基于课程标准的教学设计 有趣有料有效的STEM跨学科培养教学方案 教师用书 教学法 中国青 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 翰林书苑图书专营店

出版社： 中国青年出版社

ISBN：9787515349879

商品编码：26869141287

丛书名： 教学设计

序　科创教育推动跨学科教学/ 杨念鲁  

序　设计“双赢”的STEM教育课程　建构适应课程改革的新能力 / 李希贵  

序　“STEM 创意写作”：科创教育实践的新思路 / 李亦菲 

前　言  

阅读指南  

课堂教案

1  “日光节约时制”——夏时制中的科学  

学生们可以用一些荒诞可笑的假说来解释夏时制，然后将这些假说写下来。通过这个过程，学生们可以充分了解科学方法的基本知识。

2  制作纸飞机游戏  

学生们可以有机会动手制作高性能的纸飞机，同时，在这个过程中，他们可以接触到科技写作和工程学的基本原则。

3  自制冰激凌与火箭科学  

通过冰激凌从液态到固态的过程，探索物理特性和工程原理，并设计制造一个存放冰激凌的冷藏箱。

4  星球欧不裂  

虽然学生们可能会有一点儿狼狈，但他们可以通过黏糊糊的欧不裂来探索我们的宇宙以及宇宙中的生物形态。

5  如何进行科幻写作  

在本课中，学生们将进行大量的写作练习，学会如何结合科学原理和自己的想象力来创作一些非常棒的故事。

6  制造声波  

学生们通过制造属于自己的乐器和探索声波的特性，一步步发现音乐与数学之间的关系。

7  那里面可能有骨头  

嘘……这是一个秘密。学生们将利用自己所掌握的侦探技巧来辨别一个神秘之物中究竟有些什么东西，并且在这个过程中学习一些相关的生物学知识。

8  打造锡纸船  

工程师——听起来真厉害！学生们将会尽己所能设计并测试一艘航海锡纸船。在这个过程中，他们将接触到一些关于密度的知识，然后结合新学到的知识，创作乘船冒险和探险的故事。

9  水，到处都是水，可是没一滴能喝  

不管对于哪一个STEM学科来说，水都是非常重要的。在本课堂中，学生们首先会用不同方法污染水，随后打造合适的净水器对水进行净化，以此来探索水的不同特性。

10  关于超能力的科学  

在这个关于超能力的课堂中，学生们将会开展DNA提取、飞机设计、打造秘密基地，还有机会设计一款能够帮助超ji英雄拯救世界的安全的交通工具。

11  无限循环  

在本课中，数学将会与诗歌摩擦出精彩的火花。

12  重写僵尸启示录  

这是对学生的考验。学生需要利用自己科学方面的所有知识，用智慧去战胜入侵者僵尸。

附录一　自我评价表  

附录二　学生问卷调查  

附录三　科学百科  

《基于课程标准的STEM教学设计：有趣有料有效的STEM跨学科培养教学方案》这是一本关于STEM学科和创意写作融合培养的教学方法书。本书收录了12个简单、有趣又吸引人的各种各样主题的课堂教案，涉及到物理、生物、数学、科学和写作等知识内容，比如音乐中的物理、科幻小说写作、超能力背后的科学、航空航天等，仔细规划了讲解、实验、讨论等教学活动的时间，介绍了激发学生学习STEM的内在动力和天生好奇心的教学方法。在每一个教案中，有效引导和实施STEM学科和写作的融合，帮助教师用学生感兴趣的方式讲解知识，并训练学生使用科学语言写作和描述事实的能力。

