科学教材中科学家精神的渗透与培育比较研究

绪论1.1研究背景1.1.1从国家层面讲科学家精神是无数科技工作者在长期的科学依据和实践过程中所展现出的精神力量的凝聚和概括。为推动科学家精神扎根校园，中国科协与教育部于2023年7月14日联合印发《“科学家（精神）进校园行动”实施方案》，唤醒中小学生对科学探索的浓厚兴趣REF_Ref1108\r\h[1]。《中国学生发展核心素养》明确指出，科学精神素养是学生综合发展的重要表现维度之一REF_Ref17479\r\h[2]。这些措施都显示国家在新时代背景下对科学家精神的重视，通过教育来培养和传承科学家精神的决心。2001年6月，教育部颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》在“课程标准”章节中明确要求：国家课程标准的制定需结合各学科特性与具体教学内容，以科学精神、科学态度和科学方法的培养为核心，鼓励学生积极投身于创新实践活动之中REF_Ref17600\r\h[3]。1.1.2学科发展层面讲当前，我国整个社会的国民科学家精神意识不强，虽然最近几年我国科技水平发展较快，但是目前国人对于科学技术的认识大多是建立在功利主义之上，一些科研项目可能会因为能够带来直接的经济利益或解决紧迫的社会问题而获得优先支持，而那些看似抽象或短期内难以产生明显效益的研究可能会受到忽视。这种功利主义的科研取向可能会限制科学的广度和深度，影响科学家的创造力和探索精神。鉴于此，剖析小学科学教材在科学家精神培养方面的价值，是助力国民培育科学家精神的重要着力点。1.1.3当前科学家精神教育存在的问题培育科学领域的专业人才，应当从小学阶段就着手进行。对于小学生而言，重点在于激发他们的科技意识，培养其对科学的热爱与探索思维。与此同时，还需要引导小学生树立科技强国、科技兴国的理念，使其深刻认识到科技发展是推动中国繁荣昌盛、实现民族复兴的核心力量REF_Ref1558\r\h[4]。儿童在小学阶段的认知提升、情感深化与社会性发展，如同培育幼苗的沃土，推动着其世界观与价值观的初步建立。小学生学东西又快又好，培养科学家精神也是这个道理。从小让孩子了解科学家的探索精神，就像给他们盖房子打好地基，既能帮孩子掌握科学知识，还能让孩子在各个方面都发展得更优秀。我国《义务教育小学科学课程标准》明确指出，小学科学课程具有基础性地位。这就如同建造高楼需要稳固地基，优质的小学科学教育能够为学生后续学习提供强大助力，显著提升学习效率；反之，若忽视这一阶段的教育，则可能事倍功半。心理学研究显示，小学时期是个体学习能力的黄金阶段，尤其是科学态度与精神的培养，在这一时期通过潜移默化的教育，能够对学生产生更为持久且深远的影响REF_Ref17845\r\h[5]。然而目前我国义务教育阶段中对科学学科并不重视，在科学课程中仍然以科学知识为重点，忽视了科学精神、科学家精神的发展，这会使得小学生只会对学科知识死记硬背，无法形成对科学的自主探索，更加无法对科学产生兴趣，因此加强小学阶段科学素养的培养，是国民科学素养得到加强和提升的重要途径之一。1.2研究意义本文通过对教科版和苏教版小学科学教科书中涉及科学家精神部分的科学家素材、内容和编写特点等多方面进行分析，关注不同版本的小学科学教科书中科学家精神的融入情况，能够为当前阶段我国小学科学教科书的编写提出一些合理的建议，总结过往的不足之处，更好地完善我国小学科学教育的内容。如今，只要是能辅助老师教学、助力学生学习的文字资料，都能归为教材。从常见的课堂课本、课后练习册，到老师自己整理的教学讲义，再到互联网上分享的各类学习文档、课件等，形式五花八门。说白了，只要是对学生增长知识、提高能力有帮助的资料，都可以称作教材REF_Ref17894\r\h[6]。作为知识传授与接收的重要桥梁，教材深度落实课程标准要求，将抽象内容转化为具象知识，成为学生系统性学习的有力抓手，其影响力在无形中渗透于学生学习意识的形成过程。1.3.1科学家精神的研究国内学者对科学家精神的含义、特征和在科学教育中的重要性进行了一定研究，任鸿隽（2002）最早明确科学精神的理念REF_Ref17956\r\h[7]。在刘大椿看来，科学精神是科学最本质的内核，以追求真理、勇于创新为关键目标，体现了客观可行性与人类主动创造能力的有机统一REF_Ref18002\r\h[8]。董鑫蕊分析了中国科学家精神的思想脉络与起源，借此汇聚起强大合力，助力中国科技事业不断攀登高峰REF_Ref18051\r\h[9]。薛艳艳指出，在当下这个时代，科学家精神不仅没有过时，反而变得更加重要和珍贵。无论是对国家发展、科技进步，还是对每个人来说，都有着不可替代的价值。要想更好地弘扬这种精神，国家需要先把科技人才培养、科技创新激励、科技创新评价这三大机制建设得更完善，再围绕它们搭建起一套完整的制度体系，让科学家精神能够更好地传承下去REF_Ref18099\r\h[10]。汪长明通过深入剖析，明确界定了“科学精神”与“科学家精神”的异同之处，并对科学家精神的历史发展脉络展开系统性研究。