摘要：STEM是由科学、技术、工程和数学的英文单词首字母组合而成的。STEM教育理念即一种融汇多学科精华、搭建多学科间的联系、鼓励学生应用多学科知识与技能解决问题的教育理念，有助于促进学生学习方式的变革。基于此，文章探究了STEM教育理念下小学科学教学的特点、原则和策略，以期促进小学科学教学品质的发展，以及学生跨学科学习能力的提升。

　　关键词：小学科学；STEM教育理念；教学策略

　　《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出，要设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施。小学科学是一门体现科学本质的综合性基础课程，其教学内容包含生物学、物理、化学等学科知识，且与技术、工程、数学等学科存在着千丝万缕的联系。在生活应用中，科学往往与上述其他学科协同发挥作用。因此，小学科学教学需要顺应这一趋势，遵循STEM教育理念，加强跨学科主题学习活动的设计，使学生能在体验式学习中提升综合能力。

　　一、STEM教育理念下小学科学教学的概述

　　STEM教育理念不仅是一种有机整合科学、技术、工程、数学四个学科的跨学科式教学理念，还是一种课程资源。基于STEM教育理念展开的教学活动能激发学生的学习兴趣，培养学生的独立思考、实践操作、问题解决、合作学习能力。在STEM教育理念下的小学科学教学中，教师需依托教学内容，结合与科学知识、原理、本质规律相关联的技术、工程、数学知识，设计跨学科学习主题、目标和项目，并据此展开以科学教学为主的，以技术、工程、数学等学科知识学习和技能应用为辅的教学活动。STEM教育理念下的小学科学教学具有创造性、开放性、多样性、实践性等特点。

　　二、STEM教育理念下小学科学教学的原则

　　（一）实践性原则

　　基于STEM教育理念，无论是科学探究、工程设计与实施，还是技术、数学知识与技能的应用，均需要学生以实践的方式参与学习。通过实践，学生能按顺序完成思考假设、交流互动、科学实验、创作修改、整理汇报等科学探究任务，并在此过程中应用技术、工程与数学学科知识，发展跨学科学习意识与能力。遵循实践性原则不仅能强化科学学科的教学效果，还能促进学生学科观念的融合性发展，促使学生以整体的眼光看待学习，以跨学科的方式应用知识。

　　（二）独创性原则

　　学生是个性化发展的人，对于同一学习任务会产生不同的探究思路和跨学科学习的想法，所采用的跨学科知识内容、技能和解决问题的方式也会存在显著差异。在跨学科背景下，学习目标的实现路径并不单一。基于此，在STEM教育理念下的小学科学教学中，教师需在学生发散思维、探究科学实践任务的过程中遵循独创性原则，鼓励学生提出具有独创性的假设与观点，尝试运用多种不同的方式解决实际问题。这样不仅能激活学生的科学思维，训练学生的跨学科学习能力，还能提升小学科学教学的效果。

　　（三）主次性原则

　　STEM教育理念下的小学科学教学包含科学、技术、工程、数学等学科内容。基于教学内容的丰富性和独特性，教师需注意遵循主次性原则组织课堂活动，合理安排好科学与技术、工程、数学等学科内容的出现频次，区分好多元学科在课堂上的主次地位。小学科学课程需以落实本学科教学目标为主，以落实跨学科学习目标为辅，技术、工程、数学等学科内容需为学生学好科学学科内容服务。总之，遵循主次性原则能提升教学设计的合理性，避免出现教学内容重点不明、偏离科学学科主题的情况。

　　三、STEM教育理念下小学科学教学的具体策略

　　（一）创设教学情境，导入课时目标与主题

　　为确保学生能将科学、工程、技术、数学等知识相联系，基于STEM教育理念的科学课堂的教学活动往往以项目、任务等形式展开。在课堂教学之初，教师可以通过创设教学情境的方式导入课堂主题，向学生系统展示学习目标和项目活动主题。这一环节旨在以生活化情境拉近科学项目与学生实际生活之间的距离，同时向学生解释学习内容“为什么”“要解决什么问题”“要应用哪些知识”，促使学生感受学习内容的实用价值，对其产生浓厚的探究兴趣。教师在创设教学情境时可从教材内容与核心知识的角度出发，分析相关科学技术、原理在生活各领域中的实际应用，进而分析个别应用领域中科学与工程、技术、数学的内在联系。在明确这一思路后，教师能逐步确立课时项目主题，为学生设计科学教学目标与跨学科学习目标[1]。

