摘要:STEM教育融合科学、技术、工程及数学等学科内容，为学生创造了开放探究的学习环境，能够促进学生核心素养的全面发展。基于此，本文以小学科学课堂教学设计为研究对象，采取案例分析等方法，对STEM视野下小学科学课堂的跨学科教学策略进行研究，并从以下几个方面提出参考建议：融合多学科内容，合理设计探究项目；巧妙设计课堂问题，促使学生思考探究；加强项目指导，帮助学生突破学习难点；组织课堂展示，评价跨学科学习成果。

　　［关键词］STEM,小学科学,跨学科,教学实践

　　STEM是指由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等学科共同构成的跨学科教育模式。在STEM视野下，小学课程强调知识跨界、场景多元、问题生成、批判建构、创新驱动，既体现出课程综合化、实践化、活动化的诸多特征，又反映了课程回归生活、回归自然的诉求。科学是小学阶段的一门综合性基础课程，具有明显的实践性，且在引导学生跨学科学习方面有着重要的优势。基于此，在新课程改革的背景下，小学科学教育工作者可以从STEM视角出发，探索科学课堂的跨学科教学实践策略，为学生全面发展创造良好的环境。

　　一、融合多学科内容，合理设计探究项目

　　STEM课程是一种项目式学习，需要通过设计指导来提升学生解决实际问题的能力。小学科学课程中的内容十分适合教师开展STEM教学，也有利于学生开展跨学科学习。因此，教师要以教材为基础，融入工程、技术、数学等多学科内容，设计成丰富的STEM项目，并充实项目内容，设计具有探索价值的学习任务，驱动学生以饱满的状态参与学习，实现对多学科知识的融合探索。

　　例如，在学习了“声音”的相关知识后，学校STEM项目组设计了将艺术素养与科学探究相结合的“玩转弦乐器”项目。“玩转弦乐器”融入了科学、工程、音乐、美术、语文等学科知识，以“探索制作弦乐器”为驱动任务，让学生在跨学科的探索中，熟悉弦乐器的相关知识，包括分类、结构、弹奏指法、调音等，同时引导学生利用生活中常见的物品，制作出能演奏美妙旋律的乐器，以启发学生的创新思维，提升学生的动手能力、合作能力。

　　项目主要包括以下四个内容：

　　第一，项目启动课“声入人心”。启动课包括“听声辨乐”、介绍弦乐器、学生古筝演奏展示等学习活动，以及探究任务：（1）组装并优化弦乐器尤克里里；（2）制作其他不同类型的小乐器；（3）尝试和其他同学组建一个弦乐队。任务驱动学生的好奇心与探索欲望，并为后续课程做好铺垫。

　　第二，项目体验课“弦乐器原来是这样的”。体验课包括“探索尤克里里的结构及特点”“弹奏尤克里里”等活动，学生在活动中了解以尤克里里为代表的弦乐器的结构，并在拆解和组装的过程中提高认识，同时在音乐教师的指导下弹奏《小星星》，了解弦乐器发声的原理。

　　第三，设计与制作课“乐器DIY”。设计课主要包括：（1）利用丙烯颜料在不同材质上绘制尤克里里，在音乐的氛围中，探索色彩搭配原理，体验设计的原创性和独特性；（2）设计属于自己的小乐器，寻找生活中的材料，设计能够弹奏的弦乐器。学生根据设计稿初步创作自制小乐器，并在小组合作下、教师指导下进行修改调整，充分锻炼了动手能力。

　　第四，汇报课“DIY乐器大比拼”。本课的主要任务是考核学生的项目学习成果，组织学生介绍自己动手制作的小乐器，并进行演奏，最后评选出优胜者。学生在展示中梳理了STEM课程中跨学科学习体验，得到了成就感，并且在评价中获得了充分的认可和激励。

　　综上，在STEM视野下，教师融合多学科内容，合理设计探究项目，为学生探索学习创造机会。项目包含了丰富的学习活动和探究任务，学生在体验、学习、设计、制作等过程中，潜移默化地接受了多学科知识，也完成了项目的要求，从而实现了综合发展。

　　二、巧妙设计课堂问题，促使学生思考探究

　　发现问题、分析问题并解决问题是学生提升科学素养的重要途径。在STEM视野下小学科学跨学科学习中，教师应合理设计课堂问题，让学生持续思考，实现动手和动脑并进，提升思维品质、发展解决问题的能力。

