了得網社會科學_高中STEM精品課程資源課例陳詠梅

編輯推薦

STEM教育強調不同學科之間的融合和跨學科的教學。當前基礎教育階段學校仍然是以學科教學為主，開發跨學科課程、打破學科之間的界限是學科融合和跨學科教學的關鍵。
為了幫助基礎教育階段教師解決這些難題，中國教育科學研究院STEM教育研究中心組建了一支由教育專家、教研員和一線優秀教師組成的團隊，致力研發出優質的STEM課程資源，為學校開展STEM教育提供可操作的示範課例和教學方法。這些課程資源課例包括了優秀的STEM課程應該具有的框架和基本要素，同時提供了豐富的實踐活動課例。我們相信，這些資源課例的有效利用不僅可以成為基礎教育階段教師開展STEM教育的抓手，也可作為STEM課程資源開發時模仿的樣例。
我們期待這套“STEM精品課程資源叢書”能夠成為基礎教育階段學校開展跨學科學習實踐、做好科學教育加法的有效工具；成為基礎教育階段教師的貼心朋友和伙伴，也能讓我們以叢書為平臺，成為一個學習共同體。

內容簡介

本書繫“中國STEM教育2029行動計劃”階段性研究成果，以“STEM教師能力等級標準”為編寫指導，致力於提升高中相關學科教師的STEM課程教學設計和實施能力。本書從STEM課程設計與實施的關鍵難點出發，設置了10章內容，每章設有導引和課例。導引對課例的設計與實施策略進行了提煉和歸納，幫助讀者快速理解這些領域各不相同的課例內容；課例呈現得比較具體，通過課例中的“教學反思和點評”、課例後的“綜評”，明確指出課例的亮點，方便讀者理解課程設計思路，能夠直接使用進行教學實踐。課例中學生的多種高水平學習表現、高階認知和多樣化學習成果，作為鮮活的學習證據，可以佐證導引中的觀點。
??本書適合STEM相關學科的高中教師、高中科技教師和高中科技教學研究者使用。

作者簡介

叢書主編：王素，中國教育科學研究院國際與比較教育研究所所長，研究員，中國教育科學研究院未來學校實驗室主任，中國教育科學研究院STEM教育研究中心主任。主要研究領域涉及實證的國際教育政策比較研究、未來學校研究、中小學STEM教育研究、青少年科學素養監測研究、學校建築與學習空間研究等。
本書主編：陳詠梅，北京市海澱區教師進修學校創新教育研究中心副主任，化學高級教師，負責區域STEM教師研修與實踐工作，在STEM教師研修體繫、STEM課程開發、項目式學習方式等方面做了多年工作。曾任北京市八一學校發展處主任，在學校工作中，完成了學校的課程方案頂層設計、學科課程體繫建構、普通高中選課走班方案設計與實施、學生發展指導方案頂層設計、學校教育科學研究、學校教師培訓、學校多門類項目式學習特色課程開發、學校繫列STEM課程實施管理等工作。

目?錄
叢書序
前言
第1章?跨學科概念建構1
1.1?導引1：以STEM課程教學促進跨學科概念建構1
1.2?課例1：運載火箭5
第2章?素養導向的學習目標17
2.1?導引2：素養導向的學習目標是STEM項目的“北鬥”17
2.2?課例2：利用LC振蕩電路制作不用電池的收音機21
第3章?高質量的驅動性問題34
3.1?導引3：一個好的驅動性問題是STEM項目的起點34
3.2?課例3：讓張北的風點亮北京的燈——“綠色鼕奧”場館模型設計與制作39
第4章?清晰的項目規劃52
4.1?導引4：清晰的項目規劃是STEM項目高效實施的依據52目?錄
叢書序
前言
第1章?跨學科概念建構1
1.1?導引1：以STEM課程教學促進跨學科概念建構1
1.2?課例1：運載火箭5
第2章?素養導向的學習目標17
2.1?導引2：素養導向的學習目標是STEM項目的“北鬥”17
2.2?課例2：利用LC振蕩電路制作不用電池的收音機21
第3章?高質量的驅動性問題34
3.1?導引3：一個好的驅動性問題是STEM項目的起點34
3.2?課例3：讓張北的風點亮北京的燈——“綠色鼕奧”場館模型設計與制作39
第4章?清晰的項目規劃52
4.1?導引4：清晰的項目規劃是STEM項目高效實施的依據52
4.2?課例4：迷宮遊戲設計——探究DFS和BFS兩類搜索算法的應用61
第5章?有意義的科學與工程實踐75
5.1?導引5：有意義的科學與工程實踐活動促進學習目標達成75
5.2?課例5：老橋改造79
5.3?課例6：“聽話”的開窗器89
第6章?高水平的數據素養102
6.1?導引6：高水平數據素養是STEM項目學習深入探究實踐的依據102
6.2?課例7：智慧書桌設計109
第7章?有效的模型建構122
7.1?導引7：有效的模型建構促進高階思維的發展122
7.2?課例8：旋轉橢球體的奧秘127
7.3?課例9：給車安上一雙眼睛136
第8章?適切的學習支架150
8.1?導引8：適切的學習支架支持合作與自主學習150
8.2?課例10：創意微拍1+1154
第9章?指向目標的表現性評價166
9.1?導引9：表現性評價促進基於證據的STEM項目學習166
9.2?課例11：智能控制的火星基地食物的設計172
第10章?發展創新素養190
10.1?導引10：發展創新素養是STEM教育的必然追求190
10.2?課例12：月球城堡磁防護195
參考文獻210

