脑科学作为研究大脑结构、心理现象及规律的科学,其产生与发展对教育领域具有重要影响。当前国内关于脑科学与教育的研究停留于理论解读与国外经验的本土化移植阶段,相对缺乏与具体学科结合的研究,将脑科学应用于小学科学课堂教学的研究有待完善。本研究围绕基于脑科学的小学科学课堂教学,通过文献分析法、调查法、访谈法从理论到实践展开具体研究,试图解决三个主要问题:脑科学是否对教育、小学科学教学起到理论关照作用?当前基于脑科学的小学科学课堂教学的现状及应用困境如何?针对理论与现状分析中的问题,该采取如何行动引导教师基于脑科学的小学科学课堂教学?试图通过对上述问题的回答,总结基于脑科学的小学科学课堂教学的建议。首先通过文献分析人脑的学习机制、脑科学与教育的相关理论,结合小学科学义务课程标准,明确基于脑科学的小学科学教学应注重以下方面:情感优先,认知随后;改进认知,信息加工;意义建构,实践迁移;多元评价,反馈及时。其次通过问卷调查法,分别从学习环境、情绪体验、认知方式、意义建构以及评估学习5个维度了解小学生科学课堂的表现情况,通过描述性分析、相关性分析、差异性分析进行深入研究,由此反映小学科学课堂教学情况。最后通过访谈法,从脑科学视角对6名在职在编科学教师进行深入访谈,了解教师对脑科学的看法、基于脑科学的课堂教学情况以及将脑科学应用于小学科学的现实困境等。根据学生调查问卷与教师访谈,发现当前科学教师在理论层面,脑科学素养欠佳,脑科学理论相对匮乏,信息获取渠道狭窄,易陷入“神经神话”。在实践层面,注重基于学习环境与情绪体验的教学,但在认知方式与意义建构能力的引导上相对薄弱,缺乏将脑科学知识应用于实践的能力。本研究提出如下基于脑科学的小学科学课堂教学的建议:关注科学课堂环境,塑造安全有益场域;注重情绪体验,激发科学探究的学习动机;改善个体认知,促进科学思维发展;聚焦意义建构,优化科学评价体系。