这一研究成果无论是在推动科学家精神话语体系的构建，助力形成科学规范的理论阐释框架，还是在服务国家战略需求，为加快建设科技强国、实现高水平科技自立自强目标凝聚精神动力、提供价值指引等方面，都发挥着不可或缺的学术支撑作用REF_Ref18135\r\h[11]。研究弘扬科学家精神的路径。李殿仁在2020年从媒体传播视角出发，介绍了钱学森、袁隆平以及部分科学院院士等个体科学家的事迹，借此倡导大力弘扬科学家精神。他指出，这些杰出科学家所展现出的精神品质极具典型示范意义，应当将对他们的学习常态化REF_Ref18380\r\h[12]。吴文建等人于2021年聚焦宣传媒介展开研究，提出弘扬科学家精神可从国家层面的统筹规划、结合地方特色进行针对性宣传，以及加速推进科研管理体制改革等方面着力REF_Ref18433\r\h[13]。尤为强调的是，他们认为开展科学家精神教育已刻不容缓，需尽快提上日程并大力推进。1.3研究现状以“科学家精神”为关键词在中国知网上搜索已发布的文章，对检索到的文献进行动态分析可以直观看出从1964年—2024年每一年的研究动态和走向。图1关于科学家精神研究动态走向从图中可看出，我国对于科学家精神的研究最早出现在2014年，整体呈上升的趋势，从2019到2022年这段时间，在学术期刊上发布的相关论文开始急速增加，从2019年的3篇到2022年的88篇，之后更是一直稳步上升，到了2023年，发布数量达到94篇之多，对于科学家精神的研究发展迅速的这一段时间，李振光认为与习近平总书记对于弘扬科学家精神的重视有密切关系，一些政策体现了国家对科学家精神的高度重视，进而推进了科学家精神的研究[5]。近年来，国内有关科学家精神的研究热度持续攀升，相关成果不断涌现。学者们的研究主要聚焦于三个层面：一是深入剖析科学家精神的特质；二是系统探讨科学家精神在当下时代所具有的重要价值；三是着重研究新时代背景下培育科学家精神的有效路径。现将相关文献梳理总结如下：1.3.2科学教育中的科学家精神培养关于如何在科学教育中培育科学精神这一课题，国内众多学者经深入研究后一致认为，科学精神在教育领域有着不可或缺的重要地位，科学课堂与课外的科普活动尤其重要。国内研究者张超探讨了如何培养学生的科学家精神，通过培养学生科学思维、做好科学教育加减法等方法，可以有效培养学生的科学探究能力和科学家精神REF_Ref18472\r\h[14]。魏红燕探讨了在科学教育中如何培养学生科学精神及报国情怀，提出拓宽科学视野、加深科学思维、提高知识宽度等方法[4]。李静，袁玉芝学者探讨了小学至大学阶段思政课培养学生科学精神的内涵、现状与路径，提出从教学内容、方法、实践等方面构建科学精神培养体系REF_Ref18511\r\h[15]。蔡铁权针对科学精神融入小学科学课堂提出了一系列建议：首先，应在课程标准与评价实施建议里清晰明确科学精神教育的相关内容；其次，需配备与之相适应的课程，以助力科学精神的培养；再者，科学精神教育的推进，离不开研究者提供全面且深入的理论指导；最后，教师的教学实践中应充分体现科学精神教育，让其真正落地REF_Ref18557\r\h[16]。曲铁华等人在2005年针对基础教育中科学精神缺失的状况，提出了具有针对性的解决策略。一方面，国家和地方在进行课程设置时，务必精准把握科学的本质特征，将科学精神的评价纳入考量范围，切不可忽视。另一方面，教师需要对课堂教学模式进行改进，以促进科学精神在教学过程中的有效渗透REF_Ref18606\r\h[17]。1.3.3教材中科学家精神的融入研究针对教材中科学家精神的融入，国内学者进行了一些分析。例如，任悦、潘婉茹探究了科学家形象对培养学生科学家精神的作用REF_Ref18648\r\h[18]。杨希指出，要将三维目标转向核心素养，关键是培养学生的科学精神。但是目前，教师往往重视传授知识，却轻视了学生科学精神的培育REF_Ref18684\r\h[19]。科学精神培育是科学学习从积累到突破的关键进阶，它将零散的科学知识升华为更高层次的素养，同时也是达成教育核心目标的关键路径。然而，当前因缺少有效评估学生科学精神发展水平的工具，使得在教学实践中强化科学精神培养变得尤为迫切。教科书作为连接教学与学习的桥梁，其中的历史材料可以用来培育学生的人文精神。科学史对于帮助学生掌握科学方法和培养科学精神是必要的。为助力教师优化教学，陈莲和万莉对教材中所体现的科学精神进行系统性分析，围绕理性思维、批判质疑、勇于探究三大核心要素展开分析，提炼可借鉴的教学启示REF_Ref18730\r\h[20]。范敏，黄莉敏探讨了地理教材中科学精神的渗透和体现，分析了教材栏目设计在培养学生科学探究能力和态度方面的作用REF_Ref18766\r\h[21]。吴成军在研究中讨论了生物学教材在培育科学精神和弘扬科学家精神方面的设计与实践REF_Ref18798\r\h[22]。马骏骙的研究深入探讨了教科书中科学家形象的教育价值，以及教科书在传承科学家精神方面的关键作用。尽管国内在科学家精神的融入探究方面已有一定的研究基础，但仍有不少研究空白和深入探讨的空间。例如，对教材中科学家精神融入的系统性分析、教材编写与科学教育改革的关联以及如何通过教材更好地培养学生的科学家精神等方面，仍需进一步研究REF_Ref18857\r\h[23]。综上所述。通过对过往研究的梳理，学者们围绕科学精神的内涵界定展开了深入探讨。