仅就有文字记载部分而言，中国小学科学教育的发展已有两千多年的历史了。在这漫长的两千多年间，科学教育在整个小学课程中所占的分量、科学课程开设的形式、课程目标以及课程内容与教法的选择都经历过无数次重大的改革与变动，而且至今还在经历着一场新的变革。为了更好地认识当前正在发生着的这场改革的性质与意义，更清醒地思考与评价当前改革的各项举措，本文将对中国小学科学课程发展的历史和既往所发生的历次重大改革做一简要的回顾与分析。希望通过对历史的了解可以帮助我们今天的小学科学课程编制和实施人员吸取前人的经验，同时避免重复前人走过的弯路。
    一、中国小学科学教学久远的历史
    研究表明(刘默耕，1998)，中国有文字记载的自然科学课程始于夏商周三代的教育。当时，自然科学课程是小学的基础学科，并被列于语文和数学之首。纵观中国古代的科学教育发展史，可以发现，中国古代政府对自然科学教学的重视在秦始皇时期达到了顶峰，而到了汉武帝时期却受到冷落，并由此一蹶不振，直到1903年在“废科举，兴学校”运动的推动下，自然科学教育才重新受到重视，并使“废读经，学《格致》”之风盛行起来。这里所说的“格致”就是当时科学课的名称。
    自1903年以后〈除了袁世凯称帝的三个月〉尽管中国历经了各种国内外战争和运动，科学教育在小学课程中的地位仍几经危难最终被保留下来。然而，随着不同时期不同政府对科学教育重要性的认识不同，科学课程在整个小学课程计划中所占的权重、课程设置的具体形式以及课程内容和教法的选择等方面经历了大大小小十多次变动。(这些将在本文第二大部分加以详细介绍。)
    除了科学内容在小学课程中所占的地位，作为久远的中国科学教育史的另外一个重要侧面的是中国古代的自然科学教材。1903年——这是一个重要的、值得记住的年代，因为在此之前的中国科学教育尚未受到西方文化和教育哲学的影响。而自从1903年以后，中国的科学教育才真正走上现代科学教育(即以哥白尼以来的近代科学为主要内容)的发展道路。此前，中国的自然科学在学校里从未被列为一门独立的课程，所讲授的内容多是古人对自然现象发生规律以及自然现象与农业生产之间关系的经验积累，科学教学都是以识字课和常识课的形式出现的。与此相适应地，古代的科学教材也是以识字课本和专门的常识课本两种形式出现的。其中较有代表性的课本包括：先秦时期的《诗经》、西汉元帝时史游所编的《急救篇》、梁武帝时周兴嗣所著《千字文》、在旧中国盛行了几百年以至家家户户、老幼皆知的《三字经》，以及专门用于向儿童传授综合性常识的《小学绀珠》、《幼学琼林》等。这些影响深远的教材不仅反映了当时社会对科学教育的高度重视，也间接地记载了其时中国社会科技发展的先进程度，因而具有十分重要的史料价值。
    二、1903年以来中国小学科学课程沿革
    (一)课程设置的演变
    1903年，对于中国的科学教育事业来说是一个重要的历史转折点。这一年，随着国家的进一步对外开放，西方民主教育的思想和制度传人中国，科学课(当时称“格致”)从此成为小学阶段的一门必修课程。然而，围绕着小学低年级学段要不要单独设置科学课，课程名称的确定以及科学课内容和教法的选择，在过去的近百年间，中国的小学科学教育工作者们却走过了一条蜿蜒曲折，有时甚至是看似循环往复、扑朔迷离的探索之路。中国老一辈小学自然科学课程专家刘默耕先生在他所著《小学自然课改革探索》一书中所列的自然教学事记表就直观地反映了这一点，现摘编如下。
    1903年(清光绪二十九年)清政府颁布《奏定学堂章程》规定：
    完全科初等小学设修身、历史、地理、格致等课程。
    简易科小学将后三门合为“史地格致科”。
    高等小学设修身、中国历史、地理、格致。
