目前我国中小学在大力发展STEM教育,《教育信息化“十三五”规划》推动了信息技术在STEAM教育中的发展。小学阶段是科学启蒙的重要阶段之一,然而小学生头脑也并非是“空白”的,他们在学习科学课程时,已对相关的知识或概念有了自己的一些理解和认识,即形成了一些前概念。学生头脑中的前概念有部分是基本科学的,但是大部分是不完整的、具有迷思概念性质的,会影响他们对《科学》课程的学习和理解。本文从概念转变角度出发,选取单元内容对小学《科学》课程进行了新的教学设计,历时近两个月的实证研究验证了概念转变视角下的教学设计的有效性。研究工作主要包括理论研究、前概念的现状调查、教学设计和教学效果检验。首先对概念转变、教学设计、课程理论进行理论研究,对国内外STEM教学设计现状进行了梳理和回顾,借鉴了国内外STEM相关的课程案例。其次,经过四个阶段开发了小学《科学》前概念测试工具,对小学生科学前概念的现状进行了调查和分析,发现小学生在《科学》课程中涉及的迷思概念有待转变;结合“形状与结构”单元的课程内容和特点,区分了小学生的五种前概念类型。再次,基于概念转变的研究视角对小学《科学》课程单元进行了新的教学设计,并对课程单元教学设计的教学效果进行了对照验证;最后,从概念转变的视角对小学《科学》课程的教学设计方法提出了一些策略和建议。