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一、问题的由来
（一）科学课程的演变
1.国际上的现代基础科学教育改革起始于20世纪50年代末
其直接起因，一般认为与1957年苏联人造卫星的发射成功有关，因为它造成了对欧美在科技和人才领域的挑战。然而我们更认为科学教育改革是社会发展、科技发展、教育发展的必然产物。科学课程国际改革的历程从50年代末至今大致可以划分为4个阶段[1]：
（1）60年代初期的以学科为中心的改革阶段
西方发达国家对小学科学课程进行了全面的审视，认为必须以“自然”知识为主题进行彻底的改造，使之具有“科学教育”的性质。在理论上开展了对科学的性质教育中意义的研究，将“探究”和“过程”的概念与科学性质的教学实践联系起来。
（2）60年代末到70年代末的反思阶段
60年代改革的经验教训揭示出课程、教材与课堂教学之间存在着一条鸿沟，而造成这个鸿沟的主要因素有两个，其一是对孩子们的学习特点研究不够，其二是教师科学素质的欠缺。因此，在70年代整个教育哲学的思潮转向“儿童中心主义”的大环境下，在对新课程进行评估、反思的同时，开展了许多科学教育心理学上的探索，提出了影响深远的建构主义学习理论。
（3）80年代到90年代中期的以建构主义占主导的多元阶段
在总结经验教训、并运用建构主义的理论进一步丰富了“探究”和“过程”教学意义的基础上，提出了全新的科学教育目标：发展全体民众的科学素养。其重要标志是美国1985年启动的“2061计划”。该计划及其有关的文献，如《面向全体美国人的科学》，集中体现了近半个世纪以来科学教育研究和实践的主要成果：(1)科学教育不仅要超越“知识”领域，还要超越“过程”领域，即“价值和态度”领域也应成为科学教育的目标；(2)科学教学必须与孩子们的生活经验相联系，要将孩子们的已有经验和认识作为教学的起点；(3)提出培养终身学科学的能力；(4)重视教师培训，建议不仅要为学生制定标准，还要为教师教育制定标准。
（4）90年代中期以来改革的成熟阶段
经过60年代的初步尝试和失败、70年代的反思、80年代的多元探索和对科学教育质量的重新审视，90年代的改革进入了新的成熟的阶段。其中最显著的标志是发达国家为了控制科学教育质量而有史以来第一次推出全国统一的科学课程标准。英国90年代开始大范围推行《国家科学课程(英格兰和威尔士地区)》，对5-16岁孩子的科学教育明确提出了17个方面(分10个层次)的“学习目标”(Attainment
Target's)。美国于1996年颁布了《国家科学教育标准》。此外，值得注意的是，美国1995年版的《国家科学教育标准》采取“科学的探究”作为科学教育的基本理念和方法。
国际科学教育研究与改革的发展趋势，强调以亲身探究过程的方式学习科学，在英国、美国、法国、加拿大等发达国家，都把科学课程中的探索活动作为基础教育科学课程目标和内容体系的最关键、最基本的要素，在科学课程的教学中大力提倡儿童主动探究的学习方式，注重小学生对周围世界与身俱来的探究兴趣与需要，强调用符合小学生年龄特点的方式学习科学，提倡科学课程贴近小学生的生活。在小学阶段，儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体，这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。
2.我国的小学科学课程从1903年至今大致经历了四个阶段的历程[2]：
（1）第一阶段从1903年到1948年
在1903年正式开设了格致课，确立了科学课程的独立地位。
（2）第二阶段从1949年到1979年
在这一时期，国家先后颁布了三个教学大纲，进一步普及推行了科学课程，但是教材教法体系尚未成形。
（3）第三阶段从1980年到2000年
1981年3月教育部颁发《全日制五年制小学教学计划(修订草案)》，1992年国家教委又颁发了新的九年义务教育《自然教学大纲》，规定从小学一年级就开设自然课。明确提出课程的任务是提升民族的科学素养。与此同时，遵照国家教委关于中小学教材建设“在国家统一要求下实现教材多样化”的精神，从1993年开始，上海、广东、江苏等各地分别建设不同版本的教材。至此，我国小学科学课程发展已成气候，教材教法体系初步形成。
（4）第四阶段从2001年至今
