融合STEM教育理念的課程設計

〔摘" "要〕" 隨著科學技術的迅速發展，STEM教育理念在小學科學教育中的應用日益受到重視。小學是培養學生科學素養的關鍵階段，融合STEM教育理念的科學課程設計能夠促進學生創新思維與實踐能力的發展。采用問題驅動、實驗探究及現象分析等方法教學，能夠讓學生建立完善的知識體系，形成科學探究習慣。此類課程設計注重學科間的有機融合，能使學生在解決實際問題的過程中自然地整合多學科知識，從而培養其科學思維與創新能力，為學生的全面發展奠定基礎。

〔關鍵詞〕" 小學科學；STEM教育理念；課程設計；探究式學習；學科整合

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）16" " 0070-03

隨著科學技術的飛速發展，STEM教育已成為當前教育改革的熱點。STEM教育強調學科間的融合與實踐應用，旨在培養學生的創新思維與解決問題能力。小學階段是科學啟蒙教育的關鍵期，學生的好奇心與探究欲望處于最佳發展時期，然而傳統的科學教育模式往往側重于知識傳授，忽視了學生的探究體驗與實踐能力培養。小學科學課程設計應順應教育發展趨勢，將STEM教育理念融入教學過程中，構建從觀察到理解的完整學習過程，使學生在親身體驗中建構知識，發展科學思維與創新能力。

一、STEM教育理念與科學課程的融合

將STEM教育理念與小學科學課程相融合是當前教育改革的重要方向，兩者在培養學生科學素養方面具有共同目標，為優化科學教育提供了新思路。STEM教育強調科學、技術、工程與數學四個學科的有機整合，通過跨學科知識融合、問題導向學習、動手實踐與團隊合作培養學生解決實際問題的能力。小學科學課程則注重啟發學生的科學興趣與思維，其內容源于日常生活經驗，貼近學生的認知水平，主要通過實驗探究引導學生發現規律。然而，當前的科學課程面臨學科割裂、教學方式單一、實驗資源不足以及評價體系不完善等挑戰。兩者的契合點體現在：將以學生為中心的理念和生活情境作為共同的教學資源，將實驗探究作為共同的教學方式，以跨學科思維及創新能力培養作為共同目標和共同價值追求。這些契合點為STEM教育理念與小學科學課程的深度融合提供了堅實基礎，有助于構建更全面高效的科學教育體系。

二、融合STEM教育理念的科學課程設計實踐探索

科學課程設計是STEM教育理念在小學教育中落地的關鍵環節，以教科版科學三年級上冊“水到哪里去了”為例，其通過水的狀態變化這一自然現象引導學生展開探究。該課程設計緊扣生活實際，運用問題驅動與實驗探究等方法，促進學生在動手實踐中建構知識體系。科學課程設計需要明確課程目標，設計合理的教學方法，規劃有效的實驗過程，實現多學科知識的整合，從而全方位培養學生的科學素養與創新能力。

（一）課程目標與內容分析

該教學內容目標涵蓋了知識、能力及情感態度價值觀三個維度。在知識層面，課程旨在引導學生理解水的蒸發與凝結現象，認識水的三態變化規律及其在日常生活中的應用。課程內容從“聚焦”環節開始，提出“水是否有其他形態”的問題，引發學生思考。通過對日常現象的觀察（濕布擦黑板后變干或晾曬衣物等），學生逐步積累關于水態變化的生活經驗。課程選取水的蒸發與凝結這一科學現象作為核心內容，既貼近學生生活實際，又蘊含豐富的科學原理。在能力層面，課程注重培養學生的觀察能力、實驗設計能力和數據分析能力，通過設計杯中水量變化與塑料盒凝結水滴的實驗，使學生在實踐中建構知識。在情感態度價值觀層面，課程培養學生的科學探究精神與環保意識，通過理解水循環原理，增強學生對水資源保護的認識。

（二）問題驅動的教學方法設計

該教學設計采用問題驅動的教學方法，通過精心設計的問題情境激發學生的學習興趣與探究欲望。課程一開始就提出“水是一種液體，沒有固定的形狀但有一定的體積，水還可能有其他的形態嗎？”這一核心問題，引導學生思考水的其他可能存在形式，教師通過引入日常生活中的現象，如用濕布擦黑板后布變干了以及晾曬衣物等，讓學生思考“水去哪了”的問題。這些問題設計緊密聯系學生的生活經驗，符合學生的認知發展水平，使學生能夠從已有經驗出發進行探究。問題的設置遵循從具體到抽象以及從現象到本質的認知規律，如從觀察杯中水量的變化，到思考“怎樣解釋兩個杯子出現的不同現象？依據是什么？”再到比較水與水蒸氣的相同點與不同點。這種層層遞進的問題設計，使學生在思考與探究中逐步形成對水態變化的科學認識。在整個教學過程中，問題始終是驅動學生學習的核心要素，促使學生主動思考與積極探究。

（三）實驗探究的過程設計

實驗探究過程設計應科學合理，注重學生的親身參與和實踐體驗。課程設計了兩個主要實驗：一個是比較有蓋與無蓋杯子中水量變化的實驗，另一個是觀察透明塑料盒內水滴形成的實驗。在第一個實驗中，學生向兩個大小相同的杯子里加入等量的水，標出水的高度，然后用塑料薄膜蓋好其中一個杯口并用橡皮筋固定，把它們放到通風與向陽的位置，2～3天后觀察兩個杯子中水量的變化。這一實驗設計簡單可行，材料易得，操作步驟清晰，使學生能夠通過對比實驗理解水的蒸發現象。在第二個實驗中，學生將透明的塑料盒倒扣在地面上，放置一段時間后觀察盒中的變化，通過觀察盒內壁上形成的水滴，學生能夠直觀地認識水的凝結現象。這兩個實驗相互補充，一個證明水的蒸發，一個證明水蒸氣的凝結，共同構成對水態變化的完整認識。在實驗過程中，教師引導學生提出問題，設計方案，進行實驗，觀察現象，分析數據，得出結論，培養學生的科學思維與實驗能力。