    1910年(宣统二年)，初等小学不再分完全科与简易科，历史地理格致全部并入文学课本内讲授，高等小学不变。
    此后，“格致”科曾易名为“理科”“博物”，或“理化”“博物”。袁世凯称帝时取消了格致科，改为尊孔读经。
    1922年，小学改为四二制，初小设《社会》(包括卫生、公民、历史、地理)、《自然》两科。《自然》之名由此在过去的大部分年代成为中国小学科学课程的通用名称。高小设卫生、公民、历史、地理、自然五科。当时的政府文件规定，“乡村学校无力单独设科的，可将社会、自然合并为《常识》科”，《常识》由此成为由“社会”与“自然”综合而成的一门新课的名称。
    1928年，《小学暂行条例》规定设历史、地理、卫生、自然、三民主义等课程。1929年，中国第一个小学科学课程标准问世。该标准把高小的历史、地理和部分卫生内容合并为《社会》科，个人卫生部分并入《自然》科。初小则把社会、自然合并为《常识》科。
    1932年，高小历史、地理、自然、卫生各科又单设，初小仍是一门综合的《常识》。这种状况一直持续到新中国成立(1949年10月)前夕。
    1949~1950年(即新中国成立初期)，部分地区初小有《常识》，部分地区初小没有《常识》(这些地区的初小因而也就没有科学课程)，高小都设历史、地理、自然。自然课是每周三课时(每课时50分钟)。
    1951年，全国初小都取消了《常识》。高小都设历史、地理、自然。自然课仍是每周三课时。
    1956年，中国在学习前苏联的基础上制定了新中国成立后的第一个自然教学大纲，规定初小阶段的自然课内容在语文课中进行教学。除语文课编有自然课文之外，大纲规定每周要专门拿一节语文课来上“自然专课”以使学生能有机会从事与自然科学学习有关的实践活动。高小每周两课时自然课。初小学习生物界自然，高小学习无生物界自然。
    1963年，国家教育部颁布了第二个自然教学大纲。因全国多数初小语文教师反对在语文课中承担自然教学任务，教育部又坚持初小不单设自然课，所以这第二个自然教学大纲只规定了高小的自然教学任务，而过去多少年初小都有的自然课或常识课无形中就被砍掉了。
    1966~1977年，由于所谓的“文化大革命”运动，全国的教育机构和学校普遍陷于半瘫痪状态，此前制定的教学计划、大纲及教材都被否定，而各地自编的《科学常识》大部分不符合小学生的认知规律和客观需要，结果导致科学教育质量大幅度下降。       
    1978~1981年，在社会秩序刚刚从大乱转入初步稳定之后，教育部颁布了第三个全国通用的《全日制十年制学校小学自然常识教学大纲(试行草案)》。该大纲规定，小学阶段只在最后两年开设《科学常识》课(每周两课时，而低年级的科学课仍然空缺。同时，由于设在高年级的《自然常识》课不仅包括了50年代低、中、高三个年级段自然课的所有内容，还为了“适应现代化的需要”增加了许多当代先进科学技术的内容。所以，当这个大纲的征求意见稿发至各省市时，教师们普遍反映新大纲规定的内容和要求偏深、偏重，不适于小学四、五年级(当时全国普遍实行小学五年制学制)学生学习。
    1982年秋，基于各方面人士对1978年大纲草案的反馈意见，教育部修改了小学自然教学计划，决定将小学自然课的学习提前至三年级开设，从而使学习时间增加了一年。同时，教育部还委托人民教育出版社生物自然室修订并出版了新的自然教学大纲以及与之相配套的第一册教材和教师用书。据当时负责主持编写新大纲和实验教材工作的刘默耕先生回忆，由于该大纲的编写是建立在研究与借鉴国外经验的基础上，并辅之以试用教材在国内部分地区的实践结果，“新的这一轮大纲教材总算初步跳出了20世纪40年代的窠臼，走向了世界六七十年代的改革目标”(刘默耕，1998，前育部分，第4页)。