这一时期，较完善的科学教材教法体系开始形成，新的科学教材处于实验阶段。2001年初，国家教育部开始组织编写新的《国家小学科学课程标准》。根据新的课程标准，学科的名称由原来的“自然”改为“科学”。这一改动不仅在教学内容上从以自然现象、事物为主拓展到整个自然科学领域，包括了自然科学有关的人文精神、价值观以及科学技术与社会的关系(STS)等等，而且还包含了科学探究的方法与过程。作为这次《科学》课改的指南的《国家小学科学课程标准》，从培养全体小学生的科学素养，进而促进全民科学素养提升的良好愿望出发，在结构、内容、体例、表述等方面都作了一些探索和革新，基本跟上了国际科学教育发展的步伐。
本阶段的课程改革中通过《国家小学科学课程标准》的制定，明确规定“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程”，提出了“科学学习要以探究为核心”、“科学课程应具有开放性”、“科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展”等基本理念与课改思路。
本阶段的课程改革在实施上，无论是国家课程标准，还是上海市课程标准（二期课改）都非常强调基层学校创造性地实施课程。课程标准，既给出了教材具体的目标和编写的要求，但是又给实践者提供了创造性空间，从而使教师能在理解的基础上，根据具体的环境条件灵活变通地去实施。
（二）我校发展面临的挑战
1.学校的办学特点
曲阳第四小学从办学以来，一直以科学学科的重点建设作为办学特色.我们清晰地意识到科学知识是认识客观世界的重要方法和手段，是社会发展的需要，是学生在探究学科知识过程中的创造力的培养，是社会发展的源泉和动力。我校是上海市教委命名的上海市素质教育实验学校、上海市科技特色学校，是虹口区的一所窗口学校。在科技类的各项模型制作比赛，小发明的研究中，我们都有所经验积累，如发明了“投币水龙头”而获得全国年龄最小的专利权拥有者，被评为中国少年科学院小院士的我校张顒琦同学，就是最好的例子。早在2000年我校就有了有关科普活动的校本教材以及每年一本的奇思妙想－－金点子《我的梦》、《绿色梦》、《七彩梦》、《蓝色梦》。我们的学生不仅在市、区的各级各类科技、艺术比赛展示活动中，屡次荣获佳绩，而且也使他们各方面的能力及整体素质有了提升，所以我们得到了广大教师、家长、有关领导及社会各界人士的关注与肯定。
2.当前的挑战
但是，这样一所科技特色学校，在21世纪的今天如何进一步发展学校已有的办学特色，如何在科学研究的过程中、在科学建构行动方案的过程，推动教师专业发展，做好必要的人力资源储备，正是我们学校当前发展中摆在我们面前的现实问题。
在学校教育教学工作中涉及科技领域的学习活动从课程类别来看，分别分布在基础课程、拓展课程、探究性学习课程、少先队课外科技活动、课外科技活动等等领域。这些领域往往在工作隶属与不同的业务管理部门，如何统合这些板块使其成为一个整体，进而深化科技领域的学习成效，也是摆在我们面前的一个具体问题。
尽管在校本课程开发、科学课程教学法方面，国内有很多兄弟学校开展了有益的实践，但是从学校整体视野出发整体思考学校科学课程（包括了各个板块中的科技类学习活动）的实施，但是社区力量深度参与、融入信息技术手段建设虚实融合的学习环境，从各方面整体研究小学科学课程的研究尚未见著报告。
3.我们的课题
我们于2004年申报课题《开放构建虚实融合的小学科学课程校本实践研究》，2004年11月获得上海市教育委员会的批准立项成为上海市市级教育科研课题。
本课题试图从课程的整体视角出发，融支持系统、学习环境、学习内容、学习评价、教师专业发展等各方面为一体，系统地探索小学科学课程的校本实施方案。从而在实践中落实国家新课程标准、上海市二期课改的具体要求，促进学习者的发展。
所谓“开放”是指借助学校所属的社区力量，如：中科院上海技术物理研究所、同济大学等专业知识机构的院士、教授等研究人员，以及区青少年活动中心、区教育学院科研室、信息技术中心、本校家长等各方面的力量共同参与研究本课题。所谓“虚实融合”是指建设实在的学科课程动手做的学习环境，并借助信息技术力量，创设虚拟世界情景和现实社会内容相结合的整体性学习环境。
我们试图通过本课题的研究实践给出我们在实践中的回答。
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