虽然不同国家的学者基于各自的视角与研究方向，对科学精神的理解存在差异，但在他们的观点中，创新、实证、奉献、合作、宽容等要素频繁出现，成为科学精神不可或缺的核心组成部分。这一现象表明，尽管文化背景与研究侧重点有所不同，不同国家和学者在对科学家应具备的精神特质认知上，达成了一定的共识。在教学领域，已有研究聚焦于科学精神在教育过程中的渗透情况，对科学精神融入教学的现状进行了细致剖析，并提出了一系列改革建议。这些建议涵盖宏观政策的调整、课程设置的优化、教师专业素养的培养以及教学评价体系的完善等多个层面，旨在构建一个全方位、多层次的科学精神培育框架。1.4概念界定1.4.1科学家精神科学家精神的概念内涵最早明确于《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的实施意见》，《意见》中的六种精神成为中国科学家的群体属性和共同属性REF_Ref18994\r\h[24]。在丁俊萍和李庆看来，科学家精神由以爱国为核心信念、以科学精神为基础这两部分内容共同组成REF_Ref19024\r\h[25]。汪长明学者指出，科学家群体涵盖了四大科学工程等众多科研项目的实施与参与者，其本质上是以“人”为核心主体。同时他认为，科学家精神作为科学领域各类精神的核心与统领，其精髓在于追求“实事求是”[11]。科学家精神和科学精神不是一回事儿，科学家精神是科学精神和人文精神结合产生的。有专家提出，科学家精神出现了新变化，它不只是一些抽象的概念，而是融入到科研人员的思想、情感和意志里，变成他们内心认可的东西。然后，这种内在的精神又会体现在科研群体共同的精神面貌、价值观，以及大家遵守的行为准则上。就像钱学森冲破重重阻力回国，投身于新中国航天事业，不仅展现出对科学的执着探索（科学精神），更饱含着浓烈的爱国情怀（人文精神），这便是科学家精神的生动体现。1.4.2科学精神当科学家进行科学研究、探索未知世界，或是将科学知识付诸实践时，所遵循的价值理念、采用的思维模式，以及践行的行为准则，所合起来就是科学精神。科学精神侧重于科学实践活动本身的客观要求与规范，它贯穿于科学实践的各个环节，是推动科学进步、保障科学成果可靠性与有效性的核心力量。任鸿隽是最早清晰阐释科学精神理念的学者。在他的观点中，科学精神具体涵盖理性的坚定信念、注重实际验证的研究方法、敢于质疑的批判思维，以及不断尝试和修正错误的实践模式。科学精神堪称科学的精髓所在，它以追求真理和勇于创新为核心目标，既立足现实条件，又充分发挥人的主观能动性[7]。1.4.3小学科学教材小学科学教科书是遵循小学科学课程标准编写的特定教育资源，其内容与编排充分考虑小学生身心发展特点，以实现科学课程教学目标为导向，是师生开展知识传递活动的关键媒介。本文中的“小学科学教科书”特指从建立新中国成立以来至今的我国小学使用的小学科学教科版教科书。科学课程对学生科学精神的培养成效，很大程度上取决于课程设计和教材编制过程中，能否有效落实科学精神的内容呈现与引导。陈赛玲认为，教科书编得好不好，影响太大了。一方面，直接关系到学生能不能学明白、学得好；另一方面，老师天天用这些教材上课，慢慢也会受影响，教学的思路和方法都会跟着改变REF_Ref32504\r\h[32]。1.4.4文本分析文本分析是一种综合性研究方法，旨在系统处理、解析和阐释文本数据，挖掘其蕴含的信息、意义、结构及内在关系，满足不同领域在理解、决策和预测等方面的需求REF_Ref25953\r\h[31]。本质上，文本分析深入探究人类语言表达，涵盖从简单文本特征提取到复杂语义理解和知识发现的系列操作。特征提取包括统计词汇、短语，如计算词频了解核心主题，进行词性标注为后续分析奠基。在语义理解层面，借助自然语言处理技术和语义学理论，剖析词汇、句子和篇章的语义关联，如语义角色标注明确成分语义角色，语义相似度计算助力文本分类、聚类，像信息检索时借此精准返回相关信息。结构分析聚焦文本组织形式与逻辑关系，分析篇章段落、层次和主题连贯性，辅助理解整体架构，比如识别学术论文结构并提取关键信息；通过构建句法树呈现句子语法和语义依存，助力理解句子生成与表意机制。2研究设计2.1研究对象本研究以教育科学出版社于2018年7月正式出版的义务教育教科书《科学》（教科版）为研究对象。这套教材共计12册，研究将围绕其内容，我将全面整理教科版小学科学教材里体现的科学家精神内容，从科学家形象、展现形式、内容维度等角度展开梳理。在此基础上，用具体的数据和量化方法，对这些科学家精神要素进行深入分析，清晰呈现其分布和特征。探讨我国科学家精神在教科版小学科学教材中的培养，从而为科学家精神融入我国小学科学教材编写提供更好的建议。本研究将综合运用文献研究法，分析国小学科学教科版教材在科学家精神培育层面的历史短板，同时深入对比其与其他版本教材在该方面的共性与差异。经全面分析后，针对性提出优化我国现行小学教材科学家精神培育路径的可行性策略。2.2研究工具2.2.1分析框架2.2.1.1科学家形象分析马骏骙学者主要是从三个角度进行科学家形象分析：自然维度、社会维度和教科书维度。在自然维度方面，主要从科学家的姓名和性别这两个具体方向展开；而社会维度的分析，则聚焦于科学家所属的国家以及从事的职业这两个方面[21]。