专题论坛| 民国小学教材中的自制科学玩具及其对当下小学科学教育的启发

摘 要  本文以民国时期小学自然科与劳作科教材中被广泛使用的自制科学玩具为基础，分析了其折射的民国教育理念与当代价值。在近代中国救亡图存、渴望科技人才的背景下，教育者开始重视面向儿童的科学教育，并在儿童本位、多层次科学教育目标、平民取向的教育理念下，利用自制科学玩具开展了寓教于乐、注重实践、自制教具的小学科学教育。此举探索出激发儿童科学兴趣的教学方法，超越了单一的知识取向，突破了教学资源短缺的局限。以此为鉴，今天我们应从学生视角出发，创新培养儿童科学爱好的教学方法，在开展更多探究实践环节的基础上培育多重科学素养，因地制宜开发科学教具，弥补科学资源的短缺和不均。

关键词  自制科学玩具 小学科学教育 民国小学教材

一、引言

今天，教育、科技、人才被看作中国式现代化的基础性、战略性支撑^[1]。如何在教育中落实培养科技创新人才的目标一直是备受关注的问题。2021年，国务院印发《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》（以下简称《纲要》），重点提出要提升青少年的科学素质；2023年，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》），提出要着力在教育“双减”中做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展。由此，小学科学教育地位可见一斑。

民国时期，科学教育在民族危机之下被赋予救亡图存的使命，小学科学教育得到重视和发展，考察该时期的小学科学教育，能为今天科技人才的培养提供历史经验。现有相关研究或聚焦于小学科学教育制度、政策，如张凯的《民国时期中小学科学教育政策研究（1912—1949）》^[2]；或关注教学理论与教学方法实践，如杨正宇和张晓丽的《论近代中国小学科学教育及启示》^[3]141-142；或以学校教育为中心考察其学制、课程或教材等，如谢恭芹的《中国近现代小学科学课程演变研究》^[4]，张杨阳的《1902—1937：中国小学科学教科书发展研究》^[5]。总体上，相关成果较为丰富，但对科学玩具这一教育载体的关注仍相对不够。日前，中国科普作家协会组织召开“科学玩具专题研讨会”，研讨中，肯定了科学玩具的教育功能，并呼吁加强对科学玩具的重视，一定程度上说明科学玩具在今天依然值得关注。考察历史上的科学玩具，或能对当下如何利用科学玩具，使科学玩具在科学教育中充分发挥积极作用有所启发和借鉴。

关于科学玩具是什么，李威佑指出民国“科学玩具”的科学性之一即蕴含科学原理^[6]；刘夏威提出，民国时人认为科学性质的玩具能启发儿童好奇心和创造力，宜负担教育任务^[7]；朱怡晴以民国杂志文章为例梳理了几类科学玩具，均含有简单科学常识^[8]23-25。要而言之，民国时期的“科学玩具”主要指蕴含科学原理或常识，具有科学性质，能启发儿童好奇心、创造力的科学教育工具。

关于科学玩具的功能和起源，朱怡晴认为近代以来知识界希望通过提倡科学玩具急起直追，步武列强，各大报刊曾利用玩具向儿童灌输科学意识^[8]22-23；朱厚焜认为“科学玩具”一词在近代由国外传入中国，时人因将科学看作救亡方向而推崇科学玩具，希望儿童学习科学，投身救国实践^[9]41；魏溢认为，近代“科学救国论”或导致时人希望“含有教育意义的科学玩具”为儿童种下实用科学的种子^[10]。可见，科学玩具在近代中国的出现，源于人们将“科学”视作救亡图存之道，期望儿童接受科学启蒙成长为救国人才的诉求，科学玩具的功能主要在于向儿童开展科学教育。

