《指向关键能力的STEM课程构建》尝试着对STEM课程的建构进行全面系统的探讨。拟构建指向关键能力的STEM课程，构建指向关键能力的STEM学习模型，构建指向关键能力的STEM课程评价体系，以期丰富基于关键能力的STEM教育研究经验，充实和完善相关研究内容。提高开展基于关键能力的STEM教育的实践能力，并为培养中小学生的关键能力提供新思路。

该书既有理论技术的探究，亦包含了大量翔实的实践案例，还呈现了大量的工具性图表，这也正是该书隐含的一方面内容，除了要让一线教师理解“STEM教育十关键能力”的内涵，让他们知道如何开展指向关键能力的STEM教育，教师们也可以选择其中的一些案例进行尝试，还可以稍加改造书中的图表，把这些图表当“工具”使用。这些都为提高一线STEM教师队伍水平贡献了一份力量。

绪言

第一章 基于STEM教育的关键能力培养

第一节 基于STEM教育学习力的培养

第二节 基于STEM教育合作能力的培养

第三节 基于STEM教育创新能力的培养

第四节 基于STEM教育劳动素养的培养

第五节 基于STEM教育工程思维的培养

第二章 STEM课程设计

第一节 STEM课程目标

第二节 STEM课程设置

第三节 STEM课程实施

第三章 STEM课程的构建

第一节 基于小学科学教材构建STEM课程

第二节 基于实践活动构建STEM课程

第三节 基于社团活动构建STEM课程

第四章 STEM教学设计

第一节 创设情境 项目启动

第二节 明确任务 项目分解

第三节 设计制作 项目实施

第四节 创意测试 项目改进

第五节 创意分享 项目评价

第五章 STEM教育评价

第一节 STEM教育评价体系的构建

第二节 STEM学习的评价方式

第三节 STEM教育常用的评分工具

第六章 STEM教学实践

第一节 物质科学领域——空气动力小车

第二节 生命科学领域——制作植物模型

第三节 地球与宇宙科学领域——制作太阳系模型

第四节 技术与工程领域——搭支架

参考文献

后记

信息时代，科学技术突飞猛进，新的科学发现和技术创新不断涌现，科技创新正对社会和经济的发展起着越来越重要的作用，正如习近平总书记所说：“创新是引领发展的第一动力，科技是战胜困难的有力武器。”但当前的学校教育并未完全适应信息时代对科技创新的要求，以分科为主的课程学习与以实践创新为主的核心素养不匹配。当前课堂中的所有要素——年级结构、教材、课堂座位安排、讲授制——无不是为了效率，实现“知识”到“人”最快捷的批量传递。教育不仅仅是批量快速地给学生灌输知识，更重要的是发展学生的核心素养，即发展学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。为适应信息化时代对人才的要求，广大教育工作者不断地探索实践新的教育理念，项目式学习、STEM教育、关键能力等是近年来教育工作者关注的教育热点。

STEM教育是以工程项目为驱动，学生利用在科学、技术、工程、数学各领域学到的知识来解决真实世界中的复杂问题。项目式学习则以项目为驱动，把分散的学科问题统整、融合，学生通过项目实践、合作学习来解决复杂问题。项目式学习是STEM教育重要的学习方式，项目式学习与STEM教育都具有系统性、跨学科性、统整性、创造性与复杂性等重要特征。STEM教育与项目式学习都因着眼于复合型创新性人才的培养和劳动力水平的提高而受到世界教育改革的关注。

在大家热衷追捧STEM教育、项目式学习的同时，一些现象也应引起我们的关注：①流程式项目学习，特别注重项目流程，在学习之前，已告知学习流程，学生只需完成项目流程中的每一项内容即可，并不关注学生基于真实情境下解决问题能力的培养；②套材化STEM教育，部分学校购买商业开发的STEM学习套材，仅仅让学生按说明图纸“拼装”出精致的作品，并不注重学生的原创能力的培养，这种套材化教育，严重限制了学生的创造力，与STEM教育理念背道而驰；③拼图式STEM教育，各学科围绕同一项目，各教各的，学科之间并没有基于解决真实问题进行统整、融合；④碎片化STEM课程，为蹭热点而开设，课程散乱随意，内容五花八门，没有学校层面的整体规划与评估；⑤残缺式STEM课程，有些STEM课程照搬国外或网上素材，并没有进行校本化改造，甚至连课程目标都不清楚，缺少对课程实施前的分析与课程实施后的评价。这些课程有些是“伪”STEM教育，有些是不完整的STEM课程。

