?本書系“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”階段性研究成果,以《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》為編寫指導(dǎo),致力于提升小學(xué)四至六年級(jí)教師的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)能力。本書從理論層面對(duì)STEM教育“整合”進(jìn)行了詮釋和說(shuō)明,并根據(jù)學(xué)科整合程度,將STEM教學(xué)模式分為學(xué)科常規(guī)課中的STEM學(xué)習(xí)、學(xué)科的課外STEM學(xué)習(xí)和跨學(xué)科的STEM學(xué)習(xí)。針對(duì)這三種教學(xué)模式,本書提供了23個(gè)課例,根據(jù)小學(xué)四至六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和身心發(fā)展規(guī)律來(lái)展示教學(xué)設(shè)計(jì)。書中一方面展示了設(shè)計(jì)思維、工程思維、科學(xué)思維和計(jì)算思維等高階思維,并以此作為培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)的實(shí)踐過程;另一方面則采用了豐富的過程性評(píng)價(jià),彌補(bǔ)了一般STEM課例忽視高階思維和評(píng)價(jià)方式的缺憾。
STEM教育強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科之間的融合和跨學(xué)科的教學(xué)。當(dāng)前基礎(chǔ)教育階段學(xué)校仍然是以學(xué)科教學(xué)為主，開發(fā)跨學(xué)科課程、打破學(xué)科之間的界限是學(xué)科融合和跨學(xué)科教學(xué)的關(guān)鍵。
為了幫助基礎(chǔ)教育階段教師解決這些難題，中國(guó)教育科學(xué)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(yōu)秀教師組成的團(tuán)隊(duì)，致力研發(fā)出優(yōu)質(zhì)的STEM課程資源，為學(xué)校開展STEM教育提供可操作的示范課例和教學(xué)方法。這些課程資源課例包括了優(yōu)秀的STEM課程應(yīng)該具有的框架和基本要素，同時(shí)提供了豐富的實(shí)踐活動(dòng)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(chǔ)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(fā)時(shí)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(chǔ)教育階段學(xué)校開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐、做好科學(xué)教育加法的有效工具；成為基礎(chǔ)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(tái)，成為一個(gè)學(xué)習(xí)共同體。
在當(dāng)今全球大變革的時(shí)代,科技革命加劇了全球格局的重塑,高科技人才成為大國(guó)博弈的根本。STEM教育應(yīng)運(yùn)而生,成為全球多個(gè)國(guó)家培養(yǎng)科技人才的重要戰(zhàn)略。2014年,我國(guó)香港地區(qū)開始率先推行STEM教育。2017年,中國(guó)教育科學(xué)研究院成立了STEM教育研究中心,先后發(fā)布了《中國(guó)STEM教育白皮書》,提出了“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”,通過建立STEM教育協(xié)同中心、召開全國(guó)STEM教育發(fā)展大會(huì)、開展相關(guān)課題研究等推動(dòng)我國(guó)中小學(xué)STEM教育的開展。
目前中國(guó)教育科學(xué)研究院已經(jīng)出版了一套“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃叢書”,為我國(guó)中小學(xué)教師提供了學(xué)習(xí)STEM教育的理論知識(shí)和相關(guān)方法。雖然這套叢書提供了大量的STEM課例,但以片段課例為主,幫助教師理解STEM教育的理論和方法。而完整的STEM課例對(duì)中小學(xué)教師來(lái)說(shuō),更具備可借鑒性和可操作性。因此,“STEM精品課程資源叢書”以“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃叢書”為基礎(chǔ),向全國(guó)小學(xué)征集了豐富的課例,精心打磨后收錄在《小學(xué)STEM精品課程資源課例(上冊(cè))》和《小學(xué)STEM精品課程資源課例(下冊(cè))》中,旨在幫助我國(guó)小學(xué)教師有效開展STEM教育。
小學(xué)STEM課例在全國(guó)一共征集了400余個(gè)優(yōu)秀課例,經(jīng)過層層篩選之后,最終優(yōu)中選優(yōu)選取了44個(gè)課例。之后依據(jù)《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》和“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃叢書”的理論基礎(chǔ),由我國(guó)內(nèi)地、香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)的STEM專家進(jìn)行指導(dǎo)修改,最終收錄在《小學(xué)STEM精品課程資源課例(上冊(cè))》和本書中。
《小學(xué)STEM精品課程資源課例(上冊(cè))》和《小學(xué)STEM精品課程資源課例(下冊(cè))》都包括理論介紹和課例展示兩個(gè)部分。兩冊(cè)書的理論層面都對(duì)STEM教育“整合”進(jìn)行了詮釋和說(shuō)明,并根據(jù)學(xué)科整合程度,將STEM教學(xué)模式分為學(xué)科常規(guī)課中的STEM學(xué)習(xí)、學(xué)科的課外STEM學(xué)習(xí)和跨學(xué)科的STEM學(xué)習(xí)。兩冊(cè)書的課例數(shù)量有所不同,上冊(cè)收錄了21個(gè)課例,下冊(cè)收錄了23個(gè)課例。