自制科学玩具是指需由师生动手制作，能承载科学原理与实验功能，以科学教育为主要目标的教具，具备科学教育功能和玩具的互动性、游戏性。1922年新学制颁布后，自制科学玩具开始在小学自然科和劳作科教材中占有一席之地，拓展了当时的科学教育方式。以往，学界对这一类科学玩具及其对应科学教育观的有关研究相对较少，本文尝试以此为切入点，梳理并分析民国小学自然科及劳作科教材中的自制科学玩具，阐述民国小学科学教育理念。由于考察到科学玩具体现的“做中学”理念亦与当今面向儿童的种种科学教育实践契合，呈现出将自制科学玩具作为传播媒介，促进知识与实践融合共进的普遍趋势，本文也试图与当下教育探索展开对话，并探讨自制科学玩具对今后小学科学教育的启发。

二、自然科与劳作科教材中的自制科学玩具

（一）自制科学玩具统计

本文中统计的民国小学自然科与劳作科教材收集标准如下：时间上以1922年新学制改革为起点，至1949年结束；考虑到教材权威性，结合《民国时期总书目（1911—1949）：中小学教材》^[11]《中国近代中小学教科书总书目》^[12]，选取民国时期三大代表性教材出版机构商务印书馆、中华书局、世界书局发行的教材；考虑到研究内容关联度，过滤了纯粹教授理论知识或手工的书目。

依据以上标准，本文共收集151册自然科教材、50册小学劳作科教材，作为研究自制科学玩具的主要对象。同时，本文还借助白桃的《儿童科学玩具》、杨绿春和陈鹤琴的《儿童科学玩具》等民国儿童科普课外书，对“自制科学玩具”概念的范围进行辅助判定。最终统计出，民国小学自然科教材中出现自制科学玩具26种82例，劳作科教材中出现自制科学玩具67种301例。

（二）自制科学玩具类型

本文结合民国时人对科学玩具的看法，自然科教材的知识体系和不同案例的科学教育内容对自制科学玩具进行了分类。

1.基础原理类

20世纪二三十年代，时人已经认识到科学玩具是教授基础科学原理的有利载体。如有人指出，自制玩具的过程须运用科学原理，可启发儿童智能^[13]8；或在报刊上介绍科学玩具，讲述自己在课堂上如何使用它们教授儿童科学原理，如用奔马玩具讲授力学与重心原理，用潜望镜讲授光的反射原理^[9]62-63。同时，民国小学自然科教学本就注重使儿童初步理解自然界运行的普遍规律，所以当时出现较多的一类自制科学玩具主要以力学、光学、电磁学、声学等基础科学原理为核心，制作过程和玩耍方式都紧紧围绕科学原理展开，将游戏体验与科学原理巧妙而紧密地结合，使科学知识成为该教具最大的亮点和趣味所在（见表1）。

表1 民国小学自然科与劳作科教材中的基础原理类自制科学玩具

“体育家”案例出现在《小学劳作教材及其制作法》中，在牵引力、引力作用下，捏紧或放松穿线的竹片两侧，线上的纸制小人将上下翻动，好似翻单杠的体育家^[14]，其设计类似于民间传统玩具“木猴翻杠”^[15]，体现出民国小学科学教学对教育材料的广泛搜集和应用。同样的做法在今天的科学教育中也有所呼应，例如广东省博物馆2025年“一起玩：藏在博物馆里的玩具”展览中也展出了类似展品“白族运动员玩具”，据广东省博物馆工作人员介绍，该玩具从云南鹤庆征集，为竹木材料制作，并运用了单杠原理。不倒翁、竹蜻蜓在教材中出现频次颇高，新人教版一年级上册小学科学教科书也使用了与其相似的教学案例^[16]。

2.自然现象类

民国小学科学教育对自然现象相关的知识较为重视，教材中也出现了主要涉及日光、风、水、晴雨、温度、虹等的自然现象类自制科学玩具，以让儿童更直观地了解自然现象，理解其背后原理。借助这些具体、有形的案例，许多抽象、无形的自然知识更容易被儿童理解，如风的方向、水流的力量、空气的干湿等（见表2）。