马路艳在研究教科书科学家精神内容中将科学家背景信息分为国籍、时代、性别三个维度REF_Ref19161\r\h[27]。本研究主要参考马路艳学者对科学家背景信息的划分框架，将科学家背景信息分为国籍、时代、性别维度。对于时代的划分，不同领域的学者划分的根据不同，本文采用李约瑟对于中国科学技术研究的时间研究框架，将时代分为古代、近代、现代REF_Ref19197\r\h[28]。对小学科学教材中的科学家精神相关内容进行编码和分析，本研究引用马艳学者对于高中化学教材科学家精神内容的研究框架用以分析。表1“背景信息”研究框架REF_Ref19161\r\h[27]一级维度二级维度定义国籍中国直接判断美国直接判断时代古代1600年之前近代1600-1895现代1895之后性别男性直接判断女性直接判断未提及直接判断2.2.1.2科学家精神教材表现情况在编排内容时，教材采用了丰富多元的表现形式，而其中用于体现科学家精神内容的呈现形式，对学生的阅读体验有着不可忽视的影响。本研究参考马路艳学者构建的教材表现形式划分框架，将科学家精神的表现情况具体划分为位置、视角、篇幅这三个维度。表2“科学家精神教材表现情况”研究框架REF_Ref19161\r\h[27]一级指标二级指标定义位置正文教材中印刷内容的主要部分栏目教材中按照内容性质划分的、设置不同名称的部分注释位于页面的底部、左右侧处，可以作为文中某处内容的解释习题用于学生学习后进行知识应用的内容视角第一人称出现“我”“我们”等人称代词第二人称出现“你”“你们”等人称代词第三人称出现“他/她”“他们/她们”等人称代词混合人称同时出现两个及以上人称代词篇幅较短1句话短2句话中3-5句话较长6-10句话长11句话以上呈现方式文字使用文字对科学家进行描述图片使用科学家的图片、照片图文并茂既使用了文字，也使用了照片图片对科学家进行描述2.2.1.3科学家精神研究表3“科学家精神”研究框架REF_Ref19161\r\h[27]一级指标二级指标操作性定义内容维度爱国精神提及“祖国”“民族”等字眼创新精神提及“第一次”“首次”“最先”等字眼求实精神提及“实验”“数据”等字眼协同精神提及“团队”“共同”“合作”等字眼奉献精神提及“长时间”“数年”“坚持”等字眼育人精神提及“教学”“学生”等字眼未出现未体现科学家精神载体直接评价直接对科学家的精神维度进行评价科学研究通过描绘科学家的研究过程体现其精神，这里规定设计到使用科学的手段（仪器、设备）、科学的方法（调查、观察、实验等）都是科学研究学术交流通过描绘科学家学术交流的过程体现其精神，这里涉及座谈、讨论、演讲、发表成果等交流性活动都是学术交流人文思想通过描述科学家说过的经典的语句体现其精神未涉及未涉及科学家精神丰满程度单薄体现1种较丰满体现2种丰满体现3种及以上未出现未体现科学家精神（1）内容维度2019年，中共中央国务院办公厅联合发布《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的实施意见》。该意见明确将科学家精神系统划分为六个维度：涵盖以“胸怀祖国、服务人民”为内核的爱国精神；以“勇攀高峰、敢为人先”为特质的创新精神；以“追求真理、严谨治学”为准则的求实精神；以“淡泊名利、潜心研究”为境界的奉献精神；以“集智攻关、团结协作”为导向的协同精神；以及以“甘为人梯、奖掖后学”为担当的育人精神[22]。本研究参照《意见》中关于科学家精神的分类框架，构建相应的研究维度体系，并依据《意见》中的具体阐释，对每个维度进行明确界定。（2）载体维度马路艳学者认为不同的载体形式给读者的阅读体验也不同，因此本研究的载体框架主要是根据马路艳学者对于教材中科学家精神载体的建立，包括直接评价、科学研究、学术交流、人文思想四种载体REF_Ref19161\r\h[27]。（3）丰满程度鉴于教材内容在选取上的特性，科学家精神的不同维度在教材中的呈现各有侧重。通过深入剖析教材中科学家精神各维度内容的丰富程度，能够直观洞察当前教材对特定精神维度的重视与否。这不仅有助于为教材编写提供切实可行的建议，还能为教学资源的开发给予参考依据。本研究以马路艳学者对于科学家精神在教材中丰满程度的框架为参照，若教材所展现的科学家仅凸显创新这一精神，便将其界定为“单薄”；要是还涵盖了诸如求实精神等其他精神维度，就将其定义为“较丰满”，后续以此规则类推进行。2.2.2分析的方法本研究以教育科学出版社出版的小学科学教材一至六年级共12册为基础，依据教材自然划分的单元进行分析。研究范围不包含封页、封底、前言、目录、本章提要及附录等内容，明确将每节课标题下涵盖的段落文本、实验插图、示意图、表格，以及特色栏目（如教科版教材中的“科学家这样做”“科学阅读”等）作为具体的分析对象。在本研究中，我们采用Excel表格来开展分析工作。具体操作是，把“分析类目”填写在表格的“行”方向，将“教材文本”（为了简化研究，用“科学家+事件”来简称）录入到“列”方向。在Excel表格里，我们进行手动标注。若教材中的科学家素材与某个分析单元相契合，就在对应的单元格中标注“1”。为了让标注过程更准确、好识别，我们对各分析类目都明确了操作性定义。