    刘默耕先生关于中国小学科学教育改革大事记的记录到此截止，发生在其后的课程改革未及记录与评述。为填补这个空缺，笔者查阅了其他相关文献，现简介如下。
    以70年代末、80年代初的新大纲教材的面世为起点，各种改革措施接踵而来。与课程设置有关的实验项目包括：一、由北京教育学院组织编写、科普出版社出版的小学一至三年级适用的自然课教材和教参，在北京市300多所小学和部分省、市的实验学校试用并受到欢迎。这是一项与国家教学大纲规定的小学三至五年级自然教学改革几乎同步进行的地区性改革实验。二、1986年初，基于人们对小学低年级开设自然课重要性认识的普遍提高，全国各地自发参与这种试验的学校越来越多，然而可供选择并能与高年级课程配套使用的小学低年级自然教材有限，应各地的要求，人民教育出版社组织北京市与湖北省的部分优秀自然教师编写了一套供小学一、二年级使用的低年级自然教材和教师用书，推进了小学科学教育向低年级段扩展的进程。三、基于上述两项实验成功的经验和课程专家们对于低年级开设科学课必要性的反复重申，1988年起草的《九年制义务教育全日制小学自然教学大纲(初审稿)》和1992年出版的《九年义务教育全日制小学自然教学大纲(试用)》终于将小学自然课的开设时间修订为低、中、高三个阶段，并针对每个阶段做出明确的课时和内容规定，试用稿中还对各项内容要点的教学要求做出了三级规定。这些具体措施使得自然课在整个小学课程计划中的地位得到明显提高，使之建国以来第一次在国家教学大纲中被列为小学阶段的“基础学科”。从国家统一要求的角度看(即不包括各地的自发试验行为)，全国小学自然课的设置由此结束了长达三十余年在低年级段不单独设课的历史，《自然》从此成为整个小学阶段全体学生必修的一门基础课。这对进一步推动我国小学科学教育事业的蓬勃发展，加速提高全民族的科学素养无疑是一项巨大的贡献。
    综上所述，我国小学科学教学在整个小学课程计划中所占的地位随着不同时期人们对科学重要性的认识不同，经历了多少个起伏跌宕的过程。而今，随着社会的进步和科技在人类生活中的作用日渐明显，科学教学在小学课程中也处于越来越重要的地位。
    (二)课程目标、内容和教法的演变
    正如刘默耕先生在《小学自然课改革探索》一书中指出的，我国古代小学科学课程多以传授知识为主要目标，课程内容大多是前人总结的关于天、地、人、物、衣、食、住、用等方面的经验常识，教学方法则主要采用“老师讲、学生听”的注入式。1903年以后，随着西方科学教育思想传人我国，小学科学课程的内容发生了很大变化。刘默耕先生在“自然教学的沿革”一章中介绍说，清末最初的《格致》课本和民国初年的“理化”课本内容均译自日本的小学科学课本，而日本又是从英美引进的。
    自1929年中国制定了第一个自然学科课程标准以后，该标准几经修改一直用到新中国成立前夕。此间的自然(或常识)课教学内容不再从日本引进，而改为从英美引进教育学说指导我国科学课程工作者自编教材。由于年代久远，当时的教材已无从求得，但从1929年出版的《小学自然课程暂行标准》中我们或许能对当时小学科学课程的大概情况了解一斑。该标准开宗明义地规定，小学自然的教学目标有三：即“(一)启发进求理解自然的基本知识，并养成对于科学的研究态度和试验精神。(二)增进利用自然以解决物质和精神生活问题的智能。〈三〉培养欣赏自然，爱护自然的兴趣和理想。”(见课程教材研究所编纂的《20世纪中国中小学课程标准·教学大纲汇编：自然·社会·常识·卫生卷》第9至15页)。