核心素養(yǎng)導向的STEM教育

篇  觀念篇
第1章  核心素養(yǎng)時代的教育改革 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 16
1.1.4  中國特色核心素養(yǎng)的誕生 20
小結(jié) 22
活動建議 23
1.2  核心素養(yǎng)的分解：從總體框架到學科素養(yǎng) 23
1.2.1  中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)的框架 23
1.2.2  學科核心素養(yǎng)含義與結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 27
1.2.3  學科核心素養(yǎng)要點與課標關(guān)系 29
小結(jié) 31
活動建議 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：從三維目標到核心素養(yǎng) 32
1.3.2  教學：從分科教學到跨科融合 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)復合型競爭人才 40
2.1.1  STEM教育的起源 41
2.1.2  一個優(yōu)秀案例展示 42
2.1.3  STEM教育的特點 46
2.1.4  STEM的相關(guān)概念 50
小結(jié) 52
活動建議 53
2.2  STEM教育對接核心素養(yǎng)：素養(yǎng)導向的必然選擇 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)實性 57
小結(jié) 62
活動建議 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：真實情境跨學科教育 66
3.1.1  STEM教育的學科要素 66
3.1.2  STEM教育的內(nèi)涵解讀 70
小結(jié) 75
活動建議 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教育未來推動方向 79
3.2.3  中國STEM教育面臨挑戰(zhàn) 83
小結(jié) 84
活動建議 84
3.3  STEM課程本土化開發(fā)實施：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 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
活動建議 95
3.4  STEM教育生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建：多機構(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 95
3.4.2  構(gòu)建STEM教育生態(tài)系統(tǒng)的途徑 98
小結(jié) 99
活動建議 99
第4章  STEM教育的實施模型 100
4.1  基于項目學習模型：以完成項目為主線 101
4.1.1  基于項目學習的概念核心 101
4.1.2  基于項目學習的教學設(shè)計 104
4.1.3  基于項目學習的實施應用 105
小結(jié) 107
活動建議 107
4.2  問題導向?qū)W習模型：以問題解決為依托 108
4.2.1  問題導向?qū)W習的概念核心 109
4.2.2  問題導向?qū)W習的教學設(shè)計 111
4.2.3  問題與項目之間的異與同 112
小結(jié) 115
活動建議 116
4.3  基于設(shè)計思維模型：以設(shè)計建模為目標 116
4.3.1  設(shè)計思維模型的概念核心 116
4.3.2  幾種典型的設(shè)計思維模型 118
小結(jié) 121
活動建議 121
4.4  樂高教育4C模型：四個環(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)計案例 124
小結(jié) 126
活動建議 127
第三篇  實踐篇
第5章  STEM理念下的學與教設(shè)計 131
5.1  核心素養(yǎng)導向的學習設(shè)計：項目驅(qū)動的高階學習 131
5.1.1  核心素養(yǎng)視角下基于項目學習框架 132
5.1.2  核心素養(yǎng)導向的STEM項目學習設(shè)計 135
5.1.3  教師在設(shè)計STEM項目需要注意事項 138
小結(jié) 140
活動建議 140
5.2  分科教學現(xiàn)狀下的STEM：多學科整合教學設(shè)計 140
5.2.1  STEM教育跨學科的橫縱整合模式 140
5.2.2  STEM教育跨學科整合的教學方式 142
5.2.3  STEM理念的多學科整合教學設(shè)計 143
小結(jié) 149
活動建議 150
第6章  STEM教育的途徑與方法 151
6.1  工程設(shè)計主導，融合其他學科 152
6.1.1  以工程設(shè)計促進STEM學科整合 152
6.1.2  基于工程設(shè)計的STEM課程形式 154
6.1.3  基于工程設(shè)計的STEM教學過程 154
小結(jié) 156
活動建議 156
6.2  關(guān)注現(xiàn)實問題，注重情境學習 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)計模式 159
小結(jié) 164
活動建議 164
6.3  以學生為中心，關(guān)注主動實踐 165
6.3.1  以學生為中心教育的理念體現(xiàn) 165
6.3.2  以學生為中心STEM教學策略 166
小結(jié) 170
活動建議 170
6.4  注重啟發(fā)思考，促進思維發(fā)展 171
6.4.1  啟發(fā)式教學的目的與內(nèi)涵 171
6.4.2  STEM教學中的啟發(fā)策略 173
6.4.3  啟發(fā)式教學中存在的問題 178
小結(jié) 179
活動建議 179
6.5  實施協(xié)作學習，形成共享調(diào)節(jié) 180
6.5.1  協(xié)作學習中的調(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)實踐框架 183
小結(jié) 186
活動建議 186
6.6  形成多元結(jié)果，開放互動評價 186
6.6.1  STEM項目學習中的過程性評價 187
6.6.2  STEM項目學習中的真實性評價 189
6.6.3  STEM項目的學生能力評價指標 190
6.6.4  基于STEM項目學習的量表形成 193
小結(jié) 199
活動建議 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
活動建議 211
7.2  ICT支持STEM教育的學與教：從九個維度促進 211
7.2.1  信息與通信技術(shù)成為學習工具 212
7.2.2  信息技術(shù)如何促進STEM學習 213
7.2.3  案例一：利用“人人通”網(wǎng)絡(luò)學習空間開展STEM項目式學習 216
7.2.4  案例二：利用數(shù)學建模工具促進STEM教育深度學習 219
7.2.5  案例三：TI技術(shù)在STEM教育中的應用 221
7.2.6  案例四：教學系統(tǒng)軟件支持STEM教學 224
小結(jié) 228
活動建議 228
第8章  STEM教育的管理學 229
8.1  概念與流程：項目管理的學問 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
活動建議 237
8.2  工具與方法：高效管理的保障 238
8.2.1  項目管理工具分類 238
8.2.2  系統(tǒng)化分析工具 239
8.2.3  項目進度管理工具 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學習的優(yōu)秀案例 259
9.1.1  案例一：移動智能公交閱覽室模型 259
9.1.2  案例二：仰臥起坐訓練器 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理念下的學科教學案例 282
9.2.1  案例一：地理學科—《太陽高度角》 282
9.2.2  案例二：科學學科—《熱空氣的特點》 285
9.2.3  案例三：科學學科—《氣動紙火箭》 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)秀項目 298
10.1  新加坡STEM應用學習計劃 298
10.2  英國“STEM大使”項目 303
10.3  澳大利亞ELSA項目 308
參考文獻 311