STEM教育理念下的課程整合

〔摘" "要〕" 隨著全球教育改革的不斷深入，STEM教育理念逐漸受到各國教育界的廣泛關注。STEM教育理念強調跨學科整合，旨在為學生開展有關科學、技術、工程和數學綜合應用的教學，從而培養學生的創新思維、問題解決能力和實踐操作能力。教師在小學科學課程中引入STEM教育理念，不僅能夠豐富教學內容，還能激發學生的學習興趣，提升其科學素養。

〔關鍵詞〕" 小學科學；STEM教育理念；課程整合；實踐；反思

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0082-03

我們正處在一個全球化和科技飛速發展的時代，因此，培養具有創新能力和綜合素養的人才成為教育者們開展教育的重要目標。而STEM教育理念作為一種跨學科的教育模式，能夠將科學、技術、工程和數學進行有機融合，從而為教師開展小學科學課程教學的整合提供了新的思路和方法。本文主要探討STEM教育理念下小學科學課程整合的實踐，并對其進行積極反思，期望能夠有效地促進小學科學教育的創新與發展。

一、課程目標的整合

結合了STEM教育理念之后，小學科學課程教學的目標不再僅僅是向學生單一地傳授科學知識，而是將重心轉移到了培養學生的綜合素養和創新能力方面。因此在課程教學目標的整合中，教師要將科學、技術、工程和數學的目標有機地融合在一起，最終形成一個統一的目標體系。

以教科版科學三年級下冊“植物的生長”這一單元的教學為例，教師可以設計一個綜合性的項目，借助觀察、記錄和分析植物的生長過程等教學活動，達到培養學生科學素養、技術操作能力、工程設計思維和數學分析能力的目的。學生分組種植不同的植物，并使用溫度計、濕度計和尺子等工具定期測量和記錄植物的生長數據。同時，學生還需要以小組為單位設計一個植物生長箱，并需要考慮光照、溫度和濕度等因素對植物生長的影響。在此基礎上，他們要利用所學的數學知識，如統計和圖表制作分析植物生長的相關數據，并與小組成員交流討論撰寫出研究報告（見表1）。

二、課程內容的整合

科學和數學是兩門緊密相關的學科。在小學科學課程教學中，教師可以將數學知識和方法融入科學教學中，以此提高學生的科學素養和數學能力。以教科版科學三年級下冊“物體的運動”這一單元為例，其教學融合如表2所示。

三、教學方法的整合

（一）項目式學習

項目式學習是一種以學生為中心的教學方法，其本質是通過讓學生參與實際的項目和活動，培養學生的綜合素養和創新能力。在小學科學教學中，教師可以采用項目式學習的方法，幫助學生在完成項目的過程中學習科學、技術、工程和數學的知識和技能。例如，在“環保小衛士”這一項目中，學生需要分組調查學校周邊的環境污染情況，如噪聲污染、水污染和空氣污染等。再根據調查結果設計出具有針對性的環保方案，如減少噪聲污染的措施、凈化水質的方案以及減少空氣污染的建議。

（二）探究式學習

探究式學習的開展需要教師以問題為導向，讓學生自主探究問題，進而培養學生的科學思維和實踐能力。對于小學科學課程來說，教師采用探究式學習的方法，能夠讓學生在探究科學問題的過程中，學習到科學、技術、工程和數學的知識和技能。下面以“種子的萌發”這一探究活動為例進行分析。

環節一：提出問題

“在日常生活與課堂學習中，學生留意到植物的生長離不開陽光，那么陽光對于種子的萌發是否同樣關鍵呢？”這一疑問如同一顆好奇的種子，在學生的心中悄然種下。借助該問題，教師可引導他們進行思考——光照的有無、強弱會否對種子從沉睡到蘇醒、再到破土而出的過程產生影響？而這種對于自然現象的敏銳觀察與深度思考，正是科學探究的起點。

環節二：做出假設

基于已有的生活常識和部分植物學知識，教師應促使學生大膽地做出假設。他們推測：“光照可能對種子的萌發有著不可忽視的作用。”還有一些學生認為：“充足的光照或許能為種子萌發提供能量，加速其萌發進程。”另一些學生則猜想：“光照不足可能會延緩種子萌發，而完全黑暗的環境也許會阻礙種子正常萌發。”這些假設并非無端空想，而是需要他們結合日常觀察中植物在陽光下茁壯成長的印象，以及基于能量獲取、生命活動影響等初步認知所形成的合理推斷。