　　例如，在学习了“运动”的相关知识后，某学校STEM项目组设计了跨学科项目“轮子”。项目以科学知识、技术技能为基础，要求学生通过工程技术、数学知识的运用，在不断试错中大胆创新、优化解决问题的方案，最终解决问题，完成作品。在课堂指导中，为了启发学生思考，促使学生展开实践探索，教师将问题贯穿于项目实施的全过程。

　　第一，课堂导入环节。教师提出问题：同学们是通过什么交通工具到达学校的？有的学生回答“汽车”，有的学生回答“电瓶车”，有的学生回答“自行车”。教师根据回答，引导学生发现这些交通工具的共同特点——都有轮子。接下来，继续提问：关于轮子，你知道什么？什么样的轮子滚得远？学生结合生活经验和学科知识纷纷给出自己的回答。这样的问题源于生活情境，学生对交通工具较为熟悉。由交通工具引发的思考，符合学生搭建知识框架的规律，这对学生后续工程思维、动手能力的提升有着重要的启发价值。

　　第二，知识准备环节。教师设计驱动性问题一：轮子为什么都是圆的？方形轮子会怎么样？其他形状呢？学生通过小组合作给出答案：圆形是没有角的，方形有角，滚的时候就会一卡一卡，车子也会一上一下；就算是没有角的椭圆形，车子也会一上一下，滚不稳。驱动性问题二：轮子由哪几个部分组成？各部分有什么作用？学生回答：轮子由轮胎和轮毂组成，轮毂把轴和轮胎连接起来；辐条能把轮胎支撑起来。

　　第三，技术准备环节。教师设计驱动性问题三：怎样用轮子测量距离？学生展开实践活动，用测距轮来测量不同对象的距离，并给出测量结果。驱动性问题四：如何切割木棍？学生通过操作认为可以用小钢锯来切割。这样的问题设计给足了学生思考与合作的空间，让学生通过回答问题，突破知识和技术上的难关，为后续实践做好准备。

　　第四，设计制作环节。教师提出核心问题“怎样的轮子滚得更远？”后，组织各小组讨论、绘制设计图、制作轮子模型、测试滚动距离、迭代升级。在实践活动中，教师设计相应的问题，引发学生对设计方案的批判性思考，并不断优化设计方案和制作方法，同时教师为各小组提供互动交流的机会，引导学生之间相互提问，再一次激发思维火花，并在彼此的质疑和建议中，对各自的作品进行调整优化，完成设计任务。

　　综上，在这一教学设计中，教师利用与现实生活相关的问题，引发学生的思考和交流，并在问题的基础上，给予学生进行STEM项目学习的机会，促使学生融合科学、数学、设计、工程等学科知识和技能来解决问题，提升能力。

　　三、加强项目指导，帮助学生突破学习难点

　　跨学科教学过程比较复杂，学生由于认知发展、实践能力的限制，对如何解决项目问题常常是一头雾水。对此，在STEM视野下，小学科学教师要及时进行指导，一方面从知识、技能方面给予帮助，促使学生突破难点，顺利完成任务；另一方面基于情感上的支持，让学生在正向鼓励中形成强烈的探究动力，提升自信心，进而更好地完成STEM跨学科项目。

　　例如，在学习了“机械和工具”的相关知识后，某学校STEM项目组融合科学、数学、信息技术、工程等学科知识，设计了以“智能水车”为主题的跨学科项目，引导学生利用乐高设计和制作智能水车模型，并在此基础上不断完善作品、模拟稻田灌溉的过程，进而培养学生的设计和搭建能力、乐高编程能力、小组合作能力和创新能力，发展学生的核心素养。

　　在STEM项目实施过程中，为强化学生跨学科学习效果，教师充分发挥主导作用，对学生进行了全过程指导。具体来讲：

　　第一，明确项目学习目标，指导学生探索方向。在项目开始前，教师结合STEM特点，为学生讲解了项目学习目标。（1）科学目标：认识水车外形构造及其传动结构，了解水车灌水的原理。（2）技术目标：能够根据设计方案安装电机、传感器代替人力劳动，完成智能灌水设备的结构安装；能够根据制作好的智能水车结构设计程序，实现智能灌水。（3）工程目标：能够根据稻田灌溉的要求，研讨并形成“智能水车”的设计方案，搭建结构，调试程序；会评估同伴的设计作品并提出改进方案。（4）数学目标：能够测算水车灌溉所需的履带长度及上下高度差，以及电机传动所需的齿轮数。在教学目标的指导下，教师组织开展针对性学习活动，规范学生的学习行为，促使学生紧紧围绕目标展开实践，完成项目要求。

