核心素養(yǎng)導(dǎo)向的STEM教育

篇  觀念篇
第1章  核心素養(yǎng)時(shí)代的教育改革 3
1.1  核心素養(yǎng)的產(chǎn)生：從知識傳授到全面育人 3
1.1.1  時(shí)代背景下核心素養(yǎng)的提出 4
1.1.2  不同組織提出核心素養(yǎng)內(nèi)容 5
1.1.3  各類核心素養(yǎng)框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 16
1.1.4  中國特色核心素養(yǎng)的誕生 20
小結(jié) 22
活動(dòng)建議 23
1.2  核心素養(yǎng)的分解：從總體框架到學(xué)科素養(yǎng) 23
1.2.1  中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的框架 23
1.2.2  學(xué)科核心素養(yǎng)含義與結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 27
1.2.3  學(xué)科核心素養(yǎng)要點(diǎn)與課標(biāo)關(guān)系 29
小結(jié) 31
活動(dòng)建議 32
1.3  核心素養(yǎng)的落地：從能力培養(yǎng)到素養(yǎng)形成 32
1.3.1  目標(biāo)：從三維目標(biāo)到核心素養(yǎng) 32
1.3.2  教學(xué)：從分科教學(xué)到跨科融合 36
1.3.3  教師：從規(guī)范教書到課程自覺 37
小結(jié) 39
活動(dòng)建議 39
第2章  STEM教育對接核心素養(yǎng)發(fā)展 40
2.1  STEM教育的起源與形成：培養(yǎng)復(fù)合型競爭人才 40
2.1.1  STEM教育的起源 41
2.1.2  一個(gè)優(yōu)秀案例展示 42
2.1.3  STEM教育的特點(diǎn) 46
2.1.4  STEM的相關(guān)概念 50
小結(jié) 52
活動(dòng)建議 53
2.2  STEM教育對接核心素養(yǎng)：素養(yǎng)導(dǎo)向的必然選擇 53
2.2.1  STEM教育與核心素養(yǎng)對接的必然性 53
2.2.2  STEM教育與核心素養(yǎng)對接的可能性 55
2.2.3  STEM教育與核心素養(yǎng)對接的現(xiàn)實(shí)性 57
小結(jié) 62
活動(dòng)建議 62
第二篇   理論篇
第3章  STEM教育的內(nèi)涵與發(fā)展 65
3.1  STEM教育的要素與內(nèi)涵：真實(shí)情境跨學(xué)科教育 66
3.1.1  STEM教育的學(xué)科要素 66
3.1.2  STEM教育的內(nèi)涵解讀 70
小結(jié) 75
活動(dòng)建議 76
3.2  STEM教育的現(xiàn)狀與發(fā)展：培育國家創(chuàng)新人才 76
3.2.1  各國STEM教育發(fā)展現(xiàn)狀 76
3.2.2  STEM教育未來推動(dòng)方向 79
3.2.3  中國STEM教育面臨挑戰(zhàn) 83
小結(jié) 84
活動(dòng)建議 84
3.3  STEM課程本土化開發(fā)實(shí)施：素養(yǎng)提升的重要載體 84
3.3.1  STEM課程開發(fā)的特殊性 84
3.3.2  STEM課程開發(fā)的經(jīng)驗(yàn) 85
3.3.3  STEM課程的開發(fā)重構(gòu) 90
3.3.4  STEM課程開發(fā)的思考 94
小結(jié) 95
活動(dòng)建議 95
3.4  STEM教育生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建：多機(jī)構(gòu)協(xié)同關(guān)聯(lián)發(fā)展 95
3.4.1  STEM教育生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及要點(diǎn) 95
3.4.2  構(gòu)建STEM教育生態(tài)系統(tǒng)的途徑 98
小結(jié) 99
活動(dòng)建議 99
第4章  STEM教育的實(shí)施模型 100
4.1  基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模型：以完成項(xiàng)目為主線 101
4.1.1  基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的概念核心 101
4.1.2  基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì) 104
4.1.3  基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施應(yīng)用 105
小結(jié) 107
活動(dòng)建議 107
4.2  問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)模型：以問題解決為依托 108
4.2.1  問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)的概念核心 109
4.2.2  問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì) 111
4.2.3  問題與項(xiàng)目之間的異與同 112
小結(jié) 115
活動(dòng)建議 116
4.3  基于設(shè)計(jì)思維模型：以設(shè)計(jì)建模為目標(biāo) 116
4.3.1  設(shè)計(jì)思維模型的概念核心 116
4.3.2  幾種典型的設(shè)計(jì)思維模型 118
小結(jié) 121
活動(dòng)建議 121
4.4  樂高教育4C模型：四個(gè)環(huán)節(jié)形成閉環(huán) 122
4.4.1  樂高教育4C模型的要素及理念 122
4.4.2  基于樂高教育4C模型設(shè)計(jì)案例 124
小結(jié) 126
活動(dòng)建議 127
第三篇  實(shí)踐篇
第5章  STEM理念下的學(xué)與教設(shè)計(jì) 131
5.1  核心素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的高階學(xué)習(xí) 131
5.1.1  核心素養(yǎng)視角下基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)框架 132
