2022年，《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》發(fā)布，明確了科學(xué)課程的目標是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，主要包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責任四個方面。新課改后的科學(xué)課程，不再局限于掌握知識，而是圍繞這四個核心素養(yǎng)進行，以鍛煉科學(xué)思維為根本。

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新課標，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升提出了新的要求。應(yīng)用STEM理念對小學(xué)科學(xué)的教材設(shè)計進行創(chuàng)新，能夠進一步促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展和提高，具有多方面的現(xiàn)實價值。

STEM理念對科學(xué)教材設(shè)計的必要性

對新課改方針的訴求來講，教學(xué)目標更多關(guān)注的是對學(xué)生的自主學(xué)習能力和實踐創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，同時也對學(xué)科之間的融合教學(xué)提出了要求，充分利用STEM教學(xué)理念和科學(xué)教材的融合，能夠進一步促進教育方法和教學(xué)理念實現(xiàn)優(yōu)化和提升，從而更好地滿足小學(xué)新課改的政策要求。

為了實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習能力的進一步提升，STEM理念在科學(xué)教材中的應(yīng)用就變得更為重要。教材并不是知識的閉環(huán)式匯總，它應(yīng)該更多地提供探究和創(chuàng)新的可能性，因此，利用STEM學(xué)科融合的理念創(chuàng)新教材中的實驗設(shè)計，能夠進一步幫助學(xué)生拓展思維能力，激發(fā)他們深度研究和思考的動力。

STEM理念下，怎樣優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教材

注重聯(lián)系實際。小學(xué)階段，學(xué)生的認知模式和思維方式并不成熟，對科學(xué)學(xué)科中的抽象概念的理解不容易深入，傳統(tǒng)的科學(xué)教材設(shè)計對學(xué)生的認知與實際生活的聯(lián)系程度不夠，這就導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生偏離較遠，限制了小學(xué)階段科學(xué)教學(xué)工作的開展。為了解決這一問題，教材的開發(fā)應(yīng)該注意從以下幾個方面入手。第一，這一階段的學(xué)生普遍對外界事物存在著好奇心，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生通過自主觀察實現(xiàn)思考深度的拓展。例如，在《巖石和土壤》的教學(xué)單元中，教學(xué)的重點是認識不同地質(zhì)條件下土壤和巖石的形成條件，因此在編寫教材時需要注意設(shè)置觀察任務(wù)，可以安排學(xué)生在課堂上對不同巖石進行觀察，給予課堂實踐以一定的指導(dǎo)，并引導(dǎo)學(xué)生在觀察后對不同的觀察對象進行記錄和對比，培養(yǎng)他們細致觀察的科學(xué)探究素質(zhì)。第二，傳統(tǒng)科學(xué)教材設(shè)計的另一個不足是語言過于晦澀難懂，學(xué)生在閱讀教材時會出現(xiàn)因為文本解讀而產(chǎn)生的疑惑。因此，在編寫教材的過程中，編寫組需要考慮到小學(xué)階段學(xué)生的年齡特點，一方面降低語言表達的晦澀程度，增加更加具象化的圖像表達，提高學(xué)生的閱讀興趣，例如在《運動與摩擦力》的教材設(shè)計中，編寫組應(yīng)該利用圖解的設(shè)計，讓學(xué)生能夠通過更直觀的解釋和說明，理解摩擦力的產(chǎn)生和種類，為以后的物理力學(xué)學(xué)習奠定認知基礎(chǔ)；另一方面應(yīng)該認識到小學(xué)階段科學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)性和概括性特點，要避免過于專業(yè)的和抽象的知識的雜糅，這樣不僅會加重學(xué)生的學(xué)習負擔，還會導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的實際應(yīng)用價值不大。

增加探究實驗的項目

小學(xué)階段的學(xué)生普遍存在好學(xué)好動的特點，這一時期，利用豐富的實踐活動，可以有效加深他們對相關(guān)概念的認識，因此在教材的編寫過程中，需要重視課后的實驗設(shè)計，為課堂教學(xué)提供指導(dǎo)。首先，教材中的實驗設(shè)計應(yīng)該具備一定的趣味性，從而激發(fā)學(xué)生的實踐興趣，促使學(xué)生運用已有的知識進行探究。例如，在《聲音的強弱和高低》這節(jié)課的教材設(shè)計中，可以編寫出應(yīng)用直尺等教學(xué)器材進行簡單的樂曲演奏的實驗項目，幫助學(xué)生對聲音的傳播產(chǎn)生深層次的理解。其次，實驗探究的設(shè)計要注重與生活實際之間的結(jié)合，使得學(xué)生的實驗取材更加方便，進一步彰顯出科學(xué)學(xué)科的魅力，例如在進行《食物在口腔里的變化》這一節(jié)的編寫時，實驗設(shè)計可以指導(dǎo)學(xué)生通過米飯和饅頭的咀嚼過程親身體驗它們的味道和形態(tài)的變化，再利用圖解的方式對食物的消化原理進行解釋，幫助學(xué)生直觀地感受這一抽象的過程。

