隆平、屠呦呦、南仁东等）的引入时机与方式。

2. 数据分析方法（使用SPSS软件）

本研究将严格遵循统计规范，利用SPSS（统计软件包）进行以下具体操作与分析：

1.描述性统计：

利用SPSS的“描述”功能，计算实验班与对照班在“前测”、“后测”各维度的平均值（Mean）、标准差（SD）及频率分布，直观呈现数据特征。

2.信度与效度分析：

信度分析：使用SPSS的“可靠性分析”模块，计算总量表及各分量表的克隆巴赫α系数，检验问卷内部一致性。

效度分析：使用SPSS的“降维”模块进行探索性因子分析（EFA），验证问卷结构是否符合理论预设。

3.组间差异检验（独立样本T检验）‍：

目的：直接比较教学干预后，实验班与对照班的后测得分差异。

SPSS操作：使用“比较均值”下的“独立样本T检验”功能，以组别为分组变量，后测得分为检验变量，重点查看T值与P值。

4.协方差分析：

目的：若前测存在微小差异，以“前测成绩”为协变量，剔除基线影响，精确计算“教学干预”对“后测成绩”的净效应，提高结论的稳健性。

SPSS操作：使用“一般线性模型”下的“单变量”功能，以后测分为因变量，组别为固定因子，前测分为协变量进行分析。

5.可视化分析：

利用SPSS的“图表构建器”生成均值趋势图（线图）和箱线图，直观展示两组学生的变化轨迹。

1.准备阶段

确定实验班与对照班，确保生源背景一致。

编制与修订调查问卷，完成预试与SPSS预分析。

设计并打磨两课时教学方案（实验版与对照版）。

2.前测阶段

在两个班级统一发放问卷，回收数据。

将数据录入SPSS软件，进行数据清洗（剔除无效卷），并执行“基线检验”，确认两组起点无显著差异。

3.教学干预阶段

实验组：实施两课时项目式学习。第一课时引入科学家成长故事（如袁隆平的田间科研精神），激发情感；第二课时结合科学家探究历程（如屠呦呦的失败与坚持）指导实验，强化态度。

对照组：实施常规两课时项目式学习，仅聚焦任务完成，不引入人物故事。

全程进行课堂观察，记录关键行为。

4.后测阶段

教学结束一周后，统一发放后测问卷。

回收并录入SPSS，准备进行统计分析。

5.分析与报告阶段

运行SPSS程序，输出描述统计、T检验、协方差分析结果表。

结合定性观察资料，解释数据背后的教育意义，验证研究假设。

撰写研究报告，提出教学建议。

1.数据真实性：所有问卷数据原始记录，严禁伪造。SPSS分析过程保留完整日志，确保结果可追溯、可复现。

2.伦理规范：研究前向学生及家长说明目的，签署知情同意书（或口头确认），承诺数据仅用于学术研究，严格保密，不泄露学生个人信息。

3.教学公平：除核心变量（是否融入科学家成长史）外，严格控制其他变量（教学时长、练习量、教师评价标准等），确保实验的内部效度。

4.成果回馈：研究结束后，向参与学校提供详细的数据分析报告及基于科学家成长史的教学改进建议，实现研究与教学的共赢。