表2 民国小学自然科与劳作科教材中的自然现象类自制科学玩具

七色陀螺是自然现象类中的典型案例，由普通陀螺改造转盘的颜色而来，快速旋转时可观察到转盘的混色现象。《高级自然课本教学法第2册》^[17]《小学自然课本第2册》^[18]《小学劳作教学法及教材》^[19]194-195《劳作教本第5册》^[20]等教材中均出现利用自制七色陀螺的方式，帮助儿童理解日光是七色光混合成白色的教学内容。

3.器械发明类

近代中国对西方科学的学习从“师夷长技以制夷”的器物层面开始，民国时期的科学玩具也与各种器械发明密切相关。时人认为启发儿童需要直观的实物，玩具恰好可以以实物形式模仿各种器物，无形中让儿童了解它们^[13]3，模仿飞机、铁道、汽车等科学新发明的玩具可在儿童头脑里种下实用科学的因子，养成儿童的科学爱好，对缺乏科学环境的中国儿童尤其需要^[21]。此外，受美国实用主义教育观念的影响，民国小学教材中出现大量研究衣、食、住、行所用之物的内容，其中不乏各类器械发明，加之战争的时代背景，时人希望儿童了解国防知识。所以，器械发明类自制科学玩具主要以生活中常见的实用器具和战争武器为仿制对象教授相关科学知识，一些主要模仿器物的工作原理和功能，如简易幻灯、简易蒸汽机，一些主要模仿器物外观、结构的模型（见表3）。

表3 民国小学自然科与劳作科教材中的器械发明类自制科学玩具

简易蒸汽机由模仿真实蒸汽机制成，通常被用来教授蒸汽机的功能、原理和结构，验证蒸汽机的力量。《初小自然教学法第8册》^[22]《自然课本第4册》^[23]《小学自然课本教学法第5册》 ^[24]等教材中均出现利用自制简易蒸汽机的方式帮助儿童理解蒸汽机构造或作用的教学内容。制作交通工具玩具的教学内容不但在民国教科书中常见，类似的案例今天依然被小学教科书使用，如“制作动力小车”^[25] “制作小船”^[26] 。

三、自制科学玩具反映的科学教育理念及启发

（一）反思刻板教学，激发学生兴趣

1.理念：儿童本位，寓教于乐

近代中国，儿童开始被视为独立而具有主观能动性的个体，其角色开始向含有主体意义与价值的“未来新民”转变^[27]。在此基础上，人们加强了对儿童身心特点的关注，希望结合儿童特质开展适合儿童的科学教育。其中，儿童本位的教育思想影响深远，这种教育理念以儿童为教育工作的出发点^[28]，在民国的教育改革中多有体现。如1922年《学校系统改革案》顾及学生不同发展时期的个性及智能^[29]，1928年《大学院公报》要求“全力发展儿童本位之教育”^[30]，在初等教育的科学教育方面创设符合儿童切身需要和儿童的年龄心理特征的“科学环境”^[31]。

自制科学玩具较能体现儿童本位思想的，是其寓教于乐的教育方式。中国传统观念中对玩具不乏轻视看法，对儿童玩物丧志不乏警惕态度^[32]67-68。但近代随着福禄贝尔等西方教育家的思想影响传入中国，人们开始接受玩具顺应儿童天性、符合儿童身心特点的观点，认为玩具适宜开展儿童教育^[32]53-54。进一步，人们希望使用玩具传播科学知识^[9]25。陶行知指出应改变将玩把戏的儿童当成坏孩子的错误观念，尽量为儿童提供玩科学把戏的工具，保护、指导、鼓励儿童对科学的兴趣和好奇心，任由儿童自由地去玩^[33]579。《小学劳作教学法及教材》指出儿童天性好奇，可利用这一点“替他们计划几样科学的玩具”，启发儿童科学思想，引发儿童科学兴趣^[19]191。民国教育者主动将自制科学玩具纳入科学教育视域，利用其编写教材，开展课堂教学，正是在寓教于乐方面一种直接具体的实践。  