促進學(xué)科之間的融合。STEM理念最大的特點就是對學(xué)科間融合的重視，而小學(xué)的科學(xué)作為一個綜合性極強的學(xué)科，能夠更好地將STEM的融合性理念體現(xiàn)出來。一方面，學(xué)科間的融合主要是促進學(xué)生現(xiàn)有的認知之間的融合，并不代表教材的編寫應(yīng)該融合高年級組的概念和知識，而是要符合教學(xué)對象的認知規(guī)律，不宜給學(xué)生強制灌輸過于復(fù)雜的知識和信息；另一方面，小學(xué)科學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，其中包含著對宇宙科學(xué)、生物科技、數(shù)理知識等方面學(xué)科知識的融合。因此，在教材的開發(fā)和設(shè)計過程中，需要注重突顯不同的專業(yè)知識，幫助學(xué)生建立不同的學(xué)科基礎(chǔ)。例如，在《電路》單元設(shè)計中，教材的編寫需要對一些常用的物理電學(xué)概念進行整合，幫助學(xué)生建立初步的電學(xué)認知，讓學(xué)生能夠精確地識別出電路系統(tǒng)中的電源、用電器等不同的組成部分；而在《植物的生長變化》單元設(shè)計中，教材則要更多地針對細胞的分裂過程進行簡化，幫助學(xué)生理解生物生長的基本過程，從而為以后的生物學(xué)習打下基礎(chǔ)。

配套教材相關(guān)的服務(wù)。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動下，為了進一步保證教材的實際應(yīng)用價值，在編寫和設(shè)計階段一定要提高對配套服務(wù)的重視?？梢詮囊韵聨讉€層面實現(xiàn)對教材服務(wù)的探索，進一步為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的開展提供支持，滿足學(xué)生個性化、多元化學(xué)習的需求。

首先，利用微課、慕課等新型的知識講解方式。其中，微課是指利用碎片化的教學(xué)視頻，對與課程主題相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和課件進行綜合，從而實現(xiàn)在最短的時間內(nèi)讓學(xué)生深入理解知識的目標。根據(jù)STEM教學(xué)中注重以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，應(yīng)該進一步滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習需求，提供給學(xué)生更加自由的學(xué)習空間，利用微課教學(xué)方式的融合，可以在科學(xué)概念下方設(shè)置相關(guān)的微課視頻二維碼，讓學(xué)生能夠?qū)ψ约翰欢慕虒W(xué)知識隨時進行自主探究，或在課后的碎片化時間里進行學(xué)習，進一步鞏固教學(xué)效果。以《呼吸與健康生活》一課的教材設(shè)計為例，可以插入呼吸對人體的重要性的視頻鏈接，讓學(xué)生通過直觀和具象化的講解，體會呼吸的重要意義，同時建構(gòu)更加宏觀的人體結(jié)構(gòu)認知。

其次，提供電子版的教材。傳統(tǒng)的實體教材不僅攜帶不便，并且由于紙質(zhì)版容量的限制，很多相關(guān)的知識不能夠在教材中體現(xiàn)，因此，應(yīng)用電子版的教材成了目前教材開發(fā)和設(shè)計的新方向。基于STEM理念，為了進一步幫助學(xué)生探究，為學(xué)生的概念理解提供更全面的指導(dǎo)，一方面，要注意應(yīng)用存儲量更高的電子教材，對不同的科學(xué)概念的來歷和分析進行相應(yīng)解釋，以滿足學(xué)生對科學(xué)知識的強烈好奇心；另一方面，要注意教學(xué)內(nèi)容融合的適度性，不能因為電子教材的海量特點就無限制把教學(xué)內(nèi)容充斥其中，對小學(xué)生來講，過于復(fù)雜和冗長的教學(xué)內(nèi)容會導(dǎo)致他們的排斥情緒。最后，要注意為學(xué)生提供一個綜合性的教學(xué)資源整合平臺，通過對不同的專業(yè)知識的整合來滿足學(xué)生的科學(xué)興趣和愛好，可以在教材章節(jié)末尾放置平臺鏈接，讓他們可以通過掃碼自主登錄，同時，要鼓勵教師應(yīng)用平臺資源分享優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教學(xué)課程。

為了幫助學(xué)生在小學(xué)階段實現(xiàn)動手能力、觀察能力和創(chuàng)新意識的多層次提升，小學(xué)科學(xué)的教材設(shè)計和規(guī)劃應(yīng)該重視對教學(xué)材料的選擇和活動安排的設(shè)置，進一步完善實驗項目、學(xué)科之間的融合，配套相關(guān)服務(wù)，加強與實際生活的聯(lián)系，讓學(xué)生能夠提升自身的學(xué)習興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習習慣和科學(xué)素養(yǎng)，為以后的學(xué)習生活打下堅實的基礎(chǔ)。