〔摘""要〕"《義務教育科學課程標準（2022年版）》將培養學生技術和工程相關內容納入小學科學教學，倡導以跨學科教學的方式開展STEM教育。要求教師在課堂教學中突出實踐引導，強化理論與實踐相結合的教學方式，培養學生科學核心素養。本研究以青島版（五四制）三年級上冊第四單元“混合與分離”第15課《把它們分離》為例，以STEM教育理念為指導，從科學的角度讓學生了解物質特征的差異，從技術的角度使學生學會應用常見的分離工具和技術，從工程方面引導學生學會設計物質分離方案，從數學的角度讓學生學會數學記錄和分析等數學方法。在以上教學理念及教學邏輯導向下，詳細探討基于STEM理念開展小學科學整合式、多元化教學的實施策略。〔關鍵詞〕"小學科學；STEM教育理念；跨學科STEM教育理念倡導將科學、技術、工程和數學四大領域的知識與思維融于一體，形成整合性、系統性的教學新模式。在小學階段，學生的科學思維正處于啟蒙和發展時期，且小學生對動手操作和獨立探究更感興趣。新課標下的小學科學教學應以調動學生自主探究能力科學思維為主要目標、以學思結合為主要教學手段，發展學生的思維水平和創造能力。因此，如何利用STEM教育理念優化小學科學實驗教學設計是一項值得探討的話題。一、提出問題在具體的教學實踐中，將STEM教育理念融入小學科學教學，能促進學生提高科學學科素養。第一，STEM教育理念整合多學科知識，有助于學生整合碎片化科學知識。相較于傳統的知識講解而言，在STEM教育理念整合下的小學科學教學更能幫助學生將科學概念與真實問題相結合，進而形成有價值的科學思考與科學觀念。第二，STEM教育理念指向學科思維及學科知識的整合遷移，因此能使學生形成的科學素養具有遷移性和實用性。STEM教育理念統整的教學資源通常具有綜合性、復雜性和多元性，學生需要在課堂學習中學習科學、技術、工程、數學的學科思維，由此所形成的科學素養更具穩定性和遷移性。《把它們分離》是小學科學教學體系中典型的實驗類課程，重在發展小學生的思維分析能力和實驗操作能力。在本課學習之前，大多數學生對混合物分離的粒子有著廣泛了解，在日常生活中對物質顏色、大小及形狀的認知也有豐富經驗。但是對于如何根據不同物質的性質分離混合物這一問題還不夠熟練。因此在教學設計中，以STEM教育理念為指導，能夠在強化學生科學知識理解和應用的基礎上，培養學生綜合能力及人文素養。同時，利用真實的實驗情境提升課堂教學質量。二、分析問題（一）提供系統學習材料，搭建實驗學習支架系統化、結構化的實驗材料既符合小學生的認知特征及學情規律，又貼近學生現實生活，幫助學生在實驗操作的過程中發現與教學內容相關的一系列現象。因此，在正式進入實驗教學前，教師應結合教學內容及教育理念，整合一系列可供學生參考和應用的學習材料。確保學生能夠在材料的輔助下有效解決問題，并探知更有價值的實驗成果。《把它們分離》一課需要小學生學會根據物質的不同特性選擇恰當的方法完成分離實驗，并且教材也在聚焦板塊設置了貼近學生生活的實驗情境：食鹽灑落在了沙子里，我們應該如何將它們分離？因此，教師應著重引導學生觀察混合物，并嘗試從大小、顏色和溶解性等物質特征的角度出發區分混合物并進行歸納匯總，由此引導學生在實驗中總結不同物質的基本特征。基于以上考量，在正式進入實驗教學前準備如下系統化學習材料，為學生正式進入實驗學習做好準備。實驗器材與基本材料：水杯、攪拌棒、濾紙、漏斗、燒杯、食鹽和沙子混合物、適量的水、酒精燈。輔助材料：介紹實驗原理和操作步驟的視頻PPT，并在各項材料中標注實驗裝備的示意圖以及各儀器的名稱與作用。延伸材料：現實生活中常見的混合物分離案例，比如海水淡化等。讓學生在現實生活案例的輔助下進入實驗探究。（二）創設真實實驗情境，喚醒學生學習經驗搭建真實情境的目的是為學生預設日后生活中可見的真實問題，為學生綜合應用多學科知識解決問題做好準備。因此在正式進入《把它們分離》的實驗教學前，為學生設置生活情境：在準備淘米做飯的時候，發現大米里混入了雜質。仔細觀察才發現這些雜質原來是食鹽和細沙子。要想完成晚餐，就必須將大米當中的食鹽和細沙分離出來，那么應該如何以最便捷的方式分離這三種物質呢？這一生活情境在教材現有內容的基礎上增加“大米”這一物質，更貼近學生的現實生活，同時也為學生提供了更復雜的實驗問題，學生需要經歷從固體混合物分離到固液混合物分離的過程，并逐步參與問題的解決。（三）設計綜合實驗活動，完成素養提升目標為了幫助學生展開更深的思考和探究，教師可以將實驗活動設置為三個環節：觀察食鹽、大米和沙子混合物、用水分離食鹽和沙子、完成實驗總結。