重量级：★★★★★

美国科学教师协会（NSTA）倾情巨献

刘恩山主持翻译，朱立祥、彭香、李晓辉联袂推荐

StEMT教学设计新思路，14个课例即学即用，让你轻松有效地将STEM融入课堂教学

部门：科学工作室

书名：STEM课程如何设计：从StEMT理念到课例

书号：978-7-5213-2057-2

作者：[美]米尔顿·霍林（Milton Huling）、[美]杰姬·斯皮克·德怀尔（Jackie Speake Dwyer）

译者：刘恩山等

责任编辑：丛岚

物料号：320570001

版次：2020年9月1版1次印刷

定价：78.00元

开本：大16开

页数：208页

字数：208千

成品尺寸：210*285

中图法分类号：G633.72

试读页码：xvii-xviii、16-17、54-55、80-81、176-177

读者定位：中小学教师、教研员、STEM课程设计及教学人员

上架建议：教师用书教学法
编辑推荐：

STEM是科学、技术、工程和数学的首字母缩略词。STEM课程应该如何设计？究竟怎样做才能把握STEM教育的精髓？如何将STEM有效地融入现有的课堂教学？如何开展STEM教学的评价？《STEM课程如何设计》这本书不仅有在理论层面对STEM的新的阐释，更有在实践层面可操作的课例，可以解答你关于STEM的种种困惑，为你了解和把握STEM教学提供有效的指引。

StEMT创新理念，让STEM课程设计有抓手

本书提出了STEM课程设计的一种新思路——StEMT，并将其巧妙地嵌入5E教学模式的“精致”环节，为设计有效的STEM课程提供了清晰的流程

课例即学即用，让STEM课程设计有样板

风暴来袭、基因改造、航空母舰弹射器等14个经过教学实践检验的课例，适用于3—8年级，覆盖科学教育四大领域，围绕学科核心概念，指向学科核心素养的培养

主张、证据、推理，让STEM课程评价有方法

运用主张、证据、推理（CER）的模式进行终结性评价，帮助教师深入了解学生的思维过程和对核心概念的掌握情况，有助于提高学生的推理能力，发展学生的批判性和分析性思维

专家推荐：

近年来，STEM课程成为一个极具吸引力的核心理念，因为STEM课程为培养适应未来的人才做好了准备。STEM的课堂是什么样子？在本书中你会看到“StEMT”这个术语。如果说STEM是一种理念，那么“StEMT”就是日常课堂教学融入STEM的解决办法。

中国教育学会生物学教学专业委员会副理事长、教研网总编朱立祥

这本极具STEM内涵思想和方法论的教学指导书，从理论到翔实的、基于课程标准要求的实践课例，帮助我们透过现实STEM教育的表象，领悟到STEM整合的深层意味；通过“StEMT 概念框架与5E教学模式”，把握住STEM整合的关键，和把学生从知识收集者变成问题解决者的有效方法。

北京市特级教师、北京教育科学研究院基础教育教学研究中心科学教研室主任彭香

“重排STEM缩略词以促进有效的STEM教学”，这本书做到了！StEMT教学、探究式学习、5E教学模式，结合地球与空间科学、生命科学、物质科学三大领域的14个课例，围绕学科核心概念，指向学科核心素养的培养，为一线教师开展STEM教学提供了非常有价值的参考。

生物特级教师、北京师范大学附属实验中学校长李晓辉

《STEM课程如何设计：从StEMT理念到课例》让有时模糊不清的STEM定义变得清晰明了，对教师和教学管理人员都有帮助。根据已有研究结果和学校工作的实际情况，以及围绕美国《下一代科学教育标准》（Next Generation ScienceStandards）在全国范围内的讨论，霍林和德怀尔提出的StEMT教学模式以及他们提供的教学活动案例将对广大中小学科学教师有实际帮助。

美国佛罗里达州立大学教师教育和教学学院院长谢里·A. 萨瑟兰（Sherry A. Southerland）

内容简介：

《STEM课程如何设计：从StEMT理念到课例》是一本关于如何设计STEM课程的实用指南，适合中小学教师、教研员、STEM课程设计及教学人员阅读。图书包括理论和实践两部分：前六章对STEM理念进行了深入浅出、简明扼要的解读，提出了STEM课程设计的新思路——StEMT，为设计有效的、有意义的STEM课程提供了清晰的流程，并论述了如何通过探究式学习和5E教学模式开展StEMT教学。七至九章提供了风暴来袭、基因改造、航空母舰弹射器等14个即学即用的课例。这些课例均经过教学实践的检验，适用于3—8年级，覆盖地球与空间科学、生命科学、物质科学以及工程、技术和科学应用四大领域，围绕学科核心概念，指向学科核心素养的培养，可为一线教师设计STEM课程提供扎实的样板和有效的指引。

作者简介：

著者

米尔顿·霍林（Milton Huling）：美国南佛罗里达大学课程和教学专业（科学教育方向）博士，具有近20年的教学、教育咨询、课程开发等经验，曾担任高中物理和地理教师、中学科学高级协调员、小学科学资深课程专家，现为美国波克州立学院STEM教育专业教授、南佛罗里达大学和得克萨斯大学里奥格兰德谷分校的兼职教授。