“流程式项目学习”“套材化STEM教育”“拼图式STEM教育”，这些课程更多的是关注STEM课程的外在表现，而没关注STEM课程以下关键特征：STEM教育是多学科融合而非学科拼凑；是学生主动实践而非走固定流程；是注重真实情境中的问题解决而非使用套材；结果是开放的、答案是多元的而非只一个标准答案。STEM教育的这些特征有利于复合型创新性人才培养和劳动力水平的提高，因此从传统的分科学习到融合的STEM学习，受到越来越多有识之士的重视。

STEM教育为学生提供了运用所学知识解决真实情境下复杂问题的机会，不仅仅是按说明图纸“拼装”精致作品的简单手工操作，而且是跨学科的融合学习。即使是科学课，学生的学习也是通过科学学科把技术、工程、数学等学科知识有效地链接、应用、融合成一个整体，学生综合应用科学、技术、工程、数学等学科知识解决基于真实情境的复杂问题。各学科之间的关系并非“拼图式”，而是因解决复杂问题而融合为一个整体，在解决复杂问题的过程中，涉及科学、艺术、技术、工程、数学等学科知识，就像一朵雏菊，科学是花蕊，艺术、技术、工程、数学是花瓣，它们形成一个整体，项目是支撑花瓣、花蕊的花托与枝干。科学知识与关键能力在问题解决的过程中相遇，基于真实情境的学习促进课堂所学知识和技能向生活世界的链接与迁移，由此达成培养关键能力的目标。

教师往往把STEM教育作为孤立的一门课程或项目进行研究，未能找到与现有课程整合的切入点，既不能有效地融入现有的课程体系，也没有能力自主构建独立的STEM课程，但又想蹭热点开设STEM课程。因大家对STEM的理解不同，所以开设的STEM课程散乱、随意，实施的内容五花八门，没有标准、不成体系，是“碎片化STEM课程”。STEM课程是实现STEM教育理念和教育目标的主要载体。我们可以把STEM课程纳入现有课程体系，把STEM教育纳入现有课程体系的切入点就是让学科知识与关键能力在问题解决的过程中进行无缝链接。现有的分科课程已很多，也开设了一些综合性课程，如综合实践、科学、艺术等等，如果再增设一门独立的STEM课程，或许会增加学校、老师、学生的负担。当然，不断做加法的课程，也无法满足未来社会的发展需求。因此，把STEM教育纳入现有课程体系，以某一项目统整科学、数学、工程、技术等学科，是实现学科知识的相互链接与迁移和实现深度学习的有效途径。那么学校如何利用现有课程资源构建STEM课程呢？具体来说，主要通过以下三种途径构建STEM课程：一是通过创造性地使用原有教材内容、改编教材内容、创编教材内容等形式构建基于教材的STEM课程；二是通过研学课程、假日课程、节日课程等实践活动构建基于实践活动的STEM课程；三是通过创客、模型制作、机器人、3D打印等社团活动构建基于社团活动的STEM教育。

STEM教育是面向青少年的教育，也是进入学校的教育，因此对什么样的STEM课程能够进入学校、期望取得什么样的效果、目前已有的众多STEM项目是否达到了预期的效果、最终培养的STEM人才质量是否与国家的发展需求相匹配都应该有相应的标准和评估机制，即需要建立完善的STEM课程评价体系。课程评价是课程开发活动的最后一个环节，它具有改进、选拔和导向等重要功能，缺少评价的STEM课程，我称之为“残缺式STEM课程”。为了保证STEM教育有效健康地发展，避免乱象丛生、参差不齐，我们可以从学校评价、课程评价、教学评价、学习评价四个维度建立STEM教育的相应标准与评估机制。

总体而言，我国STEM教育进入蓬勃发展阶段，但目前也面临着不少的困难和挑战：缺少国家战略高度的STEM教育顶层设计；缺少STEM课程的整体设计；STEM课程的标准与评估机制尚未建立；STEM教育师资队伍整体水平不高。本书尝试着对STEM课程的建构进行全面系统的探讨。拟构建指向关键能力的STEM课程，构建指向关键能力的STEM学习模型，构建指向关键能力的STEM课程评价体系，以期丰富基于关键能力的STEM教育研究经验，充实和完善相关研究内容。提高开展基于关键能力的STEM教育的实践能力，并为培养中小学生的关键能力提供新思路。

本书既有理论技术的探究，亦包含了大量翔实的实践案例，还呈现了大量的工具性图表，这也正是本书隐含的一方面内容，除了要让一线教师理解“STEM教育十关键能力”的内涵，让他们知道如何开展指向关键能力的STEM教育，教师们也可以选择其中的一些案例进行尝试，还可以稍加改造书中的图表，把这些图表当“工具”使用。这些都为提高一线STEM教师队伍水平贡献了一份力量。当然，本书的读者除了中小学一线教师以外，还包括教育行政人员、中小学校长、课程与评价专家、大学教育专业的学生以及从事STEM教育培训的人员等等。