《STEM教育：点燃孩子们的科学好奇心与创造力》 引言 在信息爆炸、科技飞速发展的今天，STEM（科学、技术、工程、数学）教育的重要性已毋庸置疑。它不再是简单的学科知识传授，而是培养学生解决问题能力、创新思维、团队协作以及适应未来社会需求的综合性教育模式。本书旨在为一线教育工作者提供一套系统、实用的STEM跨学科教学设计理念与实践方案，帮助教师们在日常教学中，点燃孩子们对科学的好奇心，激发他们的创造潜能，培养具备未来核心竞争力的优秀人才。 第一部分：STEM教育的时代脉搏与教育哲学 1. STEM教育的兴起与时代背景： 全球视野下的STEM浪潮： 简述STEM教育在全球范围内的兴起，及其与国家发展战略、人才培养需求的紧密联系。分析当前世界科技革命对教育提出的新挑战与新要求。 中国特色STEM教育的探索： 结合中国教育改革的进程，探讨STEM教育在中国的发展现状、面临的机遇与挑战。强调STEM教育与中国“立德树人”根本任务的有机统一。 为什么要推行STEM教育？ 从宏观层面分析STEM教育对培养创新型人才、提升国家竞争力、促进社会可持续发展的意义。具体阐述STEM教育如何帮助学生构建跨学科的知识体系，形成科学的世界观和方法论。 2. STEM教育的核心理念与教育哲学： “跨学科”：打破学科壁垒，融汇贯通： 深入阐释STEM教育的“跨学科”特质，并非简单地将四个学科进行叠加，而是强调它们之间的内在联系与相互促进。举例说明，例如，设计一个能解决生活问题的机器人，就需要整合科学（机械原理、电路）、技术（编程、传感器）、工程（结构设计、材料选择）和数学（几何、代数、比例）等多个领域的知识。 “探究式学习”：从“知道”到“做到”，从“听”到“创”： 强调STEM教育的核心在于“做中学”（Learning by Doing）和“探究式学习”（Inquiry-Based Learning）。教师的角色从知识的传授者转变为学习的引导者、促进者和合作者。鼓励学生主动发现问题、提出假设、设计实验、收集数据、分析结果，并从中得出结论。 “问题导向”与“项目式学习”：解决真实世界的问题： STEM教育的精髓在于以真实世界中的问题为驱动，引导学生通过项目式学习（Project-Based Learning）来解决问题。这种学习方式能够极大地激发学生的学习兴趣和内在动机，让他们感受到学习的价值和意义。 “计算思维”与“工程思维”：构建解决问题的能力框架： 详细介绍计算思维（将复杂问题分解、模式识别、抽象化、算法设计）和工程思维（定义问题、构思解决方案、原型制作、测试与迭代）在STEM教育中的重要性，以及如何将其融入教学实践。 “核心素养”的培养：面向未来的全面发展： STEM教育不仅仅是学科知识的习得，更是为了培养学生在21世纪生存和发展所必需的核心素养，包括但不限于：批判性思维、创造力、合作能力、沟通能力、信息素养、科学探究能力、设计与创新能力等。 第二部分：基于课程标准的STEM跨学科教学设计框架 1. 精准对接课程标准：STEM教育的“根”与“魂”： 理解课程标准： 详细解读国家关于义务教育课程设置的指导意见，以及各学科的课程标准。强调STEM教学设计必须以国家课程标准为根本依据，确保教学内容与学段目标相符。 “标准驱动”的STEM教学设计： 如何从课程标准的学科知识点、能力要求、核心素养目标出发，提炼出适合开展STEM跨学科教学的切入点和主题。例如，学习“力与运动”的物理知识，可以与“设计一个能运送货物的简易装置”的工程项目相结合。 知识、技能与素养的整合： STEM教学设计不是孤立的，而是要将各学科的知识点、操作技能与STEM核心素养的培养目标进行有机融合，形成整体的教学目标。 2. 构建STEM跨学科教学设计模型： “问题-项目-探究-创造”四维一体设计模型： 发现真实问题： 如何引导学生从生活、自然、社会中发现值得探究的STEM问题，例如“如何设计一个更节能的照明系统？”、“如何净化被污染的水源？”。 设计STEM项目： 基于问题，设计一个具有挑战性、趣味性和操作性的STEM项目。项目应包含明确的学习目标、可行的步骤、所需的资源和评价标准。 引导科学探究： 在项目执行过程中，引导学生运用科学探究方法，如观察、实验、测量、分析等，去理解问题背后的科学原理。 鼓励协同创造： 鼓励学生通过合作，运用技术、工程、数学知识，设计、制作、测试、优化解决方案，最终实现创造。 PBL（Project-Based Learning）与STEM的融合： 详细阐述项目式学习在STEM教育中的应用，包括项目选择、团队组建、任务分配、过程指导、成果展示等关键环节。 