就拿教科版一年级上册教材来说，里面提到了中国科学家“屠呦呦”。在教材第1页的“科学家这样做”栏目，用了3句话介绍屠呦呦提取青蒿素的科学史，从这段内容中能看出屠呦呦具备创新以及团结协作精神。基于此，我们就在“创新精神”“团结协作精神”等对应的维度下标注“1”，以此表明该内容符合这些维度。按照这样的方法，依次完成对整个教材内容的编码。​完成编码后，我们会对各维度出现的频次和类别进行统计。先算出总量，再计算出百分比，同时通过图表来直观呈现这些数据。最后，结合教育教学理论，对量化处理后的结果进行解释和分析，并据此针对教师教学、教材编写等方面提出合理的建议。2.2.3信效度分析在对教材中科学精神的体现状况展开研究时，笔者先通过精读教材内容，对文字进行细致考量。随后，依据前文构建的科学家精神分析维度（见附录），针对每个分析单元，逐一阅读、剖析科学家精神各项指标的呈现情况。整个教材分析过程由笔者独立完成，此举旨在规避不同人因认知差异对结果产生影响，确保实验结果的一致性与准确性。完成分析后，运用Excel等专业数据处理工具，系统开展数据录入、分类整合及多维度深度统计分析工作。3数据分析3.1科学教材中科学家背景分析3.1.1国籍本研究对我国小学教科版和苏教版科学教科书中科学家的国籍进行统计分析，教科版小学科学教科书共出现19位科学家，苏教版小学科学教科书共出现45位科学家，本研究将统计数据录入EXCELL表格，使用公式进行统计分析，频数为该国籍的科学家在该版本出现的次数，相同一位科学家合计“1次”，如在苏教版五年级和六年级都出现了伽利略，其在国籍上只记作1次，不累计次数。得出的数据如表所示。表4不同版本小学科学教科书中科学家国籍信息统计表国家教科版苏教版频数/占比（%）频数/占比（%）中国8/4.216/13.33美国1/5.267/15.56法国1/5.262/4.44英国3/15.7916/35.56德国0/0.004/8.89意大利1/5.261/2.22奥地利0/0.001/2.22丹麦1/5.260/0.00希腊1/5.264/8.89荷兰2/10.531/2.22波兰1/5.261/2.22葡萄牙0/0.001/2.22西班牙0/0.001/2.22通过对教材的统计分析可知，教科版小学科学教材收录19位科学家，近半数来自中国；而苏教版小学科学教材涉及45位科学家，其国籍以英国、中国、德国、美国为主。根据邵建新和田德旭的研究，教科版教材在编写结构上呈现出鲜明特点，由大模块与小模块两类组成，其中大模块包含“聚焦、探索、研讨、拓展”，小模块包含“科学词汇、注意、提示”，各章节的学习流程具有较强的一致性REF_Ref19314\r\h[29]。在教科版教材中，科学史内容大多以阅读材料的形式置于“资料库”板块，由于呈现形式较为单一，导致科学家相关内容的展示篇幅与数量受到限制。这种编排方式倾向于保障知识体系的完整性与逻辑连贯性。相比之下，苏教版教材的编写体例更为灵活，主要借助文本叙述与图片结合的方式，引导学生开展科学主题探究，从而为科学家事迹的介绍预留了更充裕的空间。表5各国科学家及教材内容国家教材内容中国屠呦呦提取青蒿素、刘东生创立黄土学、沈括指南针的辨别、竺可桢记录气象、童周弟验证细胞核和细胞质都会影响生物的模样、钟扬收集上千种植物的约4000万颗种子，为人类储存下绵延后世的“基因”宝藏、马世骏提出“治蝗新思路”、南仁东建造“中国天眼”、蔡伦造纸术、毕昇印刷术、李时珍撰写《本草纲目》、张衡发明浑天仪、李四光“大石头的故事”、竺可桢撰写《物候学》、中国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素美国爱迪生发明灯泡、莱特兄弟发明动力飞机、贝克兰申请“塑料”专利、冯·诺伊曼提出了在数字计算机内部存放程序的概念、富兰克林美国证明闪电和静电性质相同、艾弗里证明DNA是遗传物质、沃森（美国）和克里克（英国）构建DNA双螺旋结构、美国富尔顿发明轮船、英国斯蒂芬森发明火车法国法布尔观察昆虫、约瑟夫莫尼尔发明钢筋混凝土、莱昂·傅科证实了地球的自转。英国牛顿提出牛顿力学、罗伯特·胡克发现细胞、达尔文提出生物进化论，物种起源学说、法拉第提出电磁感应、贝尔德发明第一台机械式扫描电视、弗莱明发明青霉素、普罗特描述巨大的腿骨、巴克兰发表巨齿龙文章、欧文命名恐龙赫胥黎用化石证明鸟类起源于恐龙、威廉赫歇尔发现天王星、瓦特改良蒸汽机、维尔穆特克隆羊多莉、伯纳斯·李发明万维网、沃森（美国）和克里克（英国）构建DNA双螺旋结构德国魏格纳发表大陆漂移说、本茨发明世界上第一辆内燃机三轮汽车、勒威耶和亚当斯计算天王星的位置、李比希提出植物生长需要肥料、开普勒行星运行定律、意大利伽利略斜面实验/发明望远镜奥地利孟德尔植物杂交实验、丹麦奥斯特电生磁、希腊托勒密著作《天文学大成》、亚里士多德提出地球是球形、阿基米德杠杆原理、佩波斯蜂窝猜想荷兰安东尼·范·列文虎克发现微生物、简施旺麦丹发现红细胞波兰哥白尼提出日心说葡萄牙麦哲伦环球旅行瑞典林奈提出“花钟”两个版本教材中，关于我国和英国科学家的素材使用频次明显高于其他国家，反复出现的科学家有伽利略、孟德尔等经典科学家，伽利略的斜面实验和孟德尔的植物杂交实验是较广为人知的经典案例。