小学高年段跨学科STEM 教学模式提升科学探究能力的策略

引言

小学阶段是学生科学兴趣与基本探究能力形成的关键期。尤其在高年级阶段，学生已具备一定的认知能力和抽象思维能力，是科学素养启蒙的重要窗口期。然而，当前小学科学教学普遍存在课程内容割裂、探究实践薄弱等问题，限制了学生综合能力的发展。STEM 教育理念强调将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）与数学（Mathematics）有机融合，以解决现实问题为导向，倡导跨学科整合与动手实践，具有较强的教育适应性与现实价值。因此，基于 STEM 理念重构小学科学教学设计体系，不仅符合课程改革的要求，也有助于提升学生的科学探究能力，激发其创新思维和实践热情。本文将结合小学高年段的认知特点和教学实际，系统探讨跨学科 STEM 教学模式在科学探究能力培养中的策略路径与实施要点，力求为一线教师提供理论依据与实践指导。

一、跨学科STEM 教学模式的教育理念与实践价值

STEM 教育理念的核心在于学科融合与实践导向，其根本目标是通过现实世界的问题解决任务，培养学生在面对复杂情境时的整合能力与创新能力。对于小学高年段学生而言，STEM 教学模式能够打破传统单一学科的知识传授局限，将科学原理的学习与技术应用、数学模型的运用、工程设计的实践紧密结合，使学习过程更具真实意义和应用价值。在此教学模式下，学生不再只是知识的被动接收者，而是转变为学习的主动参与者和问题的探究者。通过对实际问题的观察、分析、设计与验证，学生的科学思维得到锻炼，其批判性思维与解决问题的能力也显著提升。同时，STEM 教学模式注重合作学习与交流表达，这对学生社会交往能力、团队合作意识以及语言表达能力的培养亦具有积极作用。

二、小学高年段科学探究能力发展特点与教学需求分析

小学高年段学生正处于具体运算思维向形式运算思维过渡的阶段，逻辑推理、因果分析等能力逐渐增强，具备了开展初步科学探究活动的心理与智力基础。相较于低年级学生，他们在实验设计、数据记录与现象分析等方面表现出更高的主动性与理解力，因此科学教学应给予其更多自主探究和问题解决的空间。然而，目前小学科学教学中仍存在实验内容表面化、探究过程模式化、学习情境脱离生活实际等问题，无法有效激发学生的探究欲望，也难以形成持续的学习动力。此外，部分教师科学素养与工程意识不足，教学设计缺乏系统性，导致教学活动难以实现多学科有机融合。因此，构建以学生为中心、以生活为依托的科学探究体系，成为提升教学实效性的必由之路。

三、基于STEM 理念的教学设计策略与实施路径

构建有效的 STEM 教学模式，首先应明确教学设计的核心逻辑，即围绕真实问题展开，融合多学科知识，引导学生通过探究解决实际问题。在教学设计中，可遵循“问题提出—计划制定—方案实施—成果呈现”四个阶段展开：第一阶段引导学生从生活中发现问题，激发兴趣；第二阶段组织学生进行资料查询、实验方案设计等前期准备；第三阶段开展实验操作、建模仿真或工程制作等实践活动；第四阶段组织学生展示成果、进行反思与评价。这一过程不仅促进了科学知识的理解，更加强了动手能力与合作能力的训练。在具体教学实践中，应注重材料的开放性与可操作性，优选贴近学生生活的课题，如“水的循环利用装置设计”“自制简易风速仪”等，通过丰富的感官体验，增强探究活动的真实性与成就感。同时，教师应转变角色，成为活动的引导者与促进者，而非传统意义上的知识讲授者，在学生遇到困难时及时引导，在关键节点适时点拨。

四、跨学科教学中的协同支持与评价体系构建

STEM 教学的有效实施不仅依赖教学设计本身，更需要教学支持系统的协同保障。首先，应加强校内不同学科之间的沟通与合作，构建由科学、数学、信息技术与美术等学科教师组成的 STEM 项目组，实现教学资源、课程目标与活动任务的共享与联动。其次，应结合学校实际建立实验室或创客空间，配备必要的工具与材料，为学生探究活动提供物理空间与技术支持。再次，应建立多元开放的评价体系，既关注知识掌握程度，也关注学生在探究过程中的思维能力、合作能力和创新意识等综合素养。评价方式可以采用教师评价、同伴互评与学生自评相结合的方式，注重过程性记录与反思性总结，引导学生树立科学态度与探究精神。在此基础上，学校应重视教师的专业发展，定期组织 STEM课程培训，提升教师的课程整合能力与实践教学能力，为教学质量提供保障。

五、结论

小学高年段科学教育肩负着培养学生科学素养与创新精神的双重任务。以跨学科 STEM 教学模式为路径，开展以生活现象为基础的科学探究活动，不仅有助于学生知识的整合与迁移，更能在真实的问题情境中培养其实践能力与科学思维。本文基于对小学高年段学生认知特点的分析，结合 STEM 理念提出了教学设计的基本流程与实施策略，并从课程整合、教学支持与多元评价等方面提供系统保障建议。未来的教学改革应持续推进跨学科教学资源的开发与教师素养的提升，推动 STEM 理念在小学教育中进一步深入落地，最终实现学生核心素养的全面发展。

参考文献：

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