科学课程与馆教结合科技博物馆课程交流ppt课件

科学科学课课程程标标准与准与馆馆校校结结合合科学课程标准与馆校结合101科技 创新 人才 成长 规律 及现 状02围绕核心概念构建内容体系C目目 录录O N T E N TS03基于学习进阶确定学段分布基于核心素养确定目标体系0405基于领域整合实施STEM教育0505实施基于思维的探究式教学促进STEM教师的专业发展实施教育效果的有效评价构 建 校 内 外 结 合 的 科 技 教 育 体系聚合交叉 协同创新0102围绕核心概念构建内容体系C目 录O N T E N 2科技创新人才成长规律及现状聚合交叉 协同创新科技创新人才成长规律及现状聚合交叉 协同创新39-15岁岁青青少年少年创创造造性性产产品品设设计计能能力力逐逐渐渐下降下降学生学生自身自身创创新素新素养养发发展展不不完善完善、不均衡不均衡1-8年年级级学学生生课课业业负负担担逐逐年年增增加加，创创造造性人性人格格不断不断下下降降12-17岁岁青少年青少年创创造造性性技技术术产产品品设设计计能能力力逐逐渐渐下降下降儿童青少年创新素质的现状堪忧2009年数据聚合交叉 协同创新2010年数据9-15岁青少年学生自身创新素养发展不完善、不均衡1-8年级4Creative learning behaviorCreative learning motivationCreative tendencyCreative environment2017年数据年数据儿童青少年儿童青少年创创新素新素质质的的现现状状聚合交叉 协同创新Creative learning behaviorCrea5现有教育不利于创新人才成长学校环境创创新人才新人才培养培养处处于于 理想状理想状态态优优越越环环境境实质实质利用利用 效率低效率低师师生关系生关系 不甚理想不甚理想学学业负业负担担过过重重重重视视知知识识，忽忽视视思思维维教学环节质质疑精神有疑精神有待待加加强强实实践探究能力弱践探究能力弱聚合交叉 协同创新学校学校环环境境限制限制创创造性人才造性人才发发展展教学教学环环节节不利于不利于培养培养创创造性人才造性人才教教师师喜喜爱爱的学的学生生 创创造性学生造性学生现有教育不利于创新人才成长学校环境创新人才优越环境师生关系 6创创新人才新人才成成长规长规律律教学的教学的本本质质及及规规律律如何创设有利于创创新人才成新人才成长长的的环环境境？研究问题如何开展有效的教学和活有效的教学和活动动？如何培养教教师师的的创创新素新素质质？聚合交叉 协同创新创新人才教学的如何创设有利于研究问题如何开展有效的教学和活动7聚合交叉 协同创新基基础础研研究究1：创新人才成长规律研究心理特心理特质质成成长阶长阶段段影响机制影响机制聚合交叉 协同创新基础研究1：创新人才成长规律研究心理特质成8创新人才的心理特质聚合交叉 协同创新维 度内 容动动 机机求知欲强、乐于钻研、喜欢交流合作、追求卓越、兴趣广泛、喜欢创新、有理想、质疑能能 力力一般智力强、自控力强、思维独特、思维灵敏、洞察力强、具有批判性 思维、善于分析、联想与想象力好风风 格格自我反思总结、解决问题讲策略、严谨认真性性 格格勤奋努力、乐观开朗、喜欢接受挑战、执着、乐于接受新鲜事物、不怕 困难、自信、谦虚、精力充沛、真诚、耐挫力强知知 识识知识广博基基础础研研究究1：创新人才成长规律研究5个维度31项特质创新人才的心理特质聚合交叉 协同创新维 度内 容动机求知欲强9创创造后期造后期工作工作阶阶段段创创造期造期工作工作阶阶段段才才华华展示与展示与领领域定向期域定向期大学及研究生教育大学及研究生教育阶阶段段集中集中训练训练期期基基础础教育教育阶阶段段自我探索期自我探索期基基础础教育教育阶阶段段0504030201创创新人才新人才成成长阶长阶段段基基础础研研究究1：创新人才成长规律研究聚合交叉 协同创新创造后期工作阶段创造期工作阶段才华展示与领域定向期大学及研究10儿童青少年儿童青少年创创新素新素质质的的影响机制影响机制聚合交叉 协同创新基基础础研研究究1：创新人才成长规律研究儿童青少年创新素质的影响机制聚合交叉 协同创新基础研究1：创11脑电研究证实：“学思维”课程显著提升儿童的大脑功能。“学思维”课程促进创造力发展的神经可塑性机制的技术路线聚合交叉 协同创新基基础础研究研究1：创新人才成长规律研究脑电研究证实：“学思维”课程显著提升儿童的大脑功能。“学思维12功能：展览内容：展品活动：参观目标：知识教育课程活动素养科技科技场馆场馆工作的工作的转转型型聚合交叉 协同创新功能：展览教育 课程 活动 素养科技场馆工作的转型聚合交叉13基于核心素养确定目标体系聚合交叉 协同创新基于核心素养确定目标体系聚合交叉 协同创新14学生学生发发展核心素养的内涵展核心素养的内涵20世世纪纪90年代以来，年代以来，经经合合组织组织、联联合国教科文合国教科文组织组织、欧盟以及世界各个国家和地区都致力于核心素养的研究和、欧盟以及世界各个国家和地区都致力于核心素养的研究和基于核基于核心素养的基心素养的基础础教育改革。教育改革。关于核关于核心素养的界定，大致有两种心素养的界定，大致有两种类类型型，一是知一是知识识、能力和、能力和态态度的整合度的整合；二是界定二是界定为为关关键键能力能力。