除此之外，教材中还出现了其他未提及名字和团队的案例，如苏教版六年级下册第62页中提及“中国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素”，同样展示了我国科学家的创新精神、协同精神。3.1.2性别本研究通过对小学科学教科版和苏教版教材的分析，完成了其中科学家性别的数据统计，经过统计可知，在两个版本的科学教材中，男科学家素材出现的频率远远高于女科学家，教科版中出现的19位科学家中仅有1位是女科学家，而苏教版中出现的45位科学家中没有一位是女科学家。由此可见，教材中严重缺乏女性科学家素材。图2各版科学家素材性别数据3.1.3时代表6各时代科学家时代古代（1600年之前）沈括、蔡伦、毕昇、李时珍、张衡、亚里士多德、麦哲伦、阿基米德、托勒密、哥白尼近代（1600-1895）牛顿、伽利略、罗伯特·胡克、列文胡克、施旺麦丹、奥斯特、达尔文、法拉第、孟德尔、门捷列夫、本茨、普洛特、巴克兰、赫胥黎、威廉赫歇尔、勒维耶和亚当斯、瓦特、李比希、约瑟夫莫尼尔、海尔蒙、富兰克林、开普勒、莱昂博科、欧文现代（1895之后）屠呦呦、刘东生、竺可桢、童第周、钟扬、马世骏、南仁东、李四光、魏格纳、莱特兄弟、贝克兰、贝尔德、弗莱明、沃森、克里克、维尔穆特、艾弗里由统计数据可得知，教科版和苏教版所选用的科学家素材生活在近代居多，第二是现代，统计时主要是根据科学家所生活时间段进行分类，如若出现科学家生活时间段处于两个时代，则选择其做出突出贡献的时间作为分类的根据，如：开普勒出生于1572年，属于古代，但其于1609年发表行星运动定律，因此本研究将其定位为近代科学家。对于古代的科学家提及比较少，在提及的古代科学家中我国科学家占比最高，如沈括、李时珍等，展示了我国古代科学家的智慧。3.2科学家内容在教材中呈现情况分析3.2.1篇幅表7科学家素材篇幅统计表篇幅较短短中较长长频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）教科版4/8.892/4.4.441/2.2212/26.670/0.00苏教版24/53.3312/26.6710/22.225/11.110/0.00从统计的数据来看，教科版中的科学家素材较长篇幅居多，占比26%，即使用了6-10句话来描述科学家素材，其中包括屠呦呦、刘东生、沈括、竺可桢等科学家，用较长的篇幅提及了他们的科学研究过程以及所获成果，以此体现出他们身上的科学家精神，学生可以从中了解到较为详细的信息，如屠呦呦发现青蒿素的过程、竺可桢是如何进行科学研究的。苏教版中的科学家素材以较短居多，占比达53%，大部分都以一句话介绍了科学家的成果，如“伽利略用自制望远镜第一次观察月亮”“胡克首次发现细胞”“列文虎克首次发现微生物”等，其中还有未能体现出科学家精神的，如“英国的欧文命名恐龙”，仅仅提及了科学家的名字和背景及成果，未能体现出科学家精神。3.2.2呈现方式表8呈现方式统计文字呈现（频数）图片呈现（频数）图文并茂（频数）教科版0019苏教版12033在小学科学教育领域，教材中对科学家精神的呈现方式对学生理解科学知识、感受科学家精神具有重要影响。教科版小学科学教科书在呈现科学家信息时，均采用图文并茂的形式；而苏教版小学科学教科书则有所不同，其中有12处仅通过文字介绍科学家，33处为图文并茂的呈现方式。相较于图文并茂的形式，纯文字介绍可能显得较为枯燥，对于低年龄段学生或对阅读缺乏兴趣的学生，难以吸引他们的注意力，导致学生对科学家相关内容关注度不高。图片能够直观地展示科学家的形象、实验场景或关键发明，与文字相互配合，瞬间抓住学生的眼球，激发学生的好奇心和学习兴趣。3.3教材中科学家精神呈现分析3.3.1内容维度爱国精神表9各版本爱国精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版21.屠呦呦立志努力学习祖国传统医药学；2.钟扬收集对国家和人民意义非凡的珍贵种子；苏教版0由统计的数据可知，无论是教科版还是苏教版，教材中体现的爱国精神占比都非常低，教科版的两处体现爱国精神的都是中国国籍科学家，屠呦呦为国学习传统医药学、钟扬为国收集意义非凡的种子，为后世的理论研究打下了基础。而苏教版更是没有体现爱国精神之处。笔者推测，尽管《义务教育科学课程标准（2022年版）》着重强调培育学生的科学核心素养，包含科学观念、科学思维、探究实践以及科学态度与责任等多个层面，但该标准未对如何将爱国精神深度融入科学教育，以及具体的融入方式与程度作出明确、细致且强制性的规定。正因如此，教材编写团队在进行内容筛选与编排时，缺乏清晰、有力的导向，难以充分凸显爱国精神这一重要维度。图3教科版爱国精神内容体现创新精神表10各版本创新精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版10/52.631.童周弟完成了人类在人工培育新物种领域的重大突破，达成按照需求培育新物种的目标。2.爱迪生发明灯泡3.伽利略凭借自制的望远镜，开启了人类对月亮的首次观测之旅4.罗伯特·胡克第一次发现细胞5.列文虎克第一次发现微生物6.