2.启发：创新学生视角教学法

小学阶段，儿童有强烈的好奇心和探究欲，乐于动手操作具体形象的物体，因此也是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期^[34]。今天，《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《标准》）在课程理念部分提出应突出学生的主体地位，通过学生喜闻乐见的科学活动，创设愉快教学氛围，保护学生好奇心，激发学生学习科学的内在动机，并倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与，动手动脑，积极体验^[35]。但今天的小学科学教育在以应试为导向，重视科学知识传授的教学实践中，有时易忽视对科学兴趣的激发，教学方法仍较单一^[36]，缺乏从学生出发的视角，易导致儿童对科学课程缺乏热情^[37]141。

民国教材中，自制科学玩具玩法作为引发儿童学习动机的方法和教学重点，“制造、玩弄、探究缘由”成为教学主线，充分融合趣味性和知识性，突破了传统僵化的灌输式教学，反映出民国教育者对儿童心理、学习特点的深入洞察和合理应用，做到了从儿童兴趣和经验出发，是儿童本位理念在科学教育中的生动体现。近年来，北京科学中心与泰国国家科技馆携手在展教区举办玩具探秘活动，并与首都师范大学附属花园小学开展馆校合作的复活古代科技系列课程；上海儿童博物馆开设常态展教活动“科学小讲堂”；上海科技馆举行教育活动“安捷伦科学实验室”。这些活动同样将民国教材中使用的类似竹蜻蜓、蝉鸣器、走马灯、潜望镜等自制科学玩具活动纳入科学教育视域，与历史上的教育实践形成呼应，对今天以学生为中心优化教学内容，创新教学方式具有现实意义。今天的小学科学教育可以从不同年龄段的学生兴趣点和经验出发，将科学知识与日常素材相结合，开发并利用更多科学玩具，通过有趣的问题情境和可操作的实验，引导儿童在亲历中学习科学，爱上科学。

（二）突破知识取向，落实素质养成

1.理念：多层目标，重视实践

五四新文化运动后，人们逐渐认识到科学的多重价值，科学教育因此被赋予多层目标，教育者不仅重视传授科学知识，也关注科学方法的训练和科学精神的培育。20世纪30年代，南京国民政府颁布的小学课程标准总纲提出要“启发儿童科学的思想”；《小学自然课程暂行标准》含有“养成对科学的研究态度和试验精神”的教学目标^[38]；《高级小学自然教学指引》中开宗明义地指出自然科的教学目标之一为“指导儿童探求科学知识的基本方法，并培养其科学态度”^[39]。

自制科学玩具体现对实践环节重视的同时，折射出多重教学目标。近代中国，人们对科学的认识逐渐深入，加之国外科学教育思想的影响①，时人认识到实践在科学教育中的重要性。周昌寿指出中小学生的自然科教育不能脱离实验教学^[40]，陶行知认为科学实验要从小做起，“行动是思想的母亲，科学是从把戏中玩出来的”^[33]404。整体上，近代小学科学教育在方法上重视实验与观察，培养学生的动手能力^[2]141。制作科学玩具是一种简单的实验，有利于使儿童在做与学的循环中加深对科学知识的理解，在不断观察、检验、反思制作结果中形成假设、验证与修正的思维习惯，培养主动试错的探究能力。

具体教学中，教育者常强调通过自制科学玩具使学生在动手实践中获取科学知识，实现多重目标。如《小学自然科教材和教法》指出部分实验仅靠观察无法获得真实科学知识，需学生亲手制作教具，所列参考中含有奔马、七色轮^[41]120-121。《小学劳作教学法及教材》提倡“手脑并用”“身体力行”“把知识的活动和筋肉的活动联在一起”“能养成亲眼观察亲手实验的习惯”的教学内容^[19]59-63，单独设立制作科学玩具的章节^[19]206。一些教材特别设立实验环节，让儿童在制作后不忘玩耍，并观察科学玩具。可见，当时的科学教育不满足于单一教育目标，强调通过动手制作、观察验证、归纳总结等环节，引导儿童在实践中理解科学原理，习得科学方法，养成科学精神。