　　以苏教版科学一年级（上册）第9课“探究秋叶的秘密”为例，本课的教学主题是“秋叶变化及其变化的原因”。在前期的教学中，学生学习了“分析事实—提出猜想—验证猜想”这一科学探究思维路径。本课为实践课，需要学生将前期所学的科学探究技巧应用到“探究秋叶的秘密”的活动中来。“秋叶变化”属于自然科学范畴，在实际生活中，人们能通过把握秋叶变黄的原因来干预、分析植物的生长周期和长势情况，从而让植物增产、让种植任务达到预期的收获目标。基于此，教师可借助“秋叶变黄的魔法”相关视频创设情境。视频用倍速镜头记录了一棵树的生长变化，着重突出了绿色树叶变成黄色树叶的过程。视频搭配文字：“秋风有魔法，风一吹，树叶的颜色就变黄了。”教师可借助视频情境让学生直观地观察叶子由绿变黄的过程，而后提出“叶子变黄真的是因为秋风的‘魔法’吗？”“生活中，叶子由绿变黄的原因有哪些？”等问题，并据此设计活动主题“掌握秋叶变黄的科学原理，帮助植物维持更好的状态”以及如下科学教学目标和跨学科主题学习目标。（1）科学观念目标：通过课堂教学，正确理解湿度、温度、病虫害等要素对叶片颜色的影响，正确理解叶片由绿变黄的原因。（2）科学思维目标：通过STEM探究任务培养创造性思维、想象思维、逻辑思维。（3）探究实践目标：通过科学探究培养分析事物、提出假设、验证假设等的探究实践能力。（4）跨学科学习目标：通过课时教学，正确运用技术、工程和数学知识来辅助科学探究，掌握跨学科学习方法。

　　（二）组织科学探究，熟悉科学原理与实验

　　在正式为学生布置合作实践任务之前，教师需预留一部分实践任务，以理论讲解与实践操作相结合的方式让学生熟悉本次科学探究任务蕴含的科学原理和所需进行的科学实验，促使学生对本课时的科学探究任务形成系统了解。在此环节，教师可为学生分发阅读材料，使学生理解本课时的核心科学知识、原理及其在生活中的存在与体现形式；可借助演示视频、科学模型动画，展示科学原理的作用过程；可为学生逐一介绍科学实验器具，以操作演示的方式说明科学探究的注意事项。基于此环节，学生能明确自主探究与合作学习的方向，为参与STEM实践活动做好认知与能力上的准备[2]。

　　以苏教版科学四年级（上册）第11课“浮力”的教学为例。在正式组织合作学习之前，教师可向学生介绍本次STEM活动的主题和任务：探究影响物体沉浮的原因。对此，教师可先向学生讲解“浮力”的含义，并列举生活中的科学现象。比如：船能行驶在海面上，是浮力在起作用；人在落入水中后能逐渐浮出水面，也是浮力在起作用。而后，教师可向学生讲解探究影响物体浮力大小的科学实验的工具，如规格相同的若干水瓶、水盆、彩泥、沙子、盐、电子秤、纸张等。纸张可被折叠成各种形状，帮助学生探究物体形状对浮力大小的影响；彩泥、沙子能改变物体的重量和密度，帮助学生进行对比实验。教师可用塑料瓶装入不同的填充物，拧紧瓶盖，投入水盆，让学生直观地了解科学探究的基本方法。学生能在此科学探究活动的引导下初步掌握本次科学探究的方法和“浮力”的内涵，从而对如何探究影响浮力大小的因素形成个性化理解。