施旺麦丹第一次发现红细胞7.莱昂博科第一次证明地球自转8.托勒密第一次提出地球是球形9.哥白尼第一次提出日心说10.达尔文创立进化论苏教版25/55.561.伽利略用自制望远镜第一次观察月亮2.蔡伦创造出了造纸术这一伟大发明。3.毕昇创造出印刷术4.法拉第第一次提出电磁感应学说5.本茨发明出世界上第一辆内燃机三轮汽车6.胡克第一次发现细胞7.列文虎克第一次发现微生物8.哥白尼第一次提出日心说9.阿基米德首次提出杠杆原理10.莱特兄弟发明动力飞机11.贝克兰首次申请“塑料”专利12.贝尔德发明第一台机械式扫描电视13.弗莱明发明青霉素14.佩波斯首次提出蜂窝猜想15.林奈首次提出“花钟”原理16.魏格纳首次提出大陆漂移学说17.达尔文创立进化论18.威廉赫歇尔成为首个发现天王星的人19.伽利略发明第一台望远镜20.美国富尔顿发明轮船21.斯蒂芬森发明火车22.李比希首次提出植物需要肥料23.约瑟夫·莫尼尔第一次发明了钢筋混凝土24.沃森和克里克二人第一次发现DNA双螺旋结构25.中国科学家在世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素由数据可得知，创新精神在几种科学家精神中占比是最大的，无论是教科版还是苏教版，创新精神都占比50%以上，可见创新精神是科学家身上最鲜明的精神特质。在时代高速发展的当下，科技创新已成为驱动社会进步的关键引擎。培育具备创新精神的人才是教育的重要使命，小学科学教科书着重展现科学家的创新精神，能够在学生成长初期激发创新意识，锤炼思维能力，为未来社会培育创新型人才奠定坚实基础。因此不管是教科版还是苏教版，都以突出创新精神为主，教材中大部分会使用“首次”“第一次”“创造”等词汇来凸显创新，而且只使用寥寥几句就带过，少对创新过程进行详细描述，目前教科版教材中对于创新过程详细描述的只有童周弟开创了人类按照需要人工培育新物种的过程，笔者认为这样难以激发学生的创新精神品质，只是介绍科学家具有这样的一种精神品质。求实精神表11各版本求实精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版8/42.111.屠呦呦反复实验提取出了青蒿素2.沈括善于总结和实验对磁现象进行了大量的研究3.竺可桢始终保持着严谨的科研态度，每日都会一丝不苟地观测气象，将气温、气压、风力等数据详细记录下来，不放过任何细微的天气变化，用持之以恒的观察为气象研究积累宝贵资料。4.童第周全身心投入科研事业，常常在实验室里废寝忘食，一待就是数十天。他不间断地开展观察、记录、解剖和实验工作，通过大量的实操不断积累数据，在科研道路上执着地探寻生命科学的奥秘5.牛顿创新地将实验观察与数学推理深度融合。他通过设计严谨的实验收集数据，同时运用数学方法对这些数据进行分析推导，凭借这种独特的研究方式，在科学领域取得了重大突破。6.伽利略巧妙地让铜球从斜面上滚下，这样运动时间就比竖直下落长得多，最终发现了运动距离与时间的关系。伽利略又利用推理的方法，将结果推广到斜面竖直的情况。他认为物体下落的时间与重量无关，仅与下落高度有关，推翻了上千年来的错误观点。7.南仁东带领他的团队历时两年，前前后后经历了近百次的失败，终于研制出了适用于FAST的钢索结构。8.为了获取准确的观测数据，哥白尼搭建小型天文台，设计专属观测仪器，并坚持观测长达30年之久，最终达成目标。苏教版9/20.001.达尔文以积极投身实践、敏锐洞察事物、深入剖析问题而著称，收集和观察动植物标本常常达到痴迷的程度2.法布尔一生都在观察和研究各种昆虫3.爱迪生经历上千次实验，最终选择碳丝作为灯泡材料4.沈括对于他人的看法总是亲自研究5.麦哲伦环球旅行6.魏格纳致力完善“大陆漂移说”证据7.通过严谨的实验操作，法拉第向世界证明了电磁感应现象8.孟德尔通过充足的研究数据解释了生物遗传的规律9.牛顿在实验中得出光的颜色结论由图表可知，教科版出现求实精神的频率要比苏教版的高，占比达42%，总的来说教材中所体现的科学家精神中，求实精神要低于创新精神。通过分析教材内容，教材中对于科学家活动都比较强调“实验”“研究”等词汇，可见追求真理、实事求是的态度是求实精神的核心所在。在伽利略所处的时代，亚里士多德提出的“物体下落速度与重量成正比”的理论被奉为圭臬。面对这一权威观点，伽利略并未盲从，而是凭借严密的逻辑推理与实验探究发起挑战。他指出，若将轻重两物捆绑下落，依据亚里士多德的理论，重物会因轻物的拖累而减速，可二者结合后总重量增加又应加速，这一矛盾直指理论的漏洞。为了证实自己的推断，伽利略在比萨斜塔进行了经典实验，让不同重量的铁球同时自由下落，实验结果显示铁球几乎同时触地。这一事实有力地证明了物体下落速度与重量并无关联，彻底颠覆了流传已久的错误认知，充分彰显了伽利略坚持实证、敢于挑战权威的求实精神。协同精神表12各版本协同精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版4/21.051.屠呦呦和团队一起反复实验不怕困难提取出了青蒿素2.刘东生和同事一起在黄土高原找到了认识气候的“钥匙”3.钟扬与他的团队不辞辛劳，深入青藏高原高海拔地带，开展植物种子收集行动4.