由此目标出发，教学内容取自存在于儿童身边的“自然现象、生活需要和卫生知能”三大领域，教学方法也强调“以乡土材料为出发点”，为儿童切身需要和儿童所能理解的，“不用或活用教科书”，提供多图表、通俗易懂的参考书，充分利用自然环境为教学场所，以及“引导学生用自己的方法”，“亲身经验”探讨、观察并解决问题的过程，等等。课程设计上提倡从具体的生活问题出发进行“大单元的设计教学”。所有这些侧面都渗透了杜威进步主义教育思想。这些文字材料的确为我们了解当时的情况提供了一定的佐证材料，但是我们不敢由此断定它能全面地反映当时的客观实践情况，因为美好的想法与实际做法之间往往会有一定距离。比如，刘默耕先生就曾说过，在选择要金子还是要点石成金的手指时，“光要金子注重知识，不只是我国的传统，外国也是如此，50年代以前全世界的教育都是如此”(刘默耕，1998，第37页)。这条评论或许在一定程度上概括了那个年代自然教学实践中的某些通病。
    新中国成立初期的小学自然课程，受前苏联教育思想的影响比较大。1956年制定的《小学自然教学大纲(草案)》除确认“教给儿童一些初步的自然科学知识，促进儿童的全面发展”为自然课的总目标外，还明确规定“使儿童认识一些自然现象间的相互联系，培养儿童的辩证唯物主义世界观的基础，破除迷信和偏见”、“培养儿童的爱国主义思想”，“发展儿童的观察力，发展儿童的语言和逻辑思维能力”等作为自然教学的基本任务。围绕这些教学目标和任务，教材内容主要取材于儿童周围常见的自然现象和事物，编排的顺序则是按主题形式展开的。比如，一年级的学习主题有五个，依次为“秋”“冬”“春”“夏”和“人体和保健”，二年级的学习主题包括“树林”“菜园”和“保健”。依此类推，每个年级有不同的学习主题，内容均是儿童可能感兴趣或对他们的生活有用的(相比之下，高年级的内容离学生的生活较远，未必能引起学生的学习兴趣)。尽管当时自然科学的教学是结合语文课进行的，大纲仍详细规定并解释了“课堂观察”“参观”“记载自然历”“自然角”等八种可能使儿童有机会亲身体验做科学的教学方法。所以，从课程编制者的角度说，当时对自然课的期望和计划还是比较理想化的。遗憾的是，“由于教学时间、教师、教材都不落实，低、中年级的科学教育实际上普遍落空了”(李培实，1993，第22页)。
    自20世纪50年代末至70年代，受“大跃进”等极左思潮的影响，中国小学自然课程的教学目标定位于“教给儿童初步的自然常识，指导儿童初步认识自然界和人对自然的利用改造……为儿童进一步学习和将来参加劳动准备必要的基础”(见教育部1963年《全日制小学自然教学大纲(草案)》)。在此思想指导下，当时教材的内容过多地强调了自然科学在工农业生产中到的应用，而远离了学生的日常生活经验，导致学生理解不了，学习兴趣极低。
    鉴于六七十年代走过的弯路，20世纪70年代末颁布的小学自然教学大纲重新将课程的研究对象定位于儿童感兴趣、易理解的身边自然现象和事物上来，教学生方法上也开始强调鼓励儿童自己探究、“发现”知识，力求使学生在知识、能力和情感诸方面得到平衡发展。8O年代初，人民教育出版社生物自然室根据这套大纲编写了新的小学自然教材和教师用书，尽管在课程体系方面仍有欠缺，其教学效果普遍反映良好，尤其是以刘默耕先生为代表的一批自然课程研究专家引进的“探究式”教学法，更是由此打开了中国科学课程改革的新局面，为90年代初进行的“九年义务教育课程与教材改革”打下了良好的基础。