杰姬·斯皮克·德怀尔（Jackie Speake Dwyer）：美国南佛罗里达大学教育政策与领导力专业博士，具有20余年的教育经验，曾任高中教师、学区课程专家、佛罗里达州教育部科学项目协调员、佛罗里达州一个大型学区的科学学科高级主管，现为探索教育（Discovery Education）公司和一家STEM教育咨询公司的顾问，致力于STEM课程的研发、实施、评价，教师专业发展和社区伙伴关系的开发。

译者

刘恩山：北京师范大学生命科学学院教授、博士生导师，全国教师教育课程资源专家委员会会员，中国教育学会生物学教学专业委员会理事长，《生物学通报》编委会常务副主编，全国中学生物学竞赛委员会副主任；曾任东亚科学教育学会（EASE）副主席和执委，国家基础教育课程教材专家工作委员会委员等学术职务。在2000年开始的中国大陆基础教育课程改革中，刘恩山教授先后担任初中生物教学大纲（2000版），高中生物教学大纲（2000版）修订项目负责人的工作，是初中生物学课程标准（2001版，2011版）、高中生物学课程标准（2003版，2017版）研制项目的负责人，小学科学课程标准（2017版）修订项目组副组长，为中小学生物学课程和科学课程的发展做出了积极的贡献。

图书目录：

序言

前言

致谢

作者简介

我们的理念

课例与标准的联系

第一章STEM是什么？

第二章STEM学习项目包括什么？

第三章将“如何做”与“为什么”相匹配

第四章整合就足够了吗？

第五章通过探究和5E教学模式开展StEMT教学

第六章与《K-12科学教育框架》的关联

第七章地球与空间科学StEMT课例

飞向太空，浩瀚无垠

植物植物快快长

风暴来袭心慌慌

清洁用水，造福全球

第八章生命科学StEMT课例

细胞都市大揭秘

小小蜘蛛结新网

咯咯哒，咯咯哒，辛苦的工作太烦啦

基因改造大作战

神奇生物住哪里？

第九章物质科学StEMT课例

空气还是风，傻傻分不清

航空母舰弹射器

低温保鲜不能少

弹起我心爱的小乐器

镜子镜子墙上挂

结语

附录

附录A

附录B

译者序：

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）的缩写，也是我们日常生活的组成部分。科学在我们的生活中无处不在，技术正迅速扩展到日常生活的方方面面，工程涉及高铁和桥梁等产品的基本设计和制造，数学也每每出现在各项工作和活动中。对于今天的人来说，如果手机一天不能工作，这天的工作和生活将难以想象！人们对以手机为代表的科技产品的使用具有伴随性，这反映了人们对无处不在的人工产品和人工世界的高度依赖。而这个人工世界正是由科学、技术、工程和数学所支撑的，它是制造业、食品生产、医疗保健等诸多行业的基础，是人民福祉的重要保障。

美国商务部经济和统计管理局的报告指出，从2008年到2018年，STEM类工作预计增长17.0%，而非STEM类工作仅增长9.8%。但自2008年至2015年，STEM类工作实际增长了14.0%，而非STEM类工作仅增长了1.7%。在不少国家，从事STEM类工作的人薪水比从事非STEM类工作的人多将近一倍。STEM不仅关乎个人，更对一个地区和国家经济的持续增长和稳定起着关键作用，是一个国家赢得未来、在全球范围内参与竞争有望胜出的关键。也许正是由于这些原因，从一些国家政要、知名企业、学术团体到普通的家庭、学校、教师都对STEM教育给予了高度的重视，很多国家都加大力度推进STEM教育改革。STEM成为教育领域热度极高的关键词，也成为科学教育发展的强劲趋势。

在21世纪，科学技术比以往任何时候都更加重要。随着全球化的发展，人们对知识经济愈加注重。创新带来了支撑经济发展的新产品和新流程，而创新依赖于STEM领域坚实的知识基础和为数众多的科技人员。这就意味着在未来的大多数工作中，都需要有对STEM有所了解的青年。这就是STEM教育对中小学生如此重要的原因之一。

我们可以把STEM看作是科学教育的重要教学策略。STEM虽然由四个要素组成，但理科教师在课堂教学中应该重点把握两个要素——科学和工程。其中科学是STEM的主体，工程是STEM的关键。科学教学的重点是主动探究和科学概念的构建。一方面要让学生主动探究以习得科学工作技能和解决科学问题（questions）的方法，另一方面要让学生获得科学的概念和原理；两者同样重要，缺一不可，即便在STEM的教学中，这两个重点也是相辅相成、不可动摇的。工程教学的重点是让学生在掌握了学科概念与原理的基础上进行实际应用和创新实践。面对联系现实生活的工程难题（problems），学生选择、使用科学概念原理来解决难题，在经历挫折、挣扎或坎坷走向成功的过程中体验成功的艰难和乐趣，同时加深对科学概念原理的理解和掌握。这样的学习可以超越纸笔练习取得难以置信的学习效果！在解决难题的过程中，工程的思路和范式可以让学生的创意、设计、动手、制作等能力得到充分的练习和提升。把握了科学和工程这两个要素，STEM教学就可以帮助孩子们更好地掌握科学概念，更有创造力，更加迅速地投身到现实生活中，成为更好的问题解决者。在整个STEM教学过程中，孩子们不是简单地学会记忆和背诵，获得一个满意的分数。STEM教学让学生在STEM学习和探索中有机会解决真实问题，也能够激发学生对STEM领域未来学习方向和职业前景的热情。

