STEM创新教学模式与实践

本书是一本针对从事STEM教育教学工作者的全面而详实的学习资料。它以STEM理论为指导，以实践为基础，从教育本书系统地介绍了STEM教育的有关内容，主要包括STEM教育的产生及发展历史、STEM教育在世界各国中的具体实施、典型STEM教学模式及其应用、教学活动设计流程和教学研究案例等。 本书采用的各章节内容是基于团队多年从事STEM教育教学实践研究总结的成果，并呈现了丰富的典型案例。在本书每节末尾，我们都设置了“动动脑筋思考”环节，在帮助读者回顾所阅内容的同时激发读者探究更多关于STEM教育的内容。 本书在内容的组织上突破传统的做法，强调阅读的策略性和及时性，使读者在实践操作之前不必通读全书就可以获取所需信息。本书在前言中介绍了全书概貌，整体呈现本书各章节之间的逻辑结构和内容要点，方便读者根据自身需求进行策略性阅读（如老师可以重点选读第1章、第4章和第5章）或即时性阅读（如想了解科技馆STEM科普活动的设计，可以快速定位第4章来参考活动设计详例），以达到个性化、高效率阅读的目的。书中还提供了诸多评价量规的样本、表格、指南、范例和准备性文件，帮助读者实施基于STEM的教育教学及研究。 本书可作为中小学老师、高校老师进行STEM教育教学实践研究的参考书，还可作为教育管理部门相关人士、科研院所及科技馆等STEM教育从业人员的自学用书。

"李艳燕毕业于中科院计算所计算机软件与理论专业，2005年7月至2007年7月在北京师范大学教育技术学院做博士后，2007年8月至今在北京师范大学教育技术学院担任教授。李老师先后主持国家社科基金、国家自然科学基金项目、北京市教育规划重点课题、北京市重点实验室共建项目等。参与国家重大基础研究计划 973、高等学校科技创新工程重大项目培育资金等多项课题。曾经出版两部专著。Yanyan Li, et al. (Ed.), State-of-the-Art and Future Directions of Smart Learning, Springer, 2016 Maiga Chang, Yanyan Li (Ed.), Smart Learning Environments, Springer, 2013 "

目 录＜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教育产生的背景 1＜br/＞1.2 揭开STEM教育的面纱 2＜br/＞STEM教育素养 2＜br/＞STEM教育的核心特征 4＜br/＞1.3 为什么要发展STEM教育 6＜br/＞社会转型的现实需要 6＜br/＞未来教育发展新方向 7＜br/＞1.4 从STEM到STEAM 8＜br/＞STEAM产生背景 8＜br/＞STEAM教育理念 8＜br/＞1.5 奥利奥饼干的STEM化身 9＜br/＞奥利奥饼干的科学献身 9＜br/＞奥利奥饼干的工程实践 11＜br/＞奥利奥饼干的数学融合 12＜br/＞参考文献 14＜br/＞第2章 STEM教育的发展 15＜br/＞2.1 国际STEM教育的发展 15＜br/＞美国STEM教育 15＜br/＞芬兰STEM教育 17＜br/＞德国STEM教育 18＜br/＞英国、法国STEM教育 19＜br/＞日本、韩国STEM教育 20＜br/＞2.2 国际STEM教育典范案例 20＜br/＞美国PLTW项目 20＜br/＞芬兰LUMA项目 21＜br/＞德国MINT项目 21＜br/＞日本STEM项目 22＜br/＞2.3 国内STEM教育的发展 23＜br/＞国内STEM教育发展历程 23＜br/＞国内STEM教育研究热点 24＜br/＞2.4 STEM教育聚焦工程教育 28＜br/＞国内工程教育一瞥 29＜br/＞国内工程教育的发展特点 35＜br/＞2.5 STEM教育实践初探 37＜br/＞参考文献 39＜br/＞第3章 STEM创新教学模式 41＜br/＞3.1 STEM创新教学模式――PBL教学模式 42＜br/＞PBL的教学流程 44＜br/＞3.2 STEM创新教学模式――工程设计教学模式 45＜br/＞常见的工程设计教学模式 46＜br/＞典型的工程设计过程 47＜br/＞3.3 STEM创新教学模式――CIL教学模式 49＜br/＞CIL教学模式与STEM教学模式 50＜br/＞参考文献 55＜br/＞第4章 STEM创新教学活动设计 57＜br/＞4.1 PBL教学活动设计 58＜br/＞PBL教学活动设计流程 58＜br/＞PBL教学活动设计案例 61＜br/＞【案例一：净水大作战――设计一个污水处理装置】 61＜br/＞【案例二：“星空的召唤――PBL的望远镜主题教育活动”】 66＜br/＞活动展示：探秘伽利略望远镜 72＜br/＞活动展示：揭秘开普勒式望远镜 75＜br/＞4.2 工程设计教学活动设计 79＜br/＞工程设计教学活动设计流程 79＜br/＞工程设计教学活动设计案例 81＜br/＞【案例一：基于Arduino的智能社区】 81＜br/＞活动展示：马达的转动 86＜br/＞活动展示：我的Arduino智能小车 89＜br/＞【案例二：Building towards the Future】 92＜br/＞活动展示：学习三维坐标系 95＜br/＞活动展示：学生操作真实的三维坐标系 97＜br/＞活动展示：摩天大楼的结构及其设计原理 98＜br/＞活动展示：设计报纸塔――怎样抵御强风 99＜br/＞活动展示：从设计图纸到验证――设计巴尔萨塔 100＜br/＞4.3 CIL教学活动设计 102＜br/＞CIL教学活动设计流程 102＜br/＞CIL教学活动设计案例 104＜br/＞【案例：人工智能教育应用】 105＜br/＞活动展示：小车主题活动――出租车计价器 107＜br/＞活动展示：竞速赛车 109＜br/＞参考文献 112＜br/＞第5章 STEM教学研究实践 114＜br/＞5.1 如何开展STEM教学研究 114＜br/＞基于设计的研究 114＜br/＞5.2 面向STEM的教学评价 117＜br/＞国外STEM教学评价 117＜br/＞国内STEM教学评价 119＜br/＞关于构建STEM评价体系的一些思考 120＜br/＞5.3 工程设计教学研究案例 121＜br/＞工程设计的小学科学STEM教育活动研究 123＜br/＞【活动设计阶段】 123＜br/＞【活动实施阶段】 130＜br/＞【研究结果分析与评价】 134＜br/＞5.4 CIL教学研究案例 141＜br/＞第一轮迭代研究 142＜br/＞第二轮迭代研究 143＜br/＞第三轮迭代研究 145＜br/＞CIL中教学环节设置的变化 148＜br/＞CIL教学模式的效果分析 149＜br/＞参考文献 151＜br/＞第6章 STEM教育的未来与展望 153＜br/＞6.1 STEM教育前行之难 153＜br/＞关于STEM课程 154＜br/＞关于STEM教师的发展 158＜br/＞6.2 STEM教育探索之路 160＜br/＞STEM与VR/AR 160＜br/＞STEM与大数据 161＜br/＞STEM与人工智能 161＜br/＞6.3 STEM教育理想之光 162＜br/＞参考文献 164＜br/＞附录A 166＜br/＞附录B 179＜br/＞＜br/＞