为适应目前科技的快速发展,国家对未来人才的培养提出了更高要求。2017年2月新版《义务教育小学科学课程标准》正式颁发,首次在课程内容中增设“技术与工程”领域,强调小学阶段科学教学的跨学科性和实操性。而STEM教育作为培养学生科学素养和探究能力的跨学科教育理念,注重学科之间的融合,提倡学生的个性化和创造力的发展。因此为了提高小学科学教学的跨学科整合性以及小学生应用知识解决问题的能力,本文将STEM教育理念融入到小学科学教学设计中,从而更好地将新版《义务教育小学科学课程标准》落实到小学科学课堂中,为小学科学教师进行科学课程设计提供参考。本研究梳理STEM教育的相关文献及中美STEM教育的相关案例后发现,将STEM教育理念的小学科学教学设计,应该遵循教学目标进阶性、教学内容多学科整合性、教学过程综合情境性、评价方式多样性、学习环境技术性等原则。本研究基于该原则,结合设计型学习双循环教学模型和工程设计的理论,建构了融合STEM教育理念的小学科学教学设计的流程框架,包括创设真实问题情境、科学探究、工程设计、展示评价四个部分。本研究结合教科版小学六年级上册《形状与结构》单元的教学内容,以本文设计的教学设计流程为基础进行教学活动设计,选取H小学六年级学生作为教学对象,在科学教室与智慧教室实施教学,并通过问卷调查评价教学设计框架的有效性和教学效果。调查结果显示,采用本研究提出的教学设计框架进行教学,能够帮助学生获取多学科相互联系的知识,积累实践操作的动手经验,提高学生对STEM相关领域的学习兴趣和解决复杂问题的能力。为了更好地开展STEM教育理念下的小学科学教学,本研究提出依据对学情的了解,设计教学目标;结合单元特点,创设真实的问题情境;以学生为主体,设计教学活动;采用多样的学习评价方式的教学建议。