南仁东带领他的团队历时两年，前前后后经历了近百次的失败，终于研制出了适用于FAST的钢索结构。苏教版0/0.00协同精神出现在教材中的频率不高，在教科版和苏教版教材中，仅在教科版有所体现。如屠呦呦和团队一起反复实验不怕困难提取出了青蒿素；刘东生和同事一起在黄土高原找到了认识气候的“钥匙”；钟扬与他的团队不辞辛劳，深入青藏高原高海拔地带，开展植物种子收集行动；南仁东及其团队不畏艰辛，经过长达两年的不懈探索，在经历近百次失败后，终于攻克难关，完成了FAST钢索结构的研发工作；世界上首例人工合成结晶牛胰岛素由中国科学家成功完成，实现了生命科学领域的重大突破。。奉献精神表13各版本奉献精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版1/5.261.童第周全身心投入科学研究，在实验室里不分昼夜地坚持工作几十天，凭借观察、记录、解剖、实验等一系列操作，逐步积累数据，只为揭开科学奥秘的面纱。苏教版0/0.00由统计可知，奉献精神在教材中体现也较少，奉献精神体现在众多科学家为了科学事业、人类进步，不惜投入大量时间、精力，甚至牺牲个人利益。但在教材中鲜有体现，仅在教科版教材中童第周的介绍中有所体现。育人精神表14各版本育人精神维度统计教材频数/占比（%）教材内容教科版00苏教版00根据统计，在教科版和苏教版两个版本的教材中，均未出现育人精神的内容体现，科技工作者与基础教育联系不足，从育人精神的缺失上可见一斑。这种缺失致使学生对科学研究工作以及科学家职业的认知较为片面，难以形成全面、深入的理解。出现这种情况马骏骙学者认为这是在一定程度上忽略了科学家精神的人文本质和时代价值，科学家精神的弘扬与科学精神的宣扬并非同一概念，不应仅仅把科学家精神视作科学理性的附属产物，而应深刻认识到其核心价值在于彰显人文关怀REF_Ref18857\r\h[23]。3.3.2科学家精神呈现载体表15科学家精神呈现载体统计教材直接评价科学研究学术交流人文思想频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）教科版01831苏教版038100由统计的数据可知，无论是教科版小学科学教材，还是苏教版小学科学教材，均主要通过科学研究内容来承载科学家精神，说明在这两个版本的教材中，体现科学家精神大部分都是通过描绘科学家的研究过程体现其精神，设计到使用科学的手段（仪器、设备）、科学的方法（调查、观察、实验）。而使用学术交流作为载体的仅次于科学研究，通过描绘科学家学术交流的过程体现其精神，这里涉及座谈、讨论、演讲、发表成果等交流性活动都是学术交流，而两个版本的教材中以学术交流作为载体的，都是通过科学家发表的成果来体现。如沃森和克里克发现DNA双螺旋结构并发表相关成果、达尔文发表生物进化论观点等。3.3.3科学家精神呈现丰满程度表16科学家精神呈现丰满程度统计教材单薄较丰满丰满未出现频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）频数/占比（%）教科版10/52.65/26.33/15.71/5.26苏教版38/84.42/4.4405/11.11由表可知，教科版和苏教版科学家精神体现都以“单薄”为主，即每个分析单元只体现1种科学家精神，而苏教版中仅次于“单薄”的是“未出现”，即为体现科学家精神，这些内容都是仅提到相关科学家以及其著作或成果，未体现出相应的科学家精神，可知教科版和苏教版小学科学教材中科学家精神的丰满程度基本上都呈现单薄的趋势。苏教版中科学家精神呈现单薄的情况极为突出，占比约84.4%，未体现的部分也占比约11.11%。相比之下，教科版呈现单薄的占比约52.6%，未体现的占比约5.3%。这表明苏教版在大量内容中对科学家精神的挖掘和展现力度不足，存在较多空白或浅尝辄止的情况。4研究结论4.1不同版本教材中科学家精神的呈现情况4.1.1背景信息（1）国籍分布特点教科版小学科学教材涉及19位科学家，44%来自中国。古代科学家如沈括，展现中华民族悠久的科学探索史，让学生感受古代中国科学辉煌，增强民族文化认同与自信；近现代的屠呦呦、竺可桢等，则激发学生爱国热情，促使其将个人与国家命运相系，激励为民族复兴而学。苏教版教材出现45位科学家，多源于英国。英国在近代科学革命中地位关键，17世纪以牛顿为代表的科学家在力学、天文学取得突破，且作为工业革命发源地，瓦特改良蒸汽机推动社会生产力飞跃，这些重大成果深刻影响人类进程，成为苏教版侧重英国科学家的主因。（2）性别比例失衡状况教科版与苏教版教材中，男性科学家占比远超女性。一方面，历史上男尊女卑观念盛行，女性受教育机会匮乏，难以积累科学研究所需知识与训练，致使在科学史上有突出贡献的女性数量有限。另一方面，传统教育习惯将具有广泛影响力的男性科学家作为主要榜样，忽视了女性科学家的榜样价值，造成教材中女性科学家形象稀缺。（3）时代选取倾向两版教材均侧重选用近代科学家。近代科学在理论和方法上取得突破，构建起系统体系，像牛顿经典力学体系、达尔文进化论，与小学科学知识紧密关联，故呈现较多。与之相比，古代科学多为自然现象的初步观察和经验总结，未形成完