5.1.2  核心素養(yǎng)導(dǎo)向的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) 135
5.1.3  教師在設(shè)計(jì)STEM項(xiàng)目需要注意事項(xiàng) 138
小結(jié) 140
活動(dòng)建議 140
5.2  分科教學(xué)現(xiàn)狀下的STEM：多學(xué)科整合教學(xué)設(shè)計(jì) 140
5.2.1  STEM教育跨學(xué)科的橫縱整合模式 140
5.2.2  STEM教育跨學(xué)科整合的教學(xué)方式 142
5.2.3  STEM理念的多學(xué)科整合教學(xué)設(shè)計(jì) 143
小結(jié) 149
活動(dòng)建議 150
第6章  STEM教育的途徑與方法 151
6.1  工程設(shè)計(jì)主導(dǎo)，融合其他學(xué)科 152
6.1.1  以工程設(shè)計(jì)促進(jìn)STEM學(xué)科整合 152
6.1.2  基于工程設(shè)計(jì)的STEM課程形式 154
6.1.3  基于工程設(shè)計(jì)的STEM教學(xué)過程 154
小結(jié) 156
活動(dòng)建議 156
6.2  關(guān)注現(xiàn)實(shí)問題，注重情境學(xué)習(xí) 157
6.2.1  問題情境的概念界定 157
6.2.2  STEM問題情境特征 158
6.2.3  問題情境的設(shè)計(jì)模式 159
小結(jié) 164
活動(dòng)建議 164
6.3  以學(xué)生為中心，關(guān)注主動(dòng)實(shí)踐 165
6.3.1  以學(xué)生為中心教育的理念體現(xiàn) 165
6.3.2  以學(xué)生為中心STEM教學(xué)策略 166
小結(jié) 170
活動(dòng)建議 170
6.4  注重啟發(fā)思考，促進(jìn)思維發(fā)展 171
6.4.1  啟發(fā)式教學(xué)的目的與內(nèi)涵 171
6.4.2  STEM教學(xué)中的啟發(fā)策略 173
6.4.3  啟發(fā)式教學(xué)中存在的問題 178
小結(jié) 179
活動(dòng)建議 179
6.5  實(shí)施協(xié)作學(xué)習(xí)，形成共享調(diào)節(jié) 180
6.5.1  協(xié)作學(xué)習(xí)中的調(diào)節(jié) 181
6.5.2  協(xié)作中的共享調(diào)節(jié) 182
6.5.3  共享調(diào)節(jié)實(shí)踐框架 183
小結(jié) 186
活動(dòng)建議 186
6.6  形成多元結(jié)果，開放互動(dòng)評價(jià) 186
6.6.1  STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的過程性評價(jià) 187
6.6.2  STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的真實(shí)性評價(jià) 189
6.6.3  STEM項(xiàng)目的學(xué)生能力評價(jià)指標(biāo) 190
6.6.4  基于STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的量表形成 193
小結(jié) 199
活動(dòng)建議 199
第7章  STEM教育中的技術(shù) 200
7.1  解讀STEM教育中的“T”：知識方法和技巧 200
7.1.1  技術(shù)及技術(shù)素養(yǎng)的概念與內(nèi)涵 201
7.1.2  STEM教育中T與其他要素關(guān)系 205
7.1.3  STEM教育中技術(shù)發(fā)揮的作用 210
小結(jié) 211
活動(dòng)建議 211
7.2  ICT支持STEM教育的學(xué)與教：從九個(gè)維度促進(jìn) 211
7.2.1  信息與通信技術(shù)成為學(xué)習(xí)工具 212
7.2.2  信息技術(shù)如何促進(jìn)STEM學(xué)習(xí) 213
7.2.3  案例一：利用“人人通”網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間開展STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí) 216
7.2.4  案例二：利用數(shù)學(xué)建模工具促進(jìn)STEM教育深度學(xué)習(xí) 219
7.2.5  案例三：TI技術(shù)在STEM教育中的應(yīng)用 221
7.2.6  案例四：教學(xué)系統(tǒng)軟件支持STEM教學(xué) 224
小結(jié) 228
活動(dòng)建議 228
第8章  STEM教育的管理學(xué) 229
8.1  概念與流程：項(xiàng)目管理的學(xué)問 229
8.1.1  管理概念 230
8.1.2  管理范圍 230
8.1.3  管理流程 232
小結(jié) 237
活動(dòng)建議 237
8.2  工具與方法：高效管理的保障 238
8.2.1  項(xiàng)目管理工具分類 238
8.2.2  系統(tǒng)化分析工具 239
8.2.3  項(xiàng)目進(jìn)度管理工具 244
8.2.4  創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法 249
小結(jié) 255
活動(dòng)建議 256
第四篇  案例篇
第9章  國內(nèi)STEM教育的優(yōu)秀案例 259
9.1  國內(nèi)STEM學(xué)習(xí)的優(yōu)秀案例 259
9.1.1  案例一：移動(dòng)智能公交閱覽室模型 259
9.1.2  案例二：仰臥起坐訓(xùn)練器 270
9.1.3  案例三：疫情期間做好食物保鮮，減少出門 275
9.2  STEM理念下的學(xué)科教學(xué)案例 282
9.2.1  案例一：地理學(xué)科—《太陽高度角》 282
9.2.2  案例二：科學(xué)學(xué)科—《熱空氣的特點(diǎn)》 285
9.2.3  案例三：科學(xué)學(xué)科—《氣動(dòng)紙火箭》 289
9.2.4  案例四：通用技術(shù)—《汽車與人的需要》 293
第10章  國外STEM教育的優(yōu)秀項(xiàng)目 298
10.1  新加坡STEM應(yīng)用學(xué)習(xí)計(jì)劃 298
10.2  英國“STEM大使”項(xiàng)目 303
10.3  澳大利亞ELSA項(xiàng)目 308
參考文獻(xiàn) 311