2.启发：增加探究实验比重

当下，《标准》提炼了包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面的核心素养发展要求^[42]，并反复提及科学探究和实践。至此，我国小学科学教育展现出丰富的培养科技人才的教育面向，以及对探究式学习与实践能力的重视。但核心素养的培育要求课堂教学方式从注重知识传递转变为引领学生通过实践活动自主构建科学认知^[43]20，现有课堂教学中依然存在应试目的造成的对单一讲授法的依赖，课程内容综合性不足等问题^[43]19，若这些重讲授轻实验、重知识轻方法以及重结论轻过程等现象得不到扭转，学生多层次核心素养的形成也很难实现。

自制科学玩具结合从“知”到“做”再到“思”的完整学习过程，有利于帮助我们避免让科学教育只停留在书面或口头层面，将科学素养目标落实到系统的教学过程之中。今天，除教科书中出现设计思路与民国自制科学玩具类似的教学案例，小学科学教学方式上也出现一些聚焦于劳动教育、小学科学“工坊化”、利用STEM教育理念等方面的讨论，此类研究强调“做中学”的教学方向，一些研究更将制作科学玩具看作重要环节^[44-46]。此类教学思路的探索反映出融合实践探究与知识学习的现实趋势和需求。小学科学教育中需要开发更多简便易操作的实验与制作活动，以增加学生参与动手环节的机会，提高探究教学实践的可及性，引导学生在观察、假设、操作、验证、修正等过程中，养成在科学学习中持续探究的思维习惯，提升科学探究能力。

（三）补充短缺资源，弥合教育差距

1.理念：自制教具，平民取向

民国时期的小学教育面临资金有限、教育资源短缺的难题^[47]，教育政策较注重普及化、平民化，希望发展出适应国情、符合大众生活水平的教育方式。如《学校系统改革案》要求发挥平民教育精神、注意国民经济实力、注重生活教育、使教育易于普及、多留地方伸缩余地，注意将学制与国情、经济发展需要、人民生活水平联系起来。所以，民国时期理想的儿童科学教育强调不脱离社会经济现实，在有限条件下采取可行方法。

民国小学科学教育中，自制教具常被当作缓解教学资源短缺的办法，自制科学玩具成为弥补实验设备短缺的手段。《小学自然科教材和教法》^[41]119《科学教育》^[48]提倡自制教具辅助科学教学以节省资金，亦有教材在自制科学玩具内容后讨论，如没有科学试验用具应怎样充实科学设备，而师生共同制作或是解决办法[19]205。

因经济条件不足，自制科学玩具材料多考虑现实情况，从生活中取材较为易得，如纸片、竹筒、线绳等，既经济节约，又能使儿童广泛接触。陶行知曾以“利用已有的东西制作科学玩具”为例，提出资金缺乏时可做些无钱的科学实验，玩些不花钱的科学把戏^[49]。《复兴劳作教本高小第4册》指出科学玩具应用的材料范围较广，若教材中指定的材料不易寻找或小地方不易置备，可采用其他物品，如以药瓶碎片代替五色玻璃碎片，以鸡鸭食囊、猪膀胱代替牛膀胱^[50]。相对简单易行的科学玩具制作活动，突破了儿童科学教育的资源限制，在有限条件下利用一切能利用的方式开展教育，体现出一定平民取向。

2.启发：结合现实开发教学资源

尽管我国在推进城乡义务教育一体化方面取得了巨大成就，但在偏远地区，科学教育资源的供给仍有提升空间。民国时期这种“低成本、高效能”的自制教具思路，恰好能为当前的乡村振兴与教育均衡发展提供有益的补充路径。调研表明，当下我国小学科学实验资源的供给整体上较为匮乏^[51]。教学资源的短缺将阻碍教学实践，虽然我国小学科学教育整体水平已有长足进步，但在推进城乡义务教育一体化的过程中，在缩小城乡教育资源差距方面依然存在短板^[52]。目前，科学教育在乡村学校依然薄弱，仍是乡村教育中的“稀缺品”^[53]16-17。

