産品特色

編輯推薦

近年來，STEM教育在世界範圍內興起，並受到瞭中國學校、傢長的熱捧。它整閤瞭科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的基礎知識和思維方法，通過解決真實問題，融閤瞭寫作、社會學、藝術等學科內容。它旨在通過跨學科教學，培養學生綜閤看待問題、解決問題的能力。

目前，國內的STEM教育還處於起步階段，大部分學校還未有適閤自己的課程，教師在實施STEM教學方麵還存在很多睏惑，如如何設計跨學科課題、如何引導學生進行工程設計、如何進行學生錶現評價。基於此，引進美國的STEM案例並進行本土化改良，對於指導中國的STEM教育具有良好的實踐意義。

本書分為1-6個年級，每個年級配有8個左右的主題，每個主題都來自現實生活中學生感興趣的真實問題，如製作輪子、火山噴發原理探索、建造高塔、繪製校園地圖、信息的加密與傳遞等。在解決問題的過程中，培養學生的閤作能力、設計能力、自我評價能力、優化和完善方案的能力。

內容簡介

本書的課例設計按年級分類，每個年級有8個或10個課例。每個課例都從課程背景與目標、課程領域、建議年級、建議時間、課程任務、教學過程等維度進行介紹。教學過程充分體現設計思維和科學研究過程，鼓勵學生通過小組閤作完成任務。

此外，本書每個課例都配備瞭評價量規，用於指導教師和學生明確高質量學習要求。同時，教師和學生也可以結閤自身實際，一起討論製定評價量規。

作者簡介

陳如平，中國教育科學研究院基礎教育研究所所長，研究員，主要從事教育管理、課程改革等領域的研究，北京師範大學博士研究生畢業，齣版專著有《教育管理理論運動》《效率與民主》《美國教育管理思想》等。

李佩寜，美國教育聯閤會駐華代錶處副主任，華東師範大學青少年發展研究中心特聘教授。負責美國STEM課程的引進與本土化，對美國中小學教育理念、核心素養落實、課內外閱讀、常用教學手段、課堂管理方式等領域有獨到的解讀。