　　（三）组织工程设计，提出工程流程与方案

　　在STEM教育理念下，教师将工程知识融入科学课程能启迪学生自主设计科学实验的具体流程，从而培养学生的科学探究能力，使学生形成可迁移、系统化的科学探究思路。具体而言，适用于小学科学探究的工程设计流程为“提出问题—提出猜想—制订计划—制作产品—改进成果”。教师可为学生提供这一工程设计流程模型，以此帮助学生设计出更具操作性的科学探究方案[3]。

　　例如，苏教版科学五年级（上册）第5课“热传导”的教学重点在于：让学生以科学实验的方式探究热在不同材质的物体中的传递方式，比较不同材料的物质对温度的传递效果。在学生充分了解课时教学内容和学习任务后，教师可提供上文所述的工程模型，让学生以小组合作的方式讨论科学探究方案。学生能据此设计出如下工程设计流程（见表1）。

　　上述科学探究流程的制订符合工程模型的设计思路，学生能据此掌握系统的工程设计思路，认识到工程设计在实际科学探究过程中的重要应用价值。

　　（四）应用多元技术，投入科学探究与创造

　　在小学科学教学中，教师应鼓励、指导学生在科学探究的过程中应用多元技术优化科学实验质量、美化科学创作物。由于小学生的技术掌握程度有限，教师可结合课时教学内容搜寻小学生能顺利操作、理解的技术，并将之引进课堂，指导学生在科学实践活动中迁移、应用技术[4]。

　　例如，苏教版科学五年级（下册）中“STEM学习立体小菜园”板块旨在组织学生设计“立体农场”，尝试将立体农场技术迁移到阳台小菜园中。这需要学生考虑菜的类型、种植的数量、种植的容器、植物所需的阳光、植物种植时日照的角度等。在设计立体小菜园时，教师可引进选种、培土、除草、施肥等种植技术，指导学生在小花盆中实践练习。在学生实际搭建立体小菜园时，教师可引进支架建构技术，教会学生用木板和钉子制作简易的立体菜园台架。多元技术的应用能辅助学生更好地参与科学探究，使学生的立体菜园更具美观性和实用性。

　　（五）应用数学知识，进行数据统计与分析

　　数学知识在科学探究活动中的应用多种多样：学生可应用几何知识设计科学创作物的形状规格；可利用统计知识汇总科学探究的数据，并加以分析……可见，应用数学知识能加强科学学科与数学学科的融合，提升学生科学探究的精准性和严谨性[5]。

　　例如，在教授苏教版科学六年级（下册）“STEM学习节能小屋”时，教材提出了“建造一座节能小屋”的任务，学生需按照教材要求，利用长度单位、几何图形等知识绘制长、宽、高分别为21 cm、21 cm、17 cm的小屋的草图，并利用长度测算工具测量模板的误差，再利用数据表格记录小屋的节能实验数据，而后进行数据分析。在这一STEM科学探究活动中，学生能应用多元的数学知识和技能来解决科学实践操作问题，从而提升跨学科学习能力。

　　四、结束语

　　综上所述，基于STEM教育理念，教师在小学科学教学中可通过布置科学探究任务、组织工程设计活动、应用多元科学技术、应用数学知识技法等方式加强科学、工程、技术、数学等学科的融合，从而提升小学科学教学的有效性。展望未来，教师还需基于STEM教育理念，积极探索适合小学生参与的科学教学活动，以进一步培养学生的创新意识和跨学科学习能力。

参考文献

　　[1]杨力,毕思彤,苗嘉敏,等.STEAM教育理念下小学科学课程的有效实施研究:以《声音的传播》为例[J].江西化工,2023,39(4):110-113.

　　[2]金玉燕.STEM教学法,小学科学教学的新抓手[J].科学咨询(教育科研),2023(1):204-206.

　　[3]潘立军,毛巧利,赵伟,等.全息虚拟技术在融入STEM教育的小学科学中的实践研究[J].郑州师范教育,2022,11(6):53-56.

　　[4]于全玲.如何在小学科学教学中融合STEM教育[J].华夏教师,2022(18):79-81.

　　[5]韦飞.STEM教育理念下的小学创客社团建设与活动探析[J].甘肃教育研究,2022(5):12-15.