STEAM（Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics）的延伸思考： 简要探讨在STEM教育中融入艺术（Arts）的价值，以及如何通过艺术设计、美学理念提升STEM作品的观赏性和创新性，培养更具综合素养的人才。 3. 教学环节的设计要点： 激发兴趣与情境创设： 如何通过生动的导入、引人入胜的故事、有趣的实验现象来激发学生对STEM学习的兴趣，创设真实或模拟的探究情境。 引导探究与协作： 教师在教学过程中扮演何种角色？如何通过提问、示范、支持来引导学生主动探究？如何组织和管理学生小组合作？ 技术工具的应用： 介绍适合STEM教学的各类技术工具，如编程软件（Scratch, Python）、3D打印机、传感器、机器人套件、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）技术等，以及如何在教学中有效运用这些工具。 数学思维的渗透： 如何在STEM项目中自然地融入数学概念和数学思维，例如利用数据分析、几何建模、函数关系等解决问题。 成果展示与评价： 如何让学生展示他们的项目成果？STEM项目的评价体系应包含哪些维度？如何进行过程性评价与终结性评价？ 第三部分：STEM跨学科教学方案示例与实践指导 1. 具体教学方案设计（示例）： 示例一：环保主题——“我的绿色家园” 目标学段： 小学中高年级 核心问题： 如何减少家庭垃圾，保护环境？ 学科融合： 科学： 认识垃圾分类的科学原理、了解废弃物的降解过程、学习简单的环保知识。 技术： 学习使用简单的编程工具设计与垃圾分类相关的互动游戏或提示应用。 工程： 设计和制作环保分类垃圾桶、简易的堆肥装置、或利用废弃物制作有用的物品。 数学： 统计家庭垃圾的种类和数量，计算垃圾的减量化效果，理解百分比等概念。 项目活动： 开展家庭垃圾分类实践、设计和制作环保海报、组织一次环保主题班会、制作“变废为宝”的手工艺品。 评价方式： 学生项目报告、作品展示、小组合作情况、知识问答。 示例二：机械运动主题——“让小车动起来” 目标学段： 初中 核心问题： 如何设计一个能够自主移动并完成特定任务的小车？ 学科融合： 科学： 学习力的概念（推力、摩擦力、重力）、运动规律、简单电路知识。 技术： 学习使用图形化编程或简单的代码（如Arduino C）控制电机、传感器。 工程： 设计小车的底盘结构、选择合适的驱动方式、集成传感器和控制模块，制作小车原型。 数学： 计算小车的速度、距离、时间关系，利用比例和几何知识进行结构设计。 项目活动： 组装和调试小车、编写控制程序、测试小车在不同路况下的行驶能力、设计小车完成迷宫穿越或障碍越野任务。 评价方式： 小车设计图、程序代码、测试报告、任务完成度、团队协作表现。 （可设计更多不同主题、不同学段的示例方案，例如：人工智能初步、智能家居体验、水资源利用、太空探索等） 2. 教师的角色与能力提升： 从“知识传授者”到“学习引导者”： 阐述教师在STEM教育中的新定位，强调引导、提问、支持、激发学生主动性和创造性的重要性。 跨学科教学能力的培养： 教师如何提升自己的跨学科知识储备和教学设计能力？建议教师们主动学习新的科学技术知识，参与相关的培训和交流活动。 问题解决与创新思维的示范： 教师应成为学生解决问题和创新思维的榜样，在教学中展现出积极探索、勇于试错的态度。 信息技术与工具的应用： 鼓励教师熟练掌握和应用各种STEM教学相关的软硬件工具，利用技术提升教学效果。 与家长和社区的合作： 鼓励教师与家长沟通，争取家庭支持；与社区资源对接，拓展STEM学习的空间和可能性。 3. STEM教学的评价与反思： 多元化的评价方式： STEM教育的评价应超越传统的纸笔测试，采用更加多元化的方式，包括项目展示、作品集、过程性评价、同行评价、自我评价等。 关注过程与结果： 评价不仅要看最终成果，更要关注学生在学习过程中的思考、探索、合作与进步。 教学反思与持续改进： 鼓励教师对每一次STEM教学活动进行反思，总结经验，不断优化教学设计，提升教学质量。 结语 STEM教育是一场深刻的教育变革，它呼唤着教育者们用全新的视角和创新的方法去培养下一代。本书提供了一套系统性的STEM跨学科教学设计理念和实践指南，希望能为广大教育工作者提供有力的支持，让STEM教育在课堂中落地生根，开花结果。让我们携手同行，用科学、技术、工程、数学的智慧，点燃孩子们探索世界的火花，为他们的未来赋能，为国家的创新发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁的白色字体，一下子就抓住了我的注意力。