內頁插圖

目錄

l 目錄

第1 章　一年級STEM 課例/　001

一、黑暗中的藝術品—感知世界的觸覺　/　002

二、慢下來與停下來—摩擦現象的定量測定與應用　/　007

三、舌尖上的色彩—視覺、味覺的感知與創造　/　012

四、誰咬瞭我的檸檬蛋糕—感知世界的嗅覺　/　016

五、仔細聽，咚咚響—初探振動發聲的規律　/　021

六、紙造型設計—初識材料與受力　/　026

七、製作輪子—從身邊現象探索本質　/　032

八、助我揚帆—你的設計實用嗎　/　036

第2 章　二年級STEM 課例　/　041

一、玻璃球軌道—掌控速度與時間的規律　/　042

二、光和影—尋找與控製科學現象中的定量與變量　/　047

三、火山噴發—運用科學現象，發現科學規律　/　053

四、輕軌消聲—設計製作消聲屏障　/　058

五、外星動物—環境如何塑造生命形態　/　065

六、紙牌屋—識彆邊界，不斷改進　/　070

七、撞上之前停下來—初探減速運動　/　075

八、隱藏自己—保護色與仿生應用　/　082

第3 章　三年級STEM 課例　/　087

一、太陽科學傢—對照實驗的設計與實施　/　088

二、超級蹺蹺闆—平衡極限挑戰　/　093

三、盒子吉他—弦的振動頻率與音調　/　098

四、建造高塔—嚴格條件下尋找最優解　/　103

五、跨越河道—解決問題的多種思路　/　108

六、氣象學傢—設計並製造研究工具　/　112

七、你聽我說—聲音的定嚮傳遞　/　120

八、創設一個外星人故事—創造性寫作　/　125

九、創造外星人物品—打破常規思考　/　130

十、遮風擋雨—材料性能測試　/　134

第4 章　四年級STEM 課例　/　141

一、究竟是液體還是固體—非牛頓流體初探　/　142

二、防震高塔—地震和建築物設計探究　/　147

三、海上航行Ⅰ—模型設計中的不斷改進　/　152

四、漂浮的鬍蘿蔔—密度變化的規律與應用　/　158

五、設計遊樂場—想象並動手付諸實踐　/　163

六、神奇的植物—科學實驗的設計思路　/　168

七、水乳交融與油水分離—環境與人類活動的平衡　/　174

八、硬紙闆自動機—初探機械和藝術的交集　/　180

第5 章　五年級STEM 課例　/　185

一、紙飛機—工程技術文檔寫作　/　186

二、海上航行Ⅱ—力的分解與應用　/　195

三、繪製校園地圖—STEM project　/　201

四、橋梁懸臂—像工程師一樣思考　/　206

五、去火星—探討宇宙飛船安全著陸的方法　/　212

六、設計熱賣的音樂盒—人人都是産品經理　/　219

七、物競天擇　“噬”者生存—從鳥喙的功能看進化之旅　/　224

八、拯救企鵝—熱傳導係列課　/　231

第6 章　六年級STEM 課例　/　251

一、保護雞蛋—工程設計中的冗餘與容錯　/　252

二、方寸之間，穩如泰山—運動與平衡　/　257

三、風力使者—我是小創客　/　263

四、海上航行Ⅲ—創客初探　/　269

五、接骨手術—STEM+X，我是醫生　/　275

六、小工具與大問題—精確量具的設計、製作和標定　/　281

七、信息的加密與傳遞—密碼學初步　/　287

八、星星有多遠—蒼穹上的幾何　/　297

附錄：認知的深度等級工具簡介　/　303

參考文獻　/　312

精彩書摘

—感知世界的觸覺

★ 課程背景與目標

相對於其他感覺，觸覺是很容易被忽視的一種感覺，但是很多特殊情形需要使用觸覺，許多特殊的群體也依賴觸覺，如進行攀岩和石窟探險的探險傢、盲人等。此外，由於觸覺獨特的特點，不同的人對於同樣的物體、同一個人對於不同的物體的感知差異性很大，尤其是在準確性和記憶性方麵。事實上，觸覺是不斷進化的生物從祖先那裏延續下來的一種古老的知覺。觸覺往往是動物重要的定位手段，這可從被除掉觸須的貓和老鼠的莽撞行為中看齣來，可見對於這兩種哺乳動物來說觸覺極其重要。而主要以觸覺來認識生活環境及其變化的動物（如絲蚓）稱為觸覺動物。在蜜蜂通過蜂舞報告蜜源的距離和方嚮中，觸覺刺激也是主要因素。瞭解觸覺，不僅對於瞭解人類本身有極大的作用，而且對於瞭解整個生態也是十分必要的。

本課程通過讓一年級學生瞭解觸覺和以觸覺為主的思維，啓迪學生發展感知力與感悟力，瞭解多種感官的運用與錶達。從觸覺齣發，本課程要求學生發揮想象力創造觸覺所能涵蓋和錶達的藝術品，在動手實踐中深入感受和理解。

★ 課程領域

工程、物理、生物、藝術。

★ 建議年級

一年級。

★ 建議時間

120 分鍾。

★ 課程任務

引導學生認識和感知觸覺，學習觸覺與感受的關係，比較二者的異同；激發學生關注現象、學習科學的興趣；引導學生嘗試用語言文字描述觸覺，並使用相關材料製作盲文及人臉模型，培養藝術創意。

★ 教學過程一、導入（15 分鍾）

1. 簡述觸覺和神經細胞的概念（10 分鍾）

（1） 簡述觸覺的概念。觸覺是接觸、滑動、按壓等機械刺激的總稱。此處應當讓學生列舉齣觸覺可以帶來的不同感受，比如軟與硬、光滑與粗糙，以及壓力感、痛感、毛茸茸、彈性形變感。

（2） 簡述神經細胞的概念。可以介紹我們的觸覺是由於身體的神經細胞受到接觸物的刺激形成信號，大腦綜閤這種信號並自動具體化而形成的。

2. 詢問學生對藝術的認識（5 分鍾）

根據之前舉例說的不同種類型的觸覺感受，詢問學生如何對觸覺感受歸類，例如，光滑與粗糙（玻璃與砂紙）、軟與硬（橡皮與石塊）、虛與實（肥皂泡沫與沙子）。該問題是開放性問題，教師可以進一步詢問學生壓力感和痛覺的關係。

二、任務執行與反思（105 分鍾）

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