在编写和试用这一教材的过程中，编写组开展了全国教育科学“十五”规划重点课题（国家青年基金课题）——“我国小学《科学》教材开发与应用模式的研究”，对国内外科学课程性质、任务、目标、内容、评价等方面进行了比较系统的研究，并对科学教材的编写思想、内容选取、体系结构、呈现方式、主要特色等方面进行分析。作为这一研究的主要成果，本书从以下五个方面描述了小学科学教材开发和应用模式研究的主要内容。
·第一章“对科学教育改革的理论探讨”，介绍近几十年来，围绕科学教育改革所展开的主要理论探讨，包括建构主义思潮下的科学教育改革、基于探究学习的科学教学与评价、科学素养的要素与结构、基于SOL0分类法的小学科学学习成就评价等。
·第二章“世界主要国家科学教育标准概览”，介绍英国、加拿大（安大略省）、美国、澳大利亚等国的科学教育标准，并以此为基础，分析世界科学教育改革的基本趋势。
·第三章“教材的开发、审定与选用”，介绍世界教材开发管理的主要模式和发展趋势，并在此基础上，对我国教材审查制度和选用制度的改革提出建议。
·第四章“小学科学教材开发与应用的行动者模式”，介绍行动者模式的要素与结构，并描述行动者模式的基本运作过程。
·第五章“行动者模式的一个应用实例”，以河北人民出版社出版的义务教育课程标准实验小学科学教材为例，说明小学科学教材开发与应用的“行动者模式”的基本运作过程。

前言
第一章 对科学教育改革的理论探讨
第一节 建构主义思潮下的科学教育改革
一、作为一种认知方式的建构主义
二、从建构主义观点看科学教育
三、建构主义观点对我国科学教育改革的意义
第二节 基于探究学习的科学教学与评价
一、探究的三个要素：对象、目的、方法
二、如何理解探究学习
三、如何在科学教学中引导学生开展探究学习
四、如何通过评价促进探究学习
第三节 科学素养的要素与结构
一、科学素养概念的基本内涵
二、科学素养的“六要素模型”
三、基于“六要素模型”的科学素养结构分析
四、基于“六要素模型”的科学素养内容分析
第四节 基于SOLO分类法的小学科学学习成就评价
一、SOLO分类法的五种结构
二、利用SOLO分类法编制小学科学测验的过程
三、SOLO分类法的优势
四、SOLO分类法的局限性
第二章 世界主要国家科学教育标准概览
第一节 英国的科学课程
一、科学课程的目标
二、科学课程的内容
三、跨课程、跨阶段的基本技能
四、科学课程与其他课程的联系
第二节 加拿大安大略省的科学和技术课程纲要
一、什么是科学和技术
二、科学和技术教育的目标
三、科学和技术课程的内容
四、对学生的期望和成绩水平
五、对学生活动设计的要求
六、交流技能
七、学习科学和技术的态度
八、计算机在科学和技术课程中的利用
九、安全的重要性
十、家长、教师及学生在科学和技术教育中的角色
第三节 美国国家科学教育标准
一、教学标准
二、教师专业进修标准
三、评价标准
四、内容标准
五、大纲标准
……
第三章 教材的开发、审定与选用
第四章 小学科学教材开发与应用的“行动者模式”
第五章 “行动者模式”的一个应用实例

第一章 对科学教育改革的理论探究
第三节 科学素养的要素与结构
一、科学素养概念的基本内涵
对于科学教育的目标，一个被广泛采用的说法是“提高科学素质”。然而，人们对“科学素质”一词的理解并不明确。从名称上看，有各种不同的说法，如“科学素质”、“科学素养”、“科学技术素养”等；从内涵上，也没有形成统一的界定。
虽然有关科学素养的思想在20世纪初就已有萌芽，但直到20世纪50年代，“科学素养”才作为一个词汇出现在日常和学术交流中。1952年，Conant首次用到“科学素养”（scientific literacy）的概念；1958年Paul Hurd在《科学素养：它对美国学校的意义》一文中，首次提出将提高科学素质作为科学教育的目标。然而，倡导科学素养概念的学者们，却没有给出其明确的定义。在60年代，科学教育工作者对科学素养的概念进行了广泛的探讨，提出了有关科学素养的许多定义和解释。
1976年，Gabel对当时众多有关科学素养的含义进行了概括和分析，指出这一概念含义之庞杂，足以表明任何和科学教育有关的事。由于各种说法长期无法达成共识，这一概念实际上一度丧失了其使用价值。
在科学素养的测评方面，一般认为，Pella et al.（1966）的工作代表了有关科学素养经验研究的最早努力。Pella和他的同事仔细而系统地挑选了从1946年到l964年之问出版的100种报刊文章，从这些文章中检查各种和科学素养有关的主题（这些主题被称为“参照物”）的出现频率。他们认为，一个具有科学素养的人应了解以下这些方面的主题：①科学和社会的相互关系；②知道科学家工作的伦理原则；③科学的本质；④科学和技术之间的差异；⑤基本的科学概念；⑥科学和人类的关系。其中，前三个方面的内容尤其重要。
1974年，Showaher进一步深化了Pella的工作。他们总结自50年代末到70年代初，近15年有关科学素养的文献后，认为科学素养应包括以下七个方面的含义：
①明白科学知识的本质；
②在和环境交流时，能准确运用合适的科学概念、原理、定律和理论；
③采用科学的方法来解决问题，做出决策，增进其对世界的了解；
④和世界打交道的方式和科学原则是一致的；
⑤明白科学、技术和社会之间的相关性；
⑥对世界有更丰富、生动和正面的看法；
⑦具有许多和科学技术密切相关的实用技能。
……