本書是一本針對從事STEM教育教學工作者的全面而詳實的學習資料。它以STEM理論為指導,以實踐為基礎,從教育本書系統(tǒng)地介紹了STEM教育的有關內容,主要包括STEM教育的產生及發(fā)展歷史、STEM教育在世界各國中的具體實施、典型STEM教學模式及其應用、教學活動設計流程和教學研究案例等。 本書采用的各章節(jié)內容是基于團隊多年從事STEM教育教學實踐研究總結的成果,并呈現(xiàn)了豐富的典型案例。在本書每節(jié)末尾,我們都設置了“動動腦筋思考”環(huán)節(jié),在幫助讀者回顧所閱內容的同時激發(fā)讀者探究更多關于STEM教育的內容。 本書在內容的組織上突破傳統(tǒng)的做法,強調閱讀的策略性和及時性,使讀者在實踐操作之前不必通讀全書就可以獲取所需信息。本書在前言中介紹了全書概貌,整體呈現(xiàn)本書各章節(jié)之間的邏輯結構和內容要點,方便讀者根據(jù)自身需求進行策略性閱讀(如老師可以重點選讀第1章、第4章和第5章)或即時性閱讀(如想了解科技館STEM科普活動的設計,可以快速定位第4章來參考活動設計詳例),以達到個性化、高效率閱讀的目的。書中還提供了諸多評價量規(guī)的樣本、表格、指南、范例和準備性文件,幫助讀者實施基于STEM的教育教學及研究。 本書可作為中小學老師、高校老師進行STEM教育教學實踐研究的參考書,還可作為教育管理部門相關人士、科研院所及科技館等STEM教育從業(yè)人員的自學用書。
李艷燕:畢業(yè)于中科院計算所計算機軟件與理論專業(yè),2005年7月至2007年7月在北京師范大學教育技術學院做博士后,2007年8月至今在北京師范大學教育技術學院擔任教授。李老師先后主持國家社科基金、國家自然科學基金項目、北京市教育規(guī)劃重點課題、北京市重點實驗室共建項目等。參與國家重大基礎研究計劃 973、高等學?萍紕(chuàng)新工程重大項目培育資金等多項課題。曾經出版兩部專著。Yanyan Li, et al. (Ed.), State-of-the-Art and Future Directions of Smart Learning, Springer, 2016Maiga Chang, Yanyan Li (Ed.), Smart Learning Environments, Springer, 2013
目 錄<br/>第1章 什么是STEM教育 1<br/>1.1 STEM教育的前世今生 1<br/>STEM教育產生的背景 1<br/>1.2 揭開STEM教育的面紗 2<br/>STEM教育素養(yǎng) 2<br/>STEM教育的核心特征 4<br/>1.3 為什么要發(fā)展STEM教育 6<br/>社會轉型的現(xiàn)實需要 6<br/>未來教育發(fā)展新方向 7<br/>1.4 從STEM到STEAM 8<br/>STEAM產生背景 8<br/>STEAM教育理念 8<br/>1.5 奧利奧餅干的STEM化身 9<br/>奧利奧餅干的科學獻身 9<br/>奧利奧餅干的工程實踐 11<br/>奧利奧餅干的數(shù)學融合 12<br/>參考文獻 14<br/>第2章 STEM教育的發(fā)展 15<br/>2.1 國際STEM教育的發(fā)展 15<br/>美國STEM教育 15<br/>芬蘭STEM教育 17<br/>德國STEM教育 18<br/>英國、法國STEM教育 19<br/>日本、韓國STEM教育 20<br/>2.2 國際STEM教育典范案例 20<br/>美國PLTW項目 20<br/>芬蘭LUMA項目 21<br/>德國MINT項目 21<br/>日本STEM項目 22<br/>2.3 國內STEM教育的發(fā)展 23<br/>國內STEM教育發(fā)展歷程 23<br/>國內STEM教育研究熱點 24<br/>2.4 STEM教育聚焦工程教育 28<br/>國內工程教育一瞥 29<br/>國內工程教育的發(fā)展特點 35<br/>2.5 STEM教育實踐初探 37<br/>參考文獻 39<br/>第3章 STEM創(chuàng)新教學模式 41<br/>3.1 STEM創(chuàng)新教學模式——PBL教學模式 42<br/>PBL的教學流程 44<br/>3.2 STEM創(chuàng)新教學模式——工程設計教學模式 45<br/>常見的工程設計教學模式 46<br/>典型的工程設計過程 47<br/>3.3 STEM創(chuàng)新教學模式——CIL教學模式 49<br/>CIL教學模式與STEM教學模式 50<br/>參考文獻 55<br/>第4章 STEM創(chuàng)新教學活動設計 57<br/>4.1 PBL教學活動設計 58<br/>PBL教學活動設計流程 58<br/>PBL教學活動設計案例 61<br/>【案例一:凈水大作戰(zhàn)——設計一個污水處理裝置】 61<br/>【案例二:“星空的召喚——PBL的望遠鏡主題教育活動”】 66<br/>活動展示:探秘伽利略望遠鏡 72<br/>活動展示:揭秘開普勒式望遠鏡 75<br/>4.2 工程設計教學活動設計 79<br/>工程設計教學活動設計流程 79<br/>工程設計教學活動設計案例 81<br/>【案例一:基于Arduino的智能社區(qū)】 81<br/>活動展示:馬達的轉動 86<br/>活動展示:我的Arduino智能小車 89<br/>【案例二:Building towards the Future】 92<br/>活動展示:學習三維坐標系 95<br/>活動展示:學生操作真實的三維坐標系 97<br/>活動展示:摩天大樓的結構及其設計原理 98<br/>活動展示:設計報紙塔——怎樣抵御強風 99<br/>活動展示:從設計圖紙到驗證——設計巴爾薩塔 100<br/>4.3 CIL教學活動設計 102<br/>CIL教學活動設計流程 102<br/>CIL教學活動設計案例 104<br/>【案例:人工智能教育應用】 105<br/>活動展示:小車主題活動——出租車計價器 107<br/>活動展示:競速賽車 109<br/>參考文獻 112<br/>第5章 STEM教學研究實踐 114<br/>5.1 如何開展STEM教學研究 114<br/>基于設計的研究 114<br/>5.2 面向STEM的教學評價 117<br/>國外STEM教學評價 117<br/>國內STEM教學評價 119<br/>關于構建STEM評價體系的一些思考 120<br/>5.3 工程設計教學研究案例 121<br/>工程設計的小學科學STEM教育活動研究 123<br/>【活動設計階段】 123<br/>【活動實施階段】 130<br/>【研究結果分析與評價】 134<br/>5.4 CIL教學研究案例 141<br/>第一輪迭代研究 142<br/>第二輪迭代研究 143<br/>第三輪迭代研究 145<br/>CIL中教學環(huán)節(jié)設置的變化 148<br/>CIL教學模式的效果分析 149<br/>參考文獻 151<br/>第6章 STEM教育的未來與展望 153<br/>6.1 STEM教育前行之難 153<br/>關于STEM課程 154<br/>關于STEM教師的發(fā)展 158<br/>6.2 STEM教育探索之路 160<br/>STEM與VR/AR 160<br/>STEM與大數(shù)據(jù) 161<br/>STEM與人工智能 161<br/>6.3 STEM教育理想之光 162<br/>參考文獻 164<br/>附錄A 166<br/>附錄B 179<br/><br/>