活動中，層層遞進，帶領學生逐步展開深入探究和思考。環節一：聚焦生活情境，觀察混合物，鼓勵自主思考。教師為學生提供裝有食鹽和沙子混合物的燒杯，邀請學生深入觀察，并設置問題：昨天老師煮米飯之前發現大米里摻雜了沙子和食鹽。請問有沒有同學能夠幫老師將這三種物質完全分離開來？借此問題，邀請學生以小組合作的方式觀察這份大米、食鹽和沙子的混合物，展開思考。設計意圖：教師在這一環節將抽象的物理概念以具體的生活案例加以呈現，在幫助學生更好地理解核心概念的基礎上，為學生進入實驗方案設計做好準備并提供理論支撐。同時，通過直觀展示生活情境當中的混合物，激發學生對實驗過程的好奇心和探究欲。讓學生在觀察的過程中思考物質分離的可能性，并為后續正式進入實驗操作做好準備。環節二：提出實驗任務，組織小組討論，設計實驗方案。教師與學生共同回顧沙子食鹽和大米的物理性質，比如食鹽易溶于水，沙子不易溶于水且顆粒較小，大米不易溶于水且顆粒較大。此時，教師重點向學生講解過濾與蒸發兩種分離技術的原理和操作方法。比如，過濾是利用濾紙分離不溶性固體和液體，而蒸發則是通過加熱使溶劑揮發從而得到溶質。隨后，教師將學生隨機分組，并向學生提問：要以最高的效率分離大米、食鹽和沙子，我們應該從哪個角度入手？由此，讓學生以小組為單位討論并設計分離沙子、食鹽和大米混合物的操作方案，要求各個小組利用思維導圖、流程圖等形式，詳細設計實驗步驟所需材料以及預期實驗結果。在學生已經找到分離鹽和沙子混合物的方法之后，結合各小組的操作情況，教師再次追問：在利用水分離鹽和沙子的混合物時，水有什么作用？借此，強化學生對水溶解這一知識的理解和應用，使學生掌握溶解和過濾的方法。設計意圖：讓學生以小組為單位展開合作探究，結合現有認知經驗和理論基礎設計實驗方案，能讓學生在小組討論的過程中獲得思維啟發并嘗試應用所學知識制定解決方案。由此，培養學生的團隊合作能力、溝通能力和工程設計思維。環節三：親自參與實驗，動手解決問題，整合實驗結果。在完成概念解析和實驗方案設計后，學生需要嘗試利用濾紙分離鹽溶液中的沙子和大米。各個小組需要選擇合適大小的濾網，將大米從混合物當中分離出來。此時學生需要按照大米顆粒大小選擇合適孔徑的篩子，向沙子和食鹽混合物中加入適量的水并快速攪拌。在食鹽完全融化后進行過濾操作，將沙子分離出來。隨后，學生便要以蒸發的方式分離鹽溶液當中的鹽，這是本次課堂教學的難點部分。此時，教師可以以問題引導學生思考：在過濾之后的鹽溶液中，如果將鹽溶液當中的水全部蒸發，那么食鹽會有怎樣的變化？有沒有更好的方法能夠將鹽溶液當中的鹽快速分離出來？利用這一問題引導學生嘗試思考“如何以加熱的方式加速蒸發過程，進而以更短的時間分離鹽溶液當中的食鹽”。學生在實驗過程中需要詳細記錄各個步驟分離出的物質質量，并在實驗完成后計算混合物各個成分的回收率。最后，各小組派出代表匯報實驗結果以及在實驗過程中遇到的問題與解決方法。設計意圖：在實驗過程中，讓學生通過實際操作應用所學知識并掌握分離技術的實踐操作，在提升學生動手能力的同時，培養學生解決問題的能力和科學思維。同時，在實驗當中要求學生詳細記錄實驗數據并計算回收率，也能進一步培養學生數據分析和數學應用能力，讓學生學會從數據的角度出發評估實驗結果，并在數據當中進一步發現新的問題，理解實驗原理及操作要點。環節四：完成實驗總結，啟發深層思考，延伸認知經驗。在課堂的最后，教師以追問的方式幫助學生升華總結：在這個蒸發的過程中，鹽溶液當中的水變成了什么？通過這一問題，幫助學生認識到以蒸發的方式分離鹽和水，整個變化過程不可逆。隨后，教師再次向學生提問：在分離鹽水時，蒸發的過程中是否會出現鹽損失的情況？在實驗過程中記錄的食鹽大米和沙子的克數之和是否與混合物的質量相同。利用這一問題，鼓勵學生反思實驗過程并完成數據分析。比如某小組反饋在分離鹽水時，因為蒸發操作不當，液體濺出導致鹽損失的狀況。在各個小組經過詳細討論之后，學生提出可以用小火加熱和持續攪拌等改進措施，避免在蒸發過程中導致大量的鹽損失。設計意圖：通過小組匯報討論和提問引導反思，進一步培養學生的批判性思維和反思能力。學生也能在小組互動交流的過程中學習實驗經驗、發現科學問題。同時，這一反思總結環節也能加深學生對跨學科知識的應用與理解。三、問題總結在《把它們分離》教學中，教師通過一系列的問題引導學生逐漸深入思考，通過聯系生活情境和實驗操作，讓學生對混合物分離的概念、原理、操作有了更直觀且深入的理解。在多學科知識和思維融合方面，學生能綜合應用科學、技術、工程和數學知識解決問題完成操作，但學生對多學科知識綜合應用的深度和廣度還有