《小學(xué)STEM精品課程資源課例(下冊(cè))》的課例一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng),落實(shí)2022年版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)要求;另一方面則采用了豐富的過程性評(píng)價(jià),彌補(bǔ)了一般STEM課例忽視高階思維和評(píng)價(jià)方式的缺憾。課例也能針對(duì)小學(xué)四至六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和身心發(fā)展規(guī)律,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的需要,從學(xué)生熟悉的身邊事情尋找題材,并涵蓋STEM相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。許多課例中的不少活動(dòng)設(shè)計(jì)具備系統(tǒng)性訓(xùn)練和難度依次遞增的特征,并且關(guān)注學(xué)生的合作能力、審美能力和動(dòng)手操作能力的提升。許多課例也融合了有關(guān)社會(huì)責(zé)任、關(guān)愛他人的情感態(tài)度等價(jià)值觀教育。
鑒于具備實(shí)踐性的課例并非完美,本書特地邀請(qǐng)了我國(guó)內(nèi)地、香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)的多位專家撰寫課例點(diǎn)評(píng),期待課例的優(yōu)點(diǎn)和不足能夠?yàn)榻處熖峁┮粋�(gè)全面理解STEM課程開發(fā)和STEM教學(xué)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。同時(shí)也希望本書能成為我國(guó)小學(xué)四至六年級(jí)教師開展STEM教育和跨學(xué)科教育的工具。希望我們的努力能助推我國(guó)STEM教育的發(fā)展,助力新課程標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)和落地。
叢書主編：王素，中國(guó)教育科學(xué)研究院國(guó)際與比較教育研究所所長(zhǎng)，研究員，中國(guó)教育科學(xué)研究院未來(lái)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室主任，中國(guó)教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心主任。主要研究領(lǐng)域涉及實(shí)證的國(guó)際教育政策比較研究、未來(lái)學(xué)校研究、中小學(xué)STEM教育研究、青少年科學(xué)素養(yǎng)監(jiān)測(cè)研究、學(xué)校建筑與學(xué)習(xí)空間研究等。
本書主編：蘇詠梅,香港教育大學(xué)科學(xué)與環(huán)境學(xué)系教授，環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中心總監(jiān),曾任亞太教育研究協(xié)會(huì)（APERA）的主席和東亞科學(xué)教育協(xié)會(huì)（EASE）的執(zhí)行委員�，F(xiàn)任世界教育研究協(xié)會(huì)（WERA）的執(zhí)行委員，香港的大學(xué)教育資助委員會(huì)研資局人文學(xué)及社會(huì)科學(xué)學(xué)科小組成員。主要研究領(lǐng)域包括：STEM 教育，科學(xué)與環(huán)境教育等。
李佳，北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校教研員，中國(guó)教育科學(xué)研究院博士后，“中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”重要研究成員。主要研究方向?yàn)镾TEM教師專業(yè)發(fā)展和學(xué)生STEM素養(yǎng)評(píng)價(jià)。
羅天，教育學(xué)博士，首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院講師，研究生導(dǎo)師。研究方向主要包括科學(xué)教育、生物學(xué)課程與教學(xué)論、教師教育等。
廖偉峰，香港英華小學(xué)主任，常識(shí)科科主任。曾任香港教育大學(xué)項(xiàng)目主任、香港圣公會(huì)油塘基顯小學(xué)常識(shí)科科主任。工作范疇主力優(yōu)化課程與教學(xué)，發(fā)展特色校本課程，例如：森林課程、野外教室、海洋計(jì)劃，發(fā)展手腦并用 STEAM 課程和電子教學(xué)于常識(shí)科的應(yīng)用等。也曾多次于香港教育大學(xué)、廣西師范大學(xué)、香港教育局等機(jī)構(gòu)分享有關(guān)校本課程發(fā)展的教與學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
叢書序
前言
第1章?STEM教育:理論和進(jìn)階1
1.1?對(duì)STEM教育的再理解1
1.2?小學(xué)STEM教育中教學(xué)模式的運(yùn)用4
1.3?教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)6
1.4?STEM教育中整合的模式和程度的設(shè)計(jì)11
1.5?STEM教學(xué)中評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)和實(shí)施13
1.6?參考書目與推薦閱讀17
第2章?精品課例分析21
2.1?課例概述21
2.2?課例一:火星基地食物供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27
2.3?課例二:智能雨水收集澆花器38
2.4?課例三:船的研究47
2.5?課例四:好玩的垃圾桶54
2.6?課例五:加油,太陽(yáng)能熱水器67
2.7?課例六:改變身邊的環(huán)境:學(xué)生課桌椅的設(shè)計(jì)與實(shí)踐86
2.8?課例七:如何有效防止高速路上追尾事故的發(fā)生96
2.9?課例八:鐵絲陀螺的制作與競(jìng)賽110
2.10?課例九:自制白醋火箭并進(jìn)行火箭性能測(cè)試131
2.11?課例十:火星風(fēng)能發(fā)電車的設(shè)計(jì)與制作140
2.12?課例十一:菜園智能小助理150
2.13?課例十二:車載溫馨提醒器的設(shè)計(jì)與制作163
2.14?課例十三:動(dòng)手玩轉(zhuǎn)麥輪小車174
2.15?課例十四:共創(chuàng)綠色智慧校園188
2.16?課例十五:自動(dòng)感應(yīng)洗手計(jì)時(shí)器198
2.17?課例十六:光影設(shè)計(jì)師210
2.18?課例十七:抗震建筑模型設(shè)計(jì)與搭建224
2.19?課例十八:利用人工濕地解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問題235
2.20?課例十九:混合動(dòng)力小車的設(shè)計(jì)與制作248
2.21?課例二十:神奇的過山車258
2.22?課例二十一:流行性感冒防治小衛(wèi)士268
2.23?課例二十二:智能紅綠燈284
2.24?課例二十三:給爸爸做一個(gè)電子賀卡294
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