    与以往历次改革相比，这次改革的突出特点是，基于对历史经验教训的总结，有关的课程研究与实施工作者们开始认识到，关于自然教学的研究不应局限于“教什么” (内容)和“怎样教”(教法)，要解决这两个问题非得首先解决“为什么教”〈目标〉的问题不可。他们通过在实践过程中的不断思考与探索，终于找到了小学科学课程的正确方向与做法，即把激发学生爱科学、学科学、用科学的志趣，培养学生勤于思考、敢于提问、不惧权威、勇于创新的科学精神作为小学科学教育的总目标。在此目标的驱动下，教学内容的选取注重联系学生的日常生活经验，教学方法方面也打破了传统的讲解式教学一统天下的局面，各种各样的“动手”活动、“探究——研讨”活动被引人自然课堂，一批有想法有闯劲的小学自然教师也在这次改革中脱颖而出，成为教师队伍的带头人、课程改革的推动力量。从历史的角度看，这次改革确实可以视为中国小学科学教育改革的一个“站牌”。
    继这套教材之后，于1986年开始编写、1987年出版的人教版小学低年级自然教材和教师用书，在编写原则上强调知识、能力、兴趣、思想教育和审美教育五项并重的观点，提出结合低年级学生生理和心理特征加强教材的趣味性和实用性，有意降低对知识系统性和完整性的要求。同时，为解决教具问题，在教师用书里还详细介绍了利用身边易得材料制作教具的各种方法，在教材灵活性方面也做了有益尝试。
    1986年至1992年，作为“九年义务教育教材的研究与实验”的一个组成部分，在总结此前十年改革实践的经验和教训的基础上，我国小学科学课程工作者又认真地学习了现代教学论和心理学，同时适当吸取国外小学科学教育改革的有益经验，结合我国小学自然科学课程自身的特点，为尝试建立一套适合于我国国情的小学自然科学课程结构体系做出努力。与以往大纲比较，1992年制定的新大纲在我国小学自然课程的内容和能力结构方面做出了较为明确的层次划分，提出了一个基本符合学生认知规律，同时又能反映科学知识间关系的课程内容整体结构模型。具体说来，自然课的知识内容由4个系统8个单元组成。4个系统是：生命科学、地球科学、物质科学、宇宙和空间科学。8个单元是：生物、人体、水和空气、地球、力和机构、声光热、电和磁、宇宙。8个单元的知识内容又按由浅入深、由易到难、由具体到抽象的规律分为三个层次，分别安排在低年级、中年级、高年级三个年级段中，初步做到了知识目标的结构化和系统化(李培实，1993)。同时，对应于知识部分和实验部分分别规定了不同层次的教学要求。这些工作都为小学自然课程的编制与评价提供了较为可靠的科学依据和评价标准。
    除了知识目标，“九义”大纲还对能力目标和价值观、态度目标做了相应的结构设计和规定。例如，规定培养的五项能力包括：观察、实验、动手、逻辑思维和想象能力(每项能力目标下面又细分出多项二级能力目标)；情感、态度类目标包括：认识“自然界是由各种物质构成的”，培养“实事求是、认真细致的科学态度”“与人合作、不怕困难的科学态度”，等等。与知识目标一样，能力目标和情意目标也被分为三个层次作为三个年级段的课程设计指南。
    除了内容结构上的改革，“九义”课程改革工作者们还在教材弹性内容的设计和编排上、教材的印刷形式和质量上，以及教材的系列产品的设计等方面做出了大胆的尝试。同时，保留并发展了80年代初期课程改革的成功经验，包括发展儿童的探究能力和创造性思维能力，利用科学本身的魅力激发儿童内在的学习动机，等等。另外，为了适应不同学制和地区的不同需要，新的改革教材又分出不同版本，改变了过去几十年一个版本的教材一统天下的局面，在实现中国教材多样化方面做出了努力。
    三、历史的经验与教训
    以上我们对中国小学科学课程发展和改革的历史有了一个粗浅的了解。基于对历史的回顾，笔者总结了如下几点作为历史的经验与教训，希望通过这种反思过程能加深对当前课程改革的理解与评价。
    作者注：此处按刘默耕书中记载写为1903年，但据课程教材研究所编纂的《20世纪中国中小学课程标准·教学大纲汇编：课程〈教学〉计划卷》推算，该章程颁布时间为光绪二十九年底，故公历应为1904年1月。