前言

在數字經濟飛速發展、科技日新月異的新時代，創新人纔已成為提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，成為國家競爭力的關鍵。黨的二十大提出新時代“科教興國、人纔強國、創新驅動發展”三大戰略，教育如何為人纔儲備做支撐，人纔如何作為科技的基礎，科技如何為國家發展服務，成為緊迫性重大命題。提升創新人纔自主培養能力是教育的重大使命和高質量教育體繫的重要標志。從人纔成長和貫通培養的連續性來看，基礎教育擔負著創新人纔培養的重大責任，中小學是創新人纔培養的基礎階段。
《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》中突出了學生的創新素養：“樂學善學，勤於思考，保持好奇心與求知欲”“樂於提問，敢於質疑，學會在真實情境中發現問題、解決問題，具有探究能力和創新精神”“向善尚美，富於想像力”，並且對義務教育階段的學生創新素養進行了具體描述，提出通過跨學科主題學習活動，以多種學習方式發展學生的創新素養。因此，新時代的高中課程育人，應該與義務教育階段相通相連，尤其是創新人纔的普及培養和創新素養進階，將成為高中課程學習的重要目標之一。
STEM課程作為典型的跨學科課程，是培養創新人纔的重要途徑，圍繞某一驅動性問題，針對挑戰性任務，整合相關聯的學科知識、信息、理論和方法等進行探究實踐，整合相應的觀點和思維，是能夠促進深度學習的整合性課程組織形式。通常以工程任務或產品導向的任務為挑戰性任務，以項目學習方式進行STEM課程的設計與實施，學生將在解決真實問題的過程中，與真實世界建立聯繫，深刻認識科學技術對社會發展的巨大作用，深切感受基於真實問題進行學習的高社會價值，充分認同創新人纔對社會發展的重大貢獻。在數字經濟飛速發展、科技日新月異的新時代，創新人纔已成為提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，成為國家競爭力的關鍵。黨的二十大提出新時代“科教興國、人纔強國、創新驅動發展”三大戰略，教育如何為人纔儲備做支撐，人纔如何作為科技的基礎，科技如何為國家發展服務，成為緊迫性重大命題。提升創新人纔自主培養能力是教育的重大使命和高質量教育體繫的重要標志。從人纔成長和貫通培養的連續性來看，基礎教育擔負著創新人纔培養的重大責任，中小學是創新人纔培養的基礎階段。
《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》中突出了學生的創新素養：“樂學善學，勤於思考，保持好奇心與求知欲”“樂於提問，敢於質疑，學會在真實情境中發現問題、解決問題，具有探究能力和創新精神”“向善尚美，富於想像力”，並且對義務教育階段的學生創新素養進行了具體描述，提出通過跨學科主題學習活動，以多種學習方式發展學生的創新素養。因此，新時代的高中課程育人，應該與義務教育階段相通相連，尤其是創新人纔的普及培養和創新素養進階，將成為高中課程學習的重要目標之一。
STEM課程作為典型的跨學科課程，是培養創新人纔的重要途徑，圍繞某一驅動性問題，針對挑戰性任務，整合相關聯的學科知識、信息、理論和方法等進行探究實踐，整合相應的觀點和思維，是能夠促進深度學習的整合性課程組織形式。通常以工程任務或產品導向的任務為挑戰性任務，以項目學習方式進行STEM課程的設計與實施，學生將在解決真實問題的過程中，與真實世界建立聯繫，深刻認識科學技術對社會發展的巨大作用，深切感受基於真實問題進行學習的高社會價值，充分認同創新人纔對社會發展的重大貢獻。