（四）學科整合的實現途徑

在課程設計與實踐過程中，應依據STEM教育理念中的學科整合特點，將科學、技術、工程、數學知識自然融合。在科學知識方面，課程涉及水的物理狀態變化與蒸發以及凝結的條件等內容，可幫助學生理解自然現象的科學原理。技術知識的融入體現在實驗設計中，如使用塑料薄膜與橡皮筋密封杯口，利用透明塑料盒觀察水滴形成等，可讓學生了解簡單的技術工具與使用方法。工程思維在實驗設計環節得到體現，學生需要思考如何設計實驗裝置，如何控制變量，如何提高實驗的準確性。數學知識的運用反映在學生需要標記水位高度比較水量變化方面。這些，都涉及測量與數據處理的數學知識。課程還與語文學科相結合，學生需要描述實驗現象，解釋實驗結果，表達自己的想法。這種多學科知識的整合，使學生在解決“水去哪了”這一問題的過程中，自然而然地運用各學科知識，培養了跨學科思維與綜合應用能力。這種整合并非刻意為之，而是圍繞探究問題自然展開，避免了人為割裂的弊端。

三、融合STEM教育理念的科學課程設計推廣與發展

STEM融合科學課程設計的成功推廣與發展需要從學校特色出發，建立系統化的推廣機制。在推廣過程中，應重視實施難點的識別與突破，為師生提供必要的支持與指導。同時，建立長效機制是確保STEM融合科學課程持續發展的關鍵，需要多方協同努力形成合力。通過校本推廣與難點突破以及長效機制建設，STEM融合科學課程將在小學科學教育中發揮更大作用。

（一）STEM融合課程設計的校本推廣

校本推廣是STEM融合科學課程落地生根的重要途徑，學校可根據自身特色與資源條件，制定符合實際的STEM融合課程推廣計劃。校內可組建STEM教育研究小組，定期開展教研活動，分享優秀案例與經驗；學校領導應提供必要的政策支持與資源保障，鼓勵教師參與課程開發與實施；學校還可利用開放日與科技節等活動展示STEM融合教學成果，激發全校師生參與的積極性。家校合作也是推廣的重要環節，邀請家長參與相關活動，可使STEM教育理念得到家庭支持與延伸。通過多種推廣途徑的有機結合，形成全方位多層次的校本推廣體系，使STEM融合科學課程能夠適應不同學校的特點與需求，真正融入學校教育實踐，為學生的全面發展服務。

（二）STEM融合課程實施的難點突破

在STEM融合課程實施過程中存在多方面難點，需要有針對性地采取措施加以突破。其中，教師專業能力不足是核心難點，許多教師缺乏跨學科教學經驗，對STEM教育理念理解不深。解決方法是，通過專題培訓與名師引領以及跨學科教研活動提升教師專業素養。學生學習方式轉變也面臨挑戰，從被動接受知識轉向主動探究需要時間來適應。教師可通過精心設計的引導性問題與實驗活動，逐步培養學生的探究習慣與能力。課程資源不足也制約著實施效果，可通過整合校內外資源、利用簡易材料自制實驗器材和開發數字化資源等方式緩解。評價方式單一導致教學導向出現偏差，應構建多元評價體系，關注學生在探究過程中的表現與能力發展。實現難點突破需要學校、教師、學生以及家長等多方共同努力，通過系統性的解決方案，為STEM融合課程的順利實施創造有利條件。

（三）STEM融合課程設計的長效機制建設

建立STEM融合課程的長效機制是確保其可持續發展的制度保障。在學校層面，應將STEM教育納入學校發展規劃，建立常態化的課程開發與實施機制；教研組織應進行系統化與制度化建設，定期開展STEM教育研討、經驗分享和成果展示。在教師層面，需建立專業發展機制，將STEM教育能力納入教師考核指標，鼓勵教師持續學習與創新。資源保障機制是長效發展的物質基礎，學校應設立專項經費，配備必要的實驗設備與材料。質量監控機制能夠及時發現問題并加以改進，可通過學生學習效果評估、同行教學評價以及社會反饋等方式實現。區域協同發展機制有助于整合優勢資源，可建立區域聯盟共享優質課程資源與教學經驗。長效機制建設需要從頂層設計出發，統籌規劃分步實施，確保STEM融合課程能夠持續健康發展，為培養創新型人才提供有力支持。

融合STEM教育理念的科學課程設計是當前教育改革的重要方向，STEM教育理念與小學科學課程的深度融合，能夠有效提升學生的科學素養與創新能力。科學課程應立足于學生的生活經驗，通過精心設計的問題情境與實驗活動，引導學生在探究中建構知識，發展科學思維。在未來的課程改革中，需要進一步促進學科間的深度融合，創新教學方法，優化評價體系，構建更加開放創新的科學教育生態。這種融合不僅能夠激發學生的學習興趣，同時能夠培養學生的綜合素質，為其未來的發展奠定堅實基礎。

參考文獻

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