民国自制科学玩具用自制代替购买，选材上较为易得，具有一定地域伸缩性，增加了在资金与设备匮乏情况下动手实验的机会。这为今天在扩展科学教育资源方面提供了思路。当下小学科学教育在有限条件下，同样可以充分利用本地资源，开发替代性实验工具，降低实验门槛，提升课程中实验环节的可操作性与普及性。这不仅有助于弥补资源短缺带来的教学制约，也能培养儿童善用身边材料，解决实际问题的创造意识。国内外均存在与前文收集到的民国自制科学玩具类似的尽可能调动可用教育资源的案例。20世纪80年代起，截至2023年^[54]102，印度科学教育家、玩具发明家阿文德·古普塔秉持公平和可持续发展的理念，持续利用生活废弃物与廉价材料开发了1 300余种科学玩具，影响无数孩子，逐步实现其“让所有人享有教育与科学”的目标^[53]98-102。在我国，江西芦溪宣风镇中心学校的李学战于1993年开始教授科学课后，注重充分利用当地自然文化资源，使用竹子、稻草、石头等本土材料设计科学实验，引导学生对风车、水车等传统玩具进行创新^[53]18，并于学校成立创客工作室、科技活动兴趣小组，每周五开展科学兴趣活动，十分受孩子们的欢迎^[55]。这类优秀案例表明因地制宜从身边和日常取材，创新及补充科学教学材料的思路具有一定前瞻性和可行性，值得在今天进一步推广与借鉴。

四、总结

作为民国时期小学科学教育中的一种独特教育实践，自制科学玩具的课堂运用不仅在当时有限的教育条件下丰富了科学教学方式，也为今天考察民国小学科学教育路径和理念提供了分析视角，为当下小学科学教育的高质量发展提供了历史借鉴。

在挽救民族危亡和教育改革的背景下，民国教育者对自制科学玩具重要性的强调及开发使用，反映了对儿童科学教育及其方式途径的重视和探索。自制科学玩具通过寓教于乐的方式开展科学教育，充分展现了以儿童为本位的教学思想；自制科学玩具强调动手实践，不拘泥于教授科学知识而追求培养儿童科学方法和科学精神的多重教育目标；自制科学玩具的应用是充分考虑现实经济条件的结果，展现了在有限资源中努力追求科学教育公平性和平民化的取向。这些教育理念对于今天的小学科学教育，仍有借鉴价值。

今天，面对新一轮科技革命背景下对创新人才的迫切需求，小学科学教育的高质量发展离不开对儿童主体性的尊重与对多重科学素养的切实培育，需要创新开发和及时补充科学教育资源。自制科学玩具作为一种科学传播媒介，有助于改变师生间“传—受”的单向传播模式，让儿童从被动的接收者，成为亲身体验的探究者；相较于纯粹的纸质媒介如科学教科书、科普报刊等，以及今天的各式新媒体科普渠道，它以具身性实体为核心优势，具有突出的可触感、可操作性、可交互性；其日常性和便捷性则有助于降低科学传播的门槛，应用场景不仅覆盖学校课堂和科普场馆的公共活动，在家庭教育、儿童自学等方面同样具有潜力。自制科学玩具的历史经验和当下有关探索提醒我们在今后的科学课程改革与实施中，持续关注儿童科学学习兴趣的激发、动手能力与探究精神的融合与培养，关注课堂教学方式和材料的广泛使用，为培养具备科学素养与创新能力的时代新人奠定坚实的教育根基。

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本文系中央高校基本科研业务费项目“中国近现代技术本土化研究”（项目编号：FRF-BR-23-04B）的阶段性成果。

原文刊载于《科学教育与博物馆》2026年第1期。

作者： 齐济  章梅芳  北京科技大学