STEM是一种有趣的教育。STEM的课堂活动为学生提供动手实践和深入理解科学概念的机会，以真实的情境融入教学中，使科学、技术、工程和数学既有趣又有味。STEM学习要求学生用自己的双手做事，以发展他们特定的知识或特定的技能，这实际上是“体验式学习”。对一些学生来说，STEM课程是有挑战性的。这将激发学生的思维，培养他们的好奇心，提高他们对知识的渴望。这既是科学学习，也是经历和体验创造。这样，STEM教育就能以其特有的途径提高学生的科学素养，培养下一代的创新者。

近年来，STEM的浪潮席卷了我国从南到北的多所学校，很多学校和教师都行动起来，参与了不同程度的STEM教学实践，这是一个了不起的教学改革！对于我国的许多科学教师来说，STEM教育的方向足够清晰，教师们都认同这一理念，但是在课堂操作层面却存在着千差万别的做法。教师也有许多困惑：到底什么是STEM教学？究竟怎样做才能把握STEM教学的精髓？如何设计STEM的课堂教学？如何将STEM融入现有的科学教学？……教师所需要的，不仅是在理论上对STEM的解释，更是在实践层面的课例和说明。

《STEM课程如何设计：从StEMT理念到课例》这本书刚好可以满足一线教师在开展STEM教学时的需求。本书的作者是教学实践经验丰富的教育工作者。书中清晰地界定了STEM的内涵，回应了将多学科整合的挑战；作者团队创建了StEMT教学设计的方法，并结合科学教育中广泛使用的5E教学模式，设计了14个课例，这些课例覆盖3—8年级，涉及地球与空间科学、生命科学和物质科学领域，且均经过教学实践的检验，为一线教师设计STEM课程提供了扎实的样板，为教师了解和把握STEM教学提供了起步阶段的有效指引。

本书由北京师范大学科学教育团队集体翻译完成，刘恩山对全书做了校对。翻译的过程对于我们团队来说也是学习和提升的机会。这一工作虽然辛苦，但对我们所有参加翻译的人员来说，受益良多。STEM是一个广泛的话题，由于我们的学术领域和能力所限，翻译的作品很可能有这样或那样的瑕疵，望读者指正。

刘恩山

北京师范大学教授

序言：

STEM似乎在空气中弥漫。在报纸文章中，STEM处于显著的位置。新闻节目主持人把这个首字母缩略词用在描述学校课程的故事中。政策制定者在讨论学校事务时，会抓住每一个机会来突出这一点。与此同时，当这个首字母缩略词出现时，科学家、工程师、数学家和计算机科学家都百思不得其解，因为这个概念似乎在一夜之间就出现了，就像突然长出的一圈蘑菇。

STEM是什么？它对教育而言意味着什么？尽管在21世纪之初，这一概念似乎已经无处不在，但对于这一概念的含义以及它可能给中小学教育带来的变化，却鲜有严肃的论述。事实上，似乎只要科学、技术、工程或数学出现在一堂课中，它就被称为STEM。那么，STEM给教育究竟带来了什么？它是一种短暂的政治时尚吗？它是作为修辞工具用来吸引人们关注学校特定项目或课程的一种想法吗？人们对STEM这个概念还有其他的理解吗？

本书的作者米尔顿·霍林（Milton Huling）和杰姬·斯皮克·德怀尔（JackieSpeake Dwyer）讨论了这一话题，他们认为STEM教学不仅仅是涉及一个或多个STEM学科的教学。在本书中，作者从科学教育工作者的角度探讨了STEM教学。他们认为在STEM课程中，“数学、技术和工程的整合应该用来支持科学概念的学习”。为了强调这一点，霍林和德怀尔提出了StEMT理念。StEMT教学模式以众所周知的5E教学模式——5E学习环——开始，将工程挑战嵌入到“精致”环节。本书还附有大量“StEMT化”的课例，以展示这种教学模式的潜力。

《STEM课程如何设计：从StEMT理念到课例》让有时模糊不清的STEM定义变得清晰明了，对教师和教学管理人员都有帮助。根据已有研究结果和学校工作的实际情况，以及围绕美国《下一代科学教育标准》（Next Generation ScienceStandards）在全国范围内的讨论，霍林和德怀尔提出的StEMT教学模式以及他们提供的教学活动案例将对广大中小学科学教师有实际帮助。

谢里·A. 萨瑟兰（Sherry A. Southerland）

《科学教育》编辑

佛罗里达州立大学教师教育和教学学院院长