　　第二，参与探究过程，提升学生探究学习效果。教师首先提出核心问题：水车在稻田灌溉中起着重要的作用，但传统的农具水车费时费力，作为新时代的小学生，我们是否能运用现代科技手段，将这些水车进行改进，运用到我们学校的稻田灌溉中，使之更加省力与智能呢？利用问题与学生展开互动，然后组织了头脑风暴、阐述制作等活动。所有的活动都是以小组为单位开展的。在各组探究学习中，教师主动参与其中，并在设计方案、论证和修改方案、选择合适的材料、制作模型、测试模型、展示评价等环节给予指导，促使组员互相帮助、相互启发，实现群体性知识建构，并培养学生的动手能力和团队协作能力，保证各小组项目探究效果。

　　第三，渗透情感教育，鼓励学生突破难关，增强学生学习成就感。当学生在实践探究中遇到困难时，教师给予充分鼓励，并通过沟通，与学生共同探究困难背后的原因，进而辅助学生完成突破，激发学生的自信心，培养学生养成良好的科学探索态度，进而跨越学科界限，从多学科知识综合应用的角度解决实际问题，发展核心素养。综上，在STEM跨学科探索中，教师贯穿全过程的教育指导让学生获得了有效的辅助，进而在知识、技能以及情感层面实现了全面提升。

　　四、组织课堂展示，评价跨学科学习成果

　　在STEM视野下小学科学课堂的跨学科教学实践中，教师应重视展示与评价环节的设计，为学生创造展示成果的机会，也让学生的学习成果得到客观全面的评价，以引导学生进一步发展。

　　例如，在学习了“生物与环境”的相关知识后，某学校STEM项目组融合多学科知识设计了“生态防鸟装置”这一学习项目。项目要求学生代入农业工程师的角色，根据鸟类的相关习性，研究设计和制作生态防鸟线，并衍生出更多的生态防鸟方案，形成一个完整的生态防鸟系统。

　　为推动项目的有效实施，教师安排了如下任务：（1）了解并整理鸟类的相关习性。（2）防大鸟生态装置。（3）防麻雀生态装置。（4）测试自己设计的生态防鸟装置。学生通过小组合作，并在教师的指导下展开实践，探索不同学科的知识，并完成生态防鸟装置的设计这一核心任务。接下来，教师搭建展示平台，要求各组利用图片、视频、实物来展示所制作的生态防鸟装置。

　　在展示过程中，教师明确了各组需要汇报的内容：（1）小组在制作过程中是怎样进行分工的？（2）小组制作的生态防鸟器最大的亮点是什么？（3）制作过程中，遇到了什么难题，如何解决的？（4）这次设计活动中，小组有哪些收获？根据各组学生的展示结果，教师组织评价，让各组学生根据“文字及图画设计”“制作”“不伤害鸟类”“能有效驱鸟”“分工合作”“能介绍自己的驱鸟器”这几项标准以及具体的要求进行打分，其中优秀5分、良好3分、合格1分。最后，根据小组自评、小组互评以及教师评价的汇总结果，确定各组项目成果。

　　综上，通过展示活动，各组都获得了积极的学习体验，同时在多元化标准下评价项目成果，能够让评价结果更客观、更公开，也更利于学生的综合发展。

　　总之，STEM视野下小学科学课堂的跨学科教学，能够培养学生的实践能力，锻炼学生的逻辑思维与创造力，发展学生的核心素养，奠定学科基础。上文结合小学科学STEM设计案例对跨学科教学策略提出了几点建议，为相关研究提供参考，但其中依然存在诸多不足。因此，随着新课程标准的落实，教育工作者应进一步加强教研，继续从课堂优化设计的角度，研究STEM教育在小学科学课程中的渗透，并不断积累教学经验，以推动课程改革的不断深入。

参考文献：

　　[1]王玲.基于STEM教育视野下的小学科学课堂的跨学科融合[J].学苑教育,2022(36):32-33+36.

　　[2]张金玲.STEM视野下小学科学课堂的跨学科教学方法探究[C]//中国管理科学研究院教育科学研究所.2022教学发展网络研讨会论文集（一）,2022:3.

　　[3]吴逢高,滕海川.开启培养未来创新人才的新探索——STEAM视野下小学科学课堂教学的跨学科教学设计实践研究[J].中国科技教育，2019(6):62-64.