本書從STEM課程設計與實施的關鍵難點出發，設置了10個導引主題，分別是STEM課程設計中的跨學科概念建構、素養導向的學習目標、高質量的驅動性問題、清晰的項目規劃、有意義的科學與工程實踐、高水平的數據素養、有效的模型建構、適切的學習支架和指向目標的表現性評價，以及發展創新素養。希望通過這些導引，能夠為讀者提供一些STEM課程教學中比較實用的理論和實踐操作建議。
本書為每個導引匹配了至少一個較為適切的STEM課例，導引對課例的設計與實施策略進行了提煉和歸納，能幫助讀者快速理解這些領域各不相同的課例內容。每個課例內容呈現得比較具體，教師可以直接使用進行教學實踐。在課例中通過“教學反思和點評”和課例後的 “綜評”，明確指出課例的亮點，方便教師理解課程設計思路，進行模仿教學。課例中學生的多種高水平學習表現、高階認知和多樣化學習成果，作為鮮活的學習證據，可以佐證導引中的觀點。
本書每個課例的實施過程，都采用了《STEM與工程思維》著作中為中小學STEM課程開發的工程教育模式。讀者在閱讀中可以體會到，雖然各個課例的主題和情境任務各具特色，但是STEM項目學習過程是一致的，這種一致性可以幫助讀者快速形成一類跨學科項目學習的流程、通用策略和典型模式，便於直接進行遷移應用。
目前國內小學和初中的STEM課例非常豐富，高中的STEM課例相對較少。本書收錄了12個精彩的高中STEM課例，分別來自北京、萊陽、青島、哈爾濱、牡丹江、吉林市、湖南省永順縣等地優秀的一線教師（團隊），主題涵蓋了火箭、地外星球基地、通信、新能源、智能家居、自動駕駛、橋梁結構、科學影像等多個領域，涉及的主要學科有數學、物理、生物、地理、藝術、信息技術、通用技術、工程等。讀者既能看到全國各地同行們在STEM教育上的實踐成果，尤其是高中相關學科教師在創新人纔培養上所做的探索和研究，又能了解到跨學科整合式 STEM項目學習的實施策略和模式，還能洞察學生在STEM項目學習中的高階思維的發展、對STEM項目表現出的持久興趣、深入探究實踐的動力、主動合作學習的意願和積極的自主學習能力。
在高質量STEM課程教學中，教學評一致性這一目標與學科教學是相同的，本書的每個STEM課例都精心設定了項目學習目標和階段性學習結果，針對學習目標設計了完整的評價方案，設計了豐富的高質量表現性任務和活動，促進並評價學習目標的達成。讀者掃描右側二維碼可以看到每個課例的評價方案、學生學習手冊、核心環節的具體教學設計。
本書的創作由北京市海澱區教師進修學校（以下簡稱“海澱進校”）創新教育研究中心的陳詠梅、張柳、張乃新，北京PBL智庫創始人劉海洋，以及海澱區多所學校的STEM種子教師和骨干教師共同完成，他們是清華大學附屬中學申大山、北京市八一學校原牡丹、北京市建華實驗亦莊學校唐瑞鶴、北京市十一學校朱浩楠、中國人民大學附屬中學和淵。此外，本書收錄課例的研究實踐團隊分別是（以課例順序，僅以主創者為代表）清華大學附屬中學申大山、北京市第五十七中學李德法、山東省青島第六十七中學邢雪梅、黑龍江省實驗中學郭慶春、黑龍江省牡丹江市第一高級中學單雯琦、山東省市萊陽第一中學張雄輝、山東省青島第二中學張雨晴、湖南省永順縣第一中學王菊香、中國人民大學附屬中學豐臺學校金鑫、吉林省吉林市第五中學王粵敏、北京航空航天大學附屬實驗學校中學部潘芳、北京市八一學校李洪健。
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