基于 STEAM 教育理念的小学科学实验课程设计与实践

引言

基础教育阶段广泛关注 STEAM 教育理念的趋势日益明显，尤其是在强调综合素养及跨学科能力培养的大背景下，其重要意义愈发显著。STEAM 是由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）各单词首字母组成的缩写，聚焦多学科聚合、实践探索与创造性思维的协同提升。小学时段是学生认知结构初步搭建及创新意识萌发的关键节点，把 STEAM 教育理念融入小学科学实验课中，不仅可激发学生的学习志趣，还可增强他们的实践能力与系统思维能力。本文针对“基于STEAM 教育理念的小学科学实验课程设计与实践”展开探索性探讨，着力探究一套具有推广性的教学策略与实践路径。

一、小学科学实验课程与 STEAM 教育理念的契合性分析

（一）知识体系的融合性

小学科学课程涉及物质、生命、地球、技术等，与STEAM 内的S、T、E、M 密切挂钩。采用跨学科融合途径，可以把原本碎片化的知识点整合为具有逻辑架构的知识网络，增强学生的综合能力，

（二）学习方式的探究性

STEAM 教育倡导“做中学真知”，提倡通过问题导向、任务驱动等方法推动学生自主探究 [1]。小学科学实验课程根本上是以实验为核心的探究式学习样式，与STEAM 教学方式天然契合度佳，

（三）能力培养的系统性

STEAM 教育聚焦创新、协作、沟通以及解决实际问题能力，而这些恰恰为科学实验课程系统性培养的核心能力。经由团队合作实现实验项目，利于学生在实际活动中形成科学思维与协作精神。

二、小学科学实验课程的设计原则

（一）跨学科整合原则

课程设计要拆穿学科壁垒，让科学、技术、工程、艺术、数学实现有机化整合。若开展“环保水循环装置”设计实验，可融入科学原理、工程框架、艺术造型及数学衡量等多个方面，

（二）项目导向与任务驱动原则

以学生感兴趣及实际生活中的问题为起始点。经由安排任务或项目，调动学生的探究活力，如“如何凭借太阳能让鸡蛋煮熟”的项目式实验活动，

（三）实践性与创造性相结合原则

关注实验的规范操作与结论核实，还要鼓励学生对实验方案做个性化改进与创意延伸，引领其自主规划实验装置、记录方式、数据处理途径等，

（四）层次性与发展性原则

教师考虑到学生年龄及认知程度，规划难度不断增加、深度不断加深的实验内容 [2]。低年级主要聚焦感知和动手操作体验，高年级会引入设计、推理、评估这类高层次认知活动。

三、基于 STEAM 教育理念的小学科学实验课程实践路径

（一）课程主题选择与资源整合

在小学科学教学期间，选择与学生生活紧密相连的主题，有利于激发学习的热情，强化科学素养根基。以科教版《土壤——动植物的乐园》为例，教师可围绕“土壤中的生命活动”这一核心主题，优选“净水实验”“风能小车”“植物生长与环境”等主题做进一步延展。经由整合学校现有的实验器材、借助社区花园和农田等资源，以及去互联网查找图文资料，扩充课程实施的基础支撑，使学生在真切情境中开展探究活动。

学习土壤过滤作用这个阶段，教师可策划“自制净水器”实验，引导学生采用沙土、石子等材料去模拟土壤过滤情形，又结合社区环保主题，探究不同土壤对水质的净化功效，探讨生活污水处理背后的科学原理。这不仅完成了课程内容的落实，还优化了学生处理问题的能力及环保意识，实现科学知识生活转化及探究活动本土扎根。

（二）实验过程中的协作与引导策略

在小学科学教学工作中，组织小组合作实验对学生掌握科学知识有益，更可在实践中提升团队合作意识和科学表达能力。以科教版《做一个指南针》为例，教师可协助学生在小组内把分工明确，如材料准备工作、操作记录事宜、结果汇报事项等，鼓励他们在合作中思索与沟通。教师应成为“引导者”及“促进者”形象，考虑每位学生的学习风格及动手素养，适当地给予支撑与鼓励，帮助学生在合作当中发现自我价值与成就感。

在制作指南针这一实验当中，教师首先引领学生掌握磁性与地理方向的基础常识，而后组织分组实验，由小组成员分工完成磁化针、浮载装置制作及实验观察的记录。实验结束后，各小组亮出所获成果，并以口头形式分享制作期间碰到的问题及解决办法，教师在恰当时候点评引导。该方法不光提升了学生的科学实践能力，还促进其表达能力跟团队协作意识同时提升。

（三）评价体系的构建与优化

在小学科学教学实施阶段，构建多元化评价体系可以全面把握学生学习情况，助力其知识、技能及思维能力协同成长。以科教版《观察一瓶水》为例，评价内容可包括学生对水的状态变化、溶解性等科学知识的掌握情形。观察与实验操作的合规性，在活动中提出新问题的能力，也包含与同伴合作、沟通的表现 [3]。教师可凭借学习过程档案记录学生的实验记录及思维导图，采用作品展示和口头汇报等形式进行综合考评。

在《观察一瓶水》的教学实施阶段，学生分组去观察瓶中水的形态、杂质、气泡等现象，并归档至个人学习档案中。依靠小组沟通和全班汇报的模式，互换各自的观察角度与思考结果，教师按照学生观察深度、语言表达、合作交流等情况进行多维度评判，并非只关注结论的对与错，还关注学生的探索过程与创新成果。此种评价途径更可激励学生自主思索，带动其在科学素养方面的全面进步。

总结：

综上所述，基于 STEAM 教育理念而设的小学科学实验课程，是多元融合、实践主导的教学模式，它不但拓宽了学生的知识范畴，更提高了其实际操作能力与综合素养。课程设计应当聚焦学科整合、问题引领和学生的主体性，经由科学适宜的教学安排和有效的资源聚合，带动小学科学教育达成高质量发展。未来需在教师培训、课程资源开发以及教育评价体系构建等方面进一步加大投入力度，推动STEAM 理念真正落地扎根。

参考文献：

[1] 杨怿 , 颜小芳 , 边杨婷 , 等 . 基于新课标的小学科学课程 STEAM理念教学实施探讨——以小学科学物理部分”自制弹簧测力计”为例 [J].湖北师范大学学报（自然科学版）, 2024, 44(2):114-118.

[2] 陈婉婷 .STEAM 教育理念下小学《科学》课程的设计与实践—以《弹簧测力计》为例 [J]. 学生·家长·社会：学校教育 , 2021(1):0120-0121.

[3] 何宝德.STEAM 理念下的小学科学探究性实验教学实践研究[J]. 互动软件 , 2023(5):4621-4622.