21世纪科学技术的迅速发展,对公民的科学素养提出了更高的要求。科学素养与国家竞争力的提升密切相关。小学科学课程具有基础性、综合性的特点,是培养学生科学素养的重要途径。虚拟现实环境给学生提供了与资源互动的基础,在一定程度上为利用身体获得感知提供了更多的可能,能够为小学科学课程的开展提供沉浸式的认知环境。具身化的教学更加重视学生的身体属性,引导学生通过身体与环境的互动产生真实的物理具身体验,同时为学生提供相应的教学资源使其能够将物理具身体验在头脑中进行组织与整合,形成自己头脑中的经验,实现意象具身,达成对知识的表征。如何将具身认知的思想与虚拟现实环境中的教学结合起来,发挥虚拟现实真正的作用,促进虚拟现实环境下教学效果的提升,成为本研究的主要问题。本研究首先梳理并分析了国内外关于虚拟现实教育、具身化教学以及小学科学教学的相关文献,总结并分析了研究现状,对“虚拟现实”“具身化教学”“教学设计”等概念进行界定,以“建构主义理论”“具身认知理论”以及“做中学理论”等作为理论基础展开研究,构建出一套虚拟现实环境中小学科学课程具身化教学设计的框架。本研究主要分为三个部分。第一,虚拟现实环境中小学科学课程具身化教学的适切性分析。对虚拟现实环境中小学科学课程的教学情况进行调查,总结出小学科学课程教学出现的问题,依据具身化教学的核心思想,分析具身化教学应用于虚拟现实环境中的作用,以此来确定适切性。第二,虚拟现实环境中小学科学课程具身化教学设计。首先明晰虚拟现实环境中具身化教学需注意的问题,在构建虚拟现实环境中具身化教学过程的基础上,结合物理具身与意象具身过程,设计相应的教学策略,在充分发挥社会环境、物理环境以及心理环境作用的基础上,构建了虚拟现实环境中具身化教学设计的框架,并对框架中涉及的各个要素进行了阐释分析。第三,虚拟现实环境中小学科学课程具身化教学设计实践效果的检验。本研究采用基于设计的研究方法,依据具体的教学内容,通过设计与实施、分析与评价、反思修改的两轮迭代循环,对教学设计的框架进行实施应用,最终构建出修改后的虚拟现实环境中小学科学课程的具身化教学设计框架。本研究对虚拟现实环境中小学科学课程的具身化教学的设计与实践的结果表明,在虚拟现实环境中对小学科学课程开展具身化教学,能够帮助学生将虚拟现实环境中获得的身体与环境的互动体验,有效地组织整合形成头脑中真正的经验,促进学生对科学课程相关知识的理解,为科学素养的有效形成建立坚实的基础。本研究的研究成果为具身认知理论思想的落地,提供了可行的方案和参考案例。