本书是中国教育科学研究院《中国未来学校创新计划2.0》立项课题“核心素养导向下的STEM教育实践研究”(2020CFS007)的研究成果。

本书共分4篇10章，其观念篇中包含核心素养时代的教育改革、STEM教育对接核心素养发展两部分；理论篇中介绍了STEM教育的内涵与发展、STEM教育的实施模型两部分；实践篇中讲述STEM理念下的学与教设计、STEM教育的途径与方法、STEM教育中的技术及STEM教育的管理学四个方面；案例篇介绍国内外STEM教育优秀项目和案例，本书理论联系实际，既重视中国学生发展核心素养背景下的教育理论，又与国内外中小学STEM教育发展实践相结合。

本书可作为高等学校教育类专业本科生、教育硕士生相关课程的教材或参考书，也可供中小学在职教师及从事各学科教育学、教育信息化管理以及教育实践的人员阅读。

杜娟，沈阳师范大学副教授，辽宁省电教馆规划部主任。主要从事基础教育信息化相关研究，主持国j级项目3项，省级课题5项，发表论文10余篇，出版图书2部，国j级创客教育活动评委、参与省级信息化教学活动策划组织。

石雪飞，沈阳师范大学讲师，教育技术学硕士。主要从事教育资源建设、STEM教育方面研究，主持省级课题3项，发表论文10余篇，主编教材4部，省级高等教育教学成果奖成员，教育部-乐高“创新人才培养计划”种子教师。

邹丽娜，沈阳师范大学讲师，从事计算机基础教学工作，在STEM教育方面有较深入的研究与实践，在教学过程中融入创新方法教学理念，以设计思维的视角进行教学内容及教学过程的改革，曾被授予“教育部在线教育研究中心智慧教学之星”、“全国计算机设计大赛优秀指导教师”等荣誉称号。

第一篇 观念篇

第1章 核心素养时代的教育改革 3

1.1 核心素养的产生：从知识传授到全面育人 3

1.1.1 时代背景下核心素养的提出 4

1.1.2 不同组织提出核心素养内容 5

1.1.3 各类核心素养框架结构特点 16

1.1.4 中国特色核心素养的诞生 20

小结 22

活动建议 23

1.2 核心素养的分解：从总体框架到学科素养 23

1.2.1 中国学生发展核心素养的框架 23

1.2.2 学科核心素养含义与结构系统 27

1.2.3 学科核心素养要点与课标关系 29

小结 31

活动建议 32

1.3 核心素养的落地：从能力培养到素养形成 32

1.3.1 目标：从三维目标到核心素养 32

1.3.2 教学：从分科教学到跨科融合 36

1.3.3 教师：从规范教书到课程自觉 37

小结 39

活动建议 39

第2章 STEM教育对接核心素养发展 40

2.1 STEM教育的起源与形成：培养复合型竞争人才 40

2.1.1 STEM教育的起源 41

2.1.2 一个优秀案例展示 42

2.1.3 STEM教育的特点 46

2.1.4 STEM的相关概念 50

小结 52

活动建议 53

2.2 STEM教育对接核心素养：素养导向的必然选择 53

2.2.1 STEM教育与核心素养对接的必然性 53

2.2.2 STEM教育与核心素养对接的可能性 55

2.2.3 STEM教育与核心素养对接的现实性 57

小结 62

活动建议 62

第二篇 理论篇

第3章 STEM教育的内涵与发展 65

3.1 STEM教育的要素与内涵：真实情境跨学科教育 66

3.1.1 STEM教育的学科要素 66

3.1.2 STEM教育的内涵解读 70

小结 75

活动建议 76

3.2 STEM教育的现状与发展：培育国家创新人才 76

3.2.1 各国STEM教育发展现状 76

3.2.2 STEM教育未来推动方向 79

3.2.3 中国STEM教育面临挑战 83

小结 84

活动建议 84

3.3 STEM课程本土化开发实施：素养提升的重要载体 84

3.3.1 STEM课程开发的特殊性 84

3.3.2 STEM课程开发的经验 85

3.3.3 STEM课程的开发重构 90

3.3.4 STEM课程开发的思考 94

小结 95

活动建议 95

3.4 STEM教育生态系统构建：多机构协同关联发展 95

3.4.1 STEM教育生态系统构建及要点 95

3.4.2 构建STEM教育生态系统的途径 98

小结 99

活动建议 99

第4章 STEM教育的实施模型 100

4.1 基于项目学习模型：以完成项目为主线 101

4.1.1 基于项目学习的概念核心 101

4.1.2 基于项目学习的教学设计 104

4.1.3 基于项目学习的实施应用 105

小结 107

活动建议 107

4.2 问题导向学习模型：以问题解决为依托 108

4.2.1 问题导向学习的概念核心 109

4.2.2 问题导向学习的教学设计 111

4.2.3 问题与项目之间的异与同 112

小结 115

活动建议 116

4.3 基于设计思维模型：以设计建模为目标 116

4.3.1 设计思维模型的概念核心 116

4.3.2 几种典型的设计思维模型 118

小结 121

活动建议 121

4.4 乐高教育4C模型：四个环节形成闭环 122

4.4.1 乐高教育4C模型的要素及理念 122

4.4.2 基于乐高教育4C模型设计案例 124

小结 126

活动建议 127

第三篇 实践篇

第5章 STEM理念下的学与教设计 131

5.1 核心素养导向的学习设计：项目驱动的高阶学习 131

5.1.1 核心素养视角下基于项目学习框架 132

5.1.2 核心素养导向的STEM项目学习设计 135

5.1.3 教师在设计STEM项目需要注意事项 138

小结 140

活动建议 140

5.2 分科教学现状下的STEM：多学科整合教学设计 140

5.2.1 STEM教育跨学科的横纵整合模式 140

5.2.2 STEM教育跨学科整合的教学方式 142

5.2.3 STEM理念的多学科整合教学设计 143

小结 149

活动建议 150

第6章 STEM教育的途径与方法 151

6.1 工程设计主导，融合其他学科 152

6.1.1 以工程设计促进STEM学科整合 152

6.1.2 基于工程设计的STEM课程形式 154

6.1.3 基于工程设计的STEM教学过程 154

小结 156

活动建议 156

6.2 关注现实问题，注重情境学习 157

6.2.1 问题情境的概念界定 157

6.2.2 STEM问题情境特征 158

6.2.3 问题情境的设计模式 159

小结 164

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