我一直很喜欢那种设计风格，感觉既专业又不失艺术感，拿在手里很有分量，纸张的质感也相当不错，翻阅起来非常舒服，不会有廉价感。内容排版上，作者显然花了不少心思，字里行间留白得当，使得阅读体验非常流畅，即便是面对稍显复杂的理论概念，也能保持清晰的脉络。更让我惊喜的是，书中的插图和图表，设计得非常直观且富有现代感，那些流程图和案例分析的视觉呈现，比起我读过的许多同类书籍都要精美和高效，能够迅速帮助读者抓住核心要点。整体来看，这本书从外在到内在，都体现出一种对细节的极致追求，这种对“美”和“功能性”的平衡把握，极大地提升了阅读的愉悦度和知识吸收的效率。对于一个注重阅读体验的书籍爱好者来说，光是翻开它，就已经是一种享受了。我能感受到出版方在制作这本书时，是真正用心去对待读者的，这种用心，是能从细节中品味出来的，让人忍不住想要立刻沉浸其中，探索它所蕴含的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格有一种奇妙的魔力，它不像传统的学术著作那样严肃刻板，反而是充满了活力和一种对教育的赤诚热情。作者的笔触非常生动，读起来就像是和一位学识渊博却又风趣幽默的同行在深夜咖啡馆里交流心得。他常常会穿插一些自己教学过程中的“翻车”经历或者“灵光乍现”的瞬间，这种坦诚和真实感，瞬间拉近了与读者的距离。他很少使用晦涩难懂的教育术语，即便需要引入专业概念，也会用日常的语言和生动的比喻来加以解释，让即便是初次接触这些前沿教育理念的读者也能毫不费力地跟上节奏。阅读过程中，我常常会因为某个巧妙的观点或某个有趣的例子而会心一笑，这种轻松愉快的阅读体验，极大地降低了知识学习的心理门槛。它成功地做到了寓教于乐，让学习不再是枯燥的任务，而是一场充满惊喜的探索之旅，这种对“人”的关怀，在教育书籍中是极其难得的。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢这本书中强调的“未来导向”和“文化适应性”的视角。在快速变化的21世纪，教育的终极目标已经不再是知识的灌输，而是培养学生面向未知的适应能力和创新精神。这本书非常敏锐地捕捉到了这一点，它提供的教学方案并非僵硬的模板，而是鼓励教师根据本地的文化背景、学生的兴趣点以及社区的资源，进行富有创造性的本地化改造。作者反复强调，真正的有效教学，必须是深深扎根于现实土壤的，要善于利用身边的资源，将教室延伸到社区乃至自然环境中。这种“立足本土、放眼世界”的视野，让整本书的理论框架显得既扎实又富有生命力，它没有将教师塑造成单纯的执行者，而是激发了他们作为教育设计师和课程创新者的潜能。读完之后，我感觉自己的教育视野被极大地拓宽了，不再局限于传统的学科壁垒，而是开始思考如何培养能够真正适应和塑造未来世界的公民。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究如何将跨学科的思维模式更有效地融入日常教学实践中，市面上很多理论书籍读起来总是高高在上，缺乏可操作性，感觉像是空中楼阁。然而，这本书真正触动我的地方在于，它似乎能精准地把握住一线教师的困境，用一种极其接地气的方式来阐述复杂的教育理念。它不是空泛地谈论“为什么要做STEM教育”，而是像一位经验丰富的导师，手把手地教你“怎么做”。我特别欣赏其中对不同学科知识点进行有机整合的具体案例解析，那种将物理、数学、工程知识在解决一个实际问题时自然交织在一起的示范，真是醍醐灌顶。它提供了一套清晰的、可复制的“脚手架”，让原本觉得无从下手的教师，也能鼓起勇气去尝试设计那些宏大且复杂的项目式学习。这种从“知道”到“做到”的转化路径，才是真正有价值的教育资源，它带来的不是压力，而是实实在在的信心和方向感。我感觉自己手里握着的，不再是一本理论书，而是一套经过实战检验的“工具箱”，里面装着解决教学难题的精良器械。

评分☆☆☆☆☆

让我印象尤为深刻的是，这本书对于“评价体系”的探讨。在如今这个高度重视量化成果的时代，如何科学、公正地评价跨学科项目学习的效果，一直是困扰我的一个大难题。这本书并没有简单地套用传统的笔试或测验模式，而是深入挖掘了形成性评价在整个教学循环中的核心地位。它提供了一系列细致入微的观察工具和多元化的成果展示方式，比如如何通过学生的作品集分析其思维的深度、如何设计有效的同伴互评机制，甚至是如何评估团队协作中的贡献度。这些工具不仅具有很高的专业性，而且在实际操作中显得非常可行。它引导我们跳出“分数至上”的窠臼，转而关注学生在解决问题过程中展现出的能力发展和思维的迁移。这不仅仅是关于“教什么”和“怎么教”的指南，更是一部关于“如何真正看到学生的成长”的深刻反思录，对于重塑教师的评价观有着颠覆性的影响。