環節三：設計實驗

為了驗證自己的假設，學生需要精心設計實驗方案，即準備多組相同種類、飽滿且健康的種子（以確保實驗對象的一致性）。隨后設置不同的光照條件，當構建光照充足的環境時，學生選擇了陽光直射的窗臺區域，并且利用透明的容器盛放種子，讓陽光能毫無阻礙地照射到種子上。而對于光照不足的環境，學生采用了半透明的遮光布覆蓋容器的方式，如此可調節光線的強度，從而模擬樹蔭下等光照較弱的自然場景。對完全黑暗環境的打造則選擇了不透明紙盒，學生將裝有種子的容器嚴實地置于其中，杜絕任何光線進入。與此同時，為了保證實驗的科學性，除了光照條件之外，溫度、水分、土壤條件等其他影響種子萌發的因素均保持一致。

環節四：進行實驗

實驗期間，學生每日都會定時觀察種子的變化。在觀察的過程中，他們會仔細記錄種子的吸脹、破皮、出芽等關鍵節點，以及芽的長度、顏色、生長方向等詳細信息。針對一些特殊的現象他們還會展開討論，如光照充足組中個別種子出芽異常，學生分析可能是種子本身的差異所致。

環節五：分析數據

學生將不同光照條件下種子的萌發時間、發芽率、芽的生長長度等數據進行整理，并且繪制出直觀的圖表。而后通過對比柱狀圖中不同光照組種子發芽率的高低，以及折線圖中芽的生長長度隨時間變化的趨勢，學生清晰地看到光照充足組的種子發芽率最高，生長速度最快；光照不足組次之；完全黑暗組的發芽率則是最低的，芽的生長也最為緩慢。另外，在分析的過程中，學生還運用了簡單的數學計算，如計算發芽率的平均值，以進一步量化差異，深入探究光照與種子萌發之間的關聯。

環節六：得出結論

綜合實驗數據與觀察結果，學生得出結論：光照對種子的萌發確實有著顯著影響。借助此次探究活動，學生不僅掌握了種子萌發與光照關系的知識，更親身地經歷了科學探究的完整過程，從問題的提出到結論的得出，當中的每一步都充滿了探索的樂趣與思考深度，為其今后開展更多科學探究活動奠定了堅實基礎。

（三）合作學習

教師開展合作教學的第一步是，依據學生性格特點、學習能力以及實際動手能力等情況，將他們分成不同的小組。讓學生以小組為單位合作完成任務，此時將能提升學生的溝通和協作能力。在小學科學教學中，教師完全可以采用合作學習的方法，即讓學生在合作完成項目和活動的過程中，學習科學、技術、工程和數學的知識和技能。如在開展“機器人制作”相關活動中，學生可以按照教師的要求分成小組進行分工合作，其中有的學生負責設計機器人的外觀和結構，有的學生負責編寫機器人的控制程序，還有的學生則需要負責調試和測試機器人的性能。學生在合作過程中將相互交流和協作，進而共同解決制作中的許多技術難題，最終成功制作出一個能夠按照預定軌跡行走和完成簡單任務的機器人。

四、教學評價的整合

STEM教育理念下的小學科學課程評價，早已不再只是對學生知識和技能的評價，還需要教育者對學生的綜合素養和創新能力進行評價。也就是說在對教學評價的整合中，教師要將過程性評價和終結性評價有機地結合在一起，進而形成一個多元化的評價體系。在對上述“環保小衛士”這一項目的評價中，教師就可以對學生在項目過程中的表現、作品的質量、團隊合作能力等方面進行綜合評價，同時結合考試、作業等方式對學生的知識和技能進行評價，從而全面地評估學生的學習成果。

STEM教育理念下的小學科學課程整合，是現階段教育界中一種創新的教育模式，它能夠將科學、技術、工程和數學多學科融合，因此為小學科學教育帶來了新的機遇和挑戰。教師通過對課程目標、內容、方法和評價的整合，可以讓學生在真實的情境中進行學習和應用知識等活動，以此培養其綜合素養和創新能力。然而，STEM教育理念下的小學科學課程整合也需要教師專業素養的提升、教學資源的整合與開發、家校合作的加強和教育政策的支持。只有具備了這些條件，教育者才能更好地實現小學科學課程整合的目標，從而為培養具有創新能力和綜合素養的人才奠定基礎。

參考文獻

[1]葉荔輝.基于STEM教育理念的PBL教學模式設計與實踐研究[J].電化教育研究，2022（2）：95-101.

[2]張婉瑩.基于“科—工整合”的小學科學教學設計研究[D].重慶：西南大學，2021.

[3]劉雪婷.英國小學漢語教學融合STEM教育的實踐與探索：以倫敦貝爾蒙特小學為例[D].上海：上海財經大學，2021.

[4]吳紅.面向STEM教育的項目學習設計與應用研究：以小學科學課程為例[D].曲阜：曲阜師范大學，2019