小学科学航天STEM课程教学能够实现知识的灵活应用与延伸性探究，促进学生科学探究能力、社会责任感等素养的发展。本文聚焦“太空垃圾清理”主题教学，分析创设问题情境、引导自主思考、设计项目任务、组织教学评价等策略的有效性和可行性。实践表明，基于STEM课程理念开展小学科学教学，能做到实践操作与多学科融合并行，既能确保课堂教学节奏，又能推动学生学习目标落地，让学生在思考和实践探究中不断成长。 

《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称“课程标准”)指出，素养培育至关重要，要求科学教学应注重引导学生保持对自然世界的好奇心，透过自然现象认识科学本质，发展科学能力，实现对科学知识的灵活应用，建立科学与生活、社会之间的关联，增强社会责任感，全面发展学生的科学素养。小学科学航天STEM课程教学与素养培育理念不谋而合，学生可在自主思考探究、完成合作式项目任务的过程中习得科学知识，发展科学思维，提升科学探究能力。

同时，课程标准指出，教师应重视跨学科活动设计，促使各学科知识互通互联，提升学生综合应用知识解决问题的能力。将STEM课程教学理念融入小学科学教育，二者的育人目标高度契合，可以打破学科边界，帮助学生拓宽思考和解决问题的视角，提升学生的多维思考能力，使其形成批判性思维。

1.教材分析

苏教版小学科学教材虽未专门设置“太空垃圾清理”的章节，但部分内容为航天STEM课程教学实践提供了知识基础，如四年级下册中的“地球、月球与太阳”等。通过上述内容的学习，学生明确太空是真实存在的，我们人类也在不断探索太空，了解到太空中涵盖多种科学知识。同时，教材中多处渗透环境保护相关内容，基于“太空垃圾清理”这一主题，教师实施STEM课程教学，充分整合教材中的核心知识，包括太空环境特征、航天器基本类型以及如何进行地球环保等，由地球环保过渡到太空环境保护，帮助学生应用所学知识解决真实问题，提升学生的综合能力与人文素养。

2.学情分析

小学中、高年级学生已初步了解地球和宇宙相关知识，接触过航天器等太空设备，但对太空垃圾的认知较为模糊，难以意识到太空垃圾的危害性。该阶段学生好奇心强、求知欲旺，对航天领域的内容颇有兴趣。教师以“太空垃圾清理”为主题，可调动学生的学习积极性，发展其创新意识与能力。这部分内容较为抽象，需要学生实际操作，进而理解太空环境的特殊性。对此，教师应选择合适的方式引导和鼓励，确保学生强化认知与提升能力。

课程标准指出，小学科学教学应与技术、工程等领域的内容相结合，STEM课程教学理念也注重多学科融合。因此，教师应结合教学主题和学生已有知识基础设置切实可行的教学目标，涵盖知识、技能、素养、情感等。本次教学目标设计如下：

1.通过情境内容了解太空垃圾这一现象，并提出问题，奠定探索基础。如“为什么太空会产生垃圾？太空垃圾会带来怎样的危害？太空特殊的环境对垃圾清理有怎样的影响？”

2.结合问题，自主思考处理太空垃圾的办法；与同伴合作应用多学科知识设置垃圾清理装置，提升科学探究意识、动手能力和创新能力。

3.通过学习树立环保理念，提高责任意识、科学探究精神；在评价过程中学会自我反思。

道具准备：教师提供太空模型，用于给学生演示太空环境，让学生认识物体在太空环境中的状态；同时借助3D打印技术制作太空垃圾，如废弃卫星、火箭残骸、太空碎片等，让学生认识太空垃圾的存在性与多样性。

教学资源：教师借助线上教学平台搜集资料、设计教程等。

在实践环节合理分组，教师提前制订分组计划，如按照能力和兴趣分组。每组均包含动手能力强和兴趣高的成员，以带动整个小组顺利完成实践。

1.情境创设

情境化教学可以让学生从兴趣着手学习科学，构建科学与其他学科融合的认知体系。在创设情境时，教师应注重情境内容的真实性、符合学生的认知发展规律，以及满足学生的兴趣与学习需求。情境内容应与所学内容相契合，从而帮助学生构建知识体系，提高求知欲望，增强课堂效能。为引导学生高度参与科学探究，提高自主学习和思考能力，教师可基于情境提出核心问题或系统化问题链，鼓励学生从情境体验中完成任务探究。

教师以人类探索太空的辉煌成就视频导入新课。在视频中，学生可了解人类探索太空的丰富性，通过火箭发射时激动人心的氛围，激励学生主动探究。在视频最后，浩瀚的太空中，除了人类制作的航天器，还出现了不明物体，威胁太空的安全。教师展示视频中不明物体的图片和模型，带领学生逐一明确其为废弃的卫星、太空碎片以及火箭残骸等。

教师提问：这些太空垃圾是怎么产生的，会给人类对太空的探索带来哪些危害？我们应做些什么来保护太空环境呢？

学生：我们应采取行动保护太空环境，但应如何保护呢?

结合学生的疑问，教师引出本节课主题，即航天STEM项目：太空环保小行动。教师提示：无论是地球环境还是太空环境，都是我们每个人的责任。当太空垃圾对太空安全形成威胁时，我们应做力所能及的事情，为太空环保出一份力。

2.自主思考

基于情境问题，教师设计更详细、有探究性、与教材知识相关的核心问题，引导学生从初步思考走向灵活思考、深度思考，促使其应用所学知识分析问题、解决问题，为后续实践探究做铺垫。

基于上述“应如何保护太空环境”问题，教师透过教材知识设置分解问题，促进学生自主思考，如“在以往科学学习中，我们了解到太空是否真实存在？太空中是否会产生垃圾，都有哪些类型？太空垃圾又是如何产生的？”从教材知识过渡到课外探究，引导学生结合航天器等知识进行迁移思考。基于问题，学生回答：“除了废弃的卫星、火箭残骸，还有可能是航天员遗落或丢弃的物品，成为太空垃圾。”从而达到发散思维、提高探索广泛性的目的。

教师提出第二个问题：“结合所学，回忆太空环境和地球环境有何不同，太空环境的特殊性会给清理垃圾带来哪些困难？”学生结合教材知识回答：“太空环境的特点为真空、微重力和极端温度。这会导致太空垃圾处于漂浮状态，在清理时存在困难。”教师补充：“在太空中清理垃圾，我们需要制造与太空环境相适应的机械和设备，需要通过多次模拟探索更可行的技术。整个探索过程会产生巨额花费，因此技术和资金是难题。因为存在困难，我们应视而不见吗？”学生：“当然不！”

教师提出第三个核心问题：“我们从垃圾清理装置入手，大家觉得其需要具备哪些功能？在设计时应注重哪些细节？”引导学生初步建立工程设计的思路，激发创新意识。学生完成思考与交流后，教师补充、梳理本节课要点，如太空垃圾清理装置的核心功能应涵盖抓取、收集、运输等。