80年代初，美國的科學家們認為，美國的教育方式和教材不能適應下個世紀科學技術發展的需要。1985年，美國促進科學協會聯合美國科學院、聯邦教育部等12個機構，啟動了一項面向21世紀、致力於科學知識普及的中小學課程改革工程——2061計劃。1995年，美國科學院下屬的國家研究理事會根據政府的要求，用5年的時間制定了美國《國家科學教育標準》。
「動手做」的學習方法就是在這一背景下提出並實踐的。90年代初，美國物理學家雷昂·勒德曼在芝加哥的一些公立學校以「動手做」的方式開展「科學掃盲」實驗，引起其他一些州及私立學校的極大興趣，並很快傳播開來。以喬治·夏帕爾為首的一些法國科學家和大學教授訪問了美國，將這一學習方法帶到法國，並得到法國科學院和教育部的大力支持並迅速推廣到4000個學校。1999年9月，法國科學院、國家教育研究院、教育部、工藝研究部聯合制訂了《小學科學教學動手做活動指南》，在全國範圍內推廣這一方法。2000年11月1－4日，由我國教育部副部長韋鈺提議，國際科學理事會（1CSU）能力建設委員會（CCBS）的第7屆例會，即小學科學與數學教育國際會議，在北京召開。以這一會議為契機，我國教育部將在我國中小學實驗和推廣「動手做」的學習方法，為變革我國傳統的學習方式、推進素質教育探索一條新路。
小學階段的孩子對物質世界非常好奇，他們也擁有認識這個世界的巨大潛力。而到初中階段，孩子們（特別是女孩子）的注意力則更多地轉移到了人類世界，對物質世界的關注相對減弱。因此，要從孩子最小時就實施自然科學教育，並進行創造性的實踐。
小學階段的科學教育與初中階段的科學教育是不同的。在小學階段，孩子們還太小，不能接受抽象的科學概念。以數學關係形式表達的結論非常複雜，也不能過早地引入小學科學教育。應當把小學階段學習的科學知識限制在兒童能夠自己獲得的範圍之內，並通過簡單的實驗來學習，其他的知識則留到初中階段學習。學生們對任意一個課題自由地或自發地進行實驗並得出有意義的結論，這種可能性是非常小的。不是所有的探究活動都能達到科學教育的效果，如果我們希望孩子們開展真正的調查研究，就要為他們設計有利的場景，並把他們的探究引向一個明確的方向。
為了使學生們獲得真正的知識，探究活動應該伴隨問題、假設、描述、解釋，並要求進行實驗記錄。孩子們獲得的可能只是間接的概念和理論。這些概念在保持孩子的用語的同時接近科學的概念，為孩子們今後學習更準確的概念提供良好的基礎。
在「動手做」的方法中，教師通過設置適當的活動和任務，使學生投入到真實的情境中去，在親自動手操作的實踐過程中學習知識、掌握科學的思維方法、培養對科學的積極態度。這種方法強調學生應該通過做科學來學習科學、強調從周圍環境中就地取材、強調科學家的參與。「動手做」方法不需要笨重而又昂貴的設備，在很多情況下，日常生活中的常見物品就夠用，需要做的實驗也很簡單。教師和家長完全可以陪同孩子一起做實驗。
如何在國內中小學開展「動手做」科學教學，還是一個有待積極探索的新的教學思路。但把國外成功經驗，與國內長期以來多種課外活動的豐富實踐相互結合，不失為一種有效的實施方案：在科學教學時，鼓勵孩子們深入地觀察一件物體或一種現象，在研究所觀察物體或現象的過程中，引導孩子們進行思考、討論他們的想法及結果，以此彌補他們在單純的手工活動中的不足；老師給學生們推薦的活動應該注意循序漸進，按一定順序安排活動，並明確活動的非強制性，給孩子們較大程度上的自主。在時間上要給予保證，比如在幾個星期裡，每周至少花兩個小時進行同一個主題的活動，以保證整個學期內活動的持續性。
在實施「動手做」課程時，教會孩子們養成每個人都作實驗備忘錄的習慣相當重要，鼓勵他們用自己的語言來記錄有利於激發孩子們的熱情和動力。這也與「動手做」活動最主要的目的一致：讓學生們逐漸適應科學概念及技術操作，同時加強和鞏固口頭和筆頭的語言表達。為確保「動手做」活動的科學性，大學和中學的科學合作者可以利用他們的專業技能協助孩子們課堂上的活動，教師培訓機構也有必要為教師提供他們在教育及教學法方面的經驗，而教師們自己應該通過網際網路來獲得一些可應用的資源。
正是由於「動手做」的學習方法需要大量的材料，需要較長的時間，需要適當的活動場所，需要科學家和教育者的參與，這意味著「動手做」方法的實施不是教師的個人行為，而是一個社會系統工程。中小學學校、教育行政部門、高等院校和科研機構、科學學會和教育學會、博物館、科學中心、工商企業等都必須行動起來，為「動手做」方法的實施，為推進我國的素質教育，提高我國未來公民的科學素養作出自己的貢獻。
（作者系北京師範大學科學傳播與教育研究中心副主任）