美美国国英英国国加拿加拿大大芬芬兰兰法法国国匈牙利匈牙利澳大利澳大利亚亚新西新西兰兰新加新加坡坡日日本本中国香中国香港港中国中国台湾台湾经经合合组织组织联联合国合国教科文教科文组织组织欧欧 盟盟学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和 社会发展需要的必备品格与关键能 力。学生发展核心素养的内涵20世纪90年代以来，经合组织、联合国15学生学生发发展展核心素养核心素养的的构成构成人文积淀、人文情怀、审美情趣理性思维、批判质疑、勇于探究乐学善学、勤于反思、信息意识珍爱生命、健全人格、自我管理社会责任、国家认同、国际理解劳动意识、问题解决、技术应用学生发展核心素养的构成人文积淀、人文情怀、审美情趣理性思维16世世界界各各国普国普遍遍关注的核心素关注的核心素养养聚合交叉 协同创新批判性思维创造性思维合作能力交流能力学会学习世界各国普遍关注的核心素养聚合交叉 协同创新批判性思维17科学学科核心素养的概念科学学科核心素养的概念系系统统分分析析：学生发展核心素养报告；主要发达国家的科学课程标准；2008年以来SE、IJSE、RISE、JRST等科学教育期刊刊载的文献（国际科学教学 心理的研究进展与趋势,华东师范大学学报(教育科学版),2014(04):63-70.）。我们与英国团对科学素养7年的研究成果聚合交叉 协同创新科学学科核心素养的概念系统分析：聚合交叉 协同创新18科学学科核心素养聚合交叉 协同创新科学学科核心素养聚合交叉 协同创新19科学观念与应用聚合交叉 协同创新“科学观念与应用”是从科学视角形成的自然现象的基本认识；是科学概念和规律等在头脑中的提炼和升华；是运用科学知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。2018/11/5 Monday科学观念与应用聚合交叉 协同创新“科学观念与应用”是从科学视20科学思维与创新聚合交叉 协同创新“科学思维与创新”是从科学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，对科学中的基础理论、理想模型和经验事实之间关系的理解；是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。主要包括模型建构模型建构、科学推理、科学科学推理、科学论论证证、质质疑疑创创新新等等要要素素。科学思维与创新聚合交叉 协同创新“科学思维与创新”是从科学21科科学学探究与交流探究与交流聚合交叉 协同创新“科学探究与交科学探究与交流流”是指具有科学探究的意识，能在真实情境中提出科学问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。主要包括问题问题、证证据、解据、解释释、交流、交流等要素。2018/11/5 Monday科学探究与交流聚合交叉 协同创新“科学探究与交流”是指具有科22科学科学态态度与度与责责任任聚合交叉 协同创新“科学科学态态度与度与责责任任”是指在认识科学本质，理解科学技术社会环境（STSE）的关系基础上形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任心。具有学习科学和探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的探索精神，独立思考、敢于质疑和善于反思的创新精神，以及保护环境、推动可持续发展的责任感。能尊重自然、遵守科学伦理和道德规范。主要包括科学本科学本质质、科、科学学态态度、社会度、社会责责任等任等要素科学态度与责任聚合交叉 协同创新“科学态度与责任”是指在认识23课课程目程目标标聚合交叉 协同创新第一，科学知识（总目标和学段目标）第二，科学探究（总目标与学段目标）第三，科学态度（总目标和学段目标）第四，科学、技术、社会与环境科学技术与社会的关系（总目标和学段目标）课程目标聚合交叉 协同创新第一，科学知识（总目标和学段目标）24围绕核心概念构建内容体系聚合交叉 协同创新围绕核心概念构建内容体系聚合交叉 协同创新25围围绕绕核心概念构建内容体系核心概念构建内容体系聚合交叉 协同创新国际科学教育研究人员提出科学教育应帮助学生理解和掌握科学领域最核心的概念，世界主要的国家科学课程标准也多以主要概念为主线，选择科学课程内容。2013年颁布了新一代科学课程标准（NextGenerationCurriculumStandard）。框架和标准整合的思想特别明显，强调学科核心概念（bigideas）、跨学科概念（crosscuttingconcepts）、科学和工程实践（scienceandengineeringpractice）STEM+Art发展了STEM教育理念，形成了“以数学为基础，通过工程和艺术理解科学和技术”的跨学科的、整合的STEAM教育。课标在物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程4个领域遴选了学生容易感知、乐于学习的18个主要概念，并进一步分解细化为75个学习内容。围绕核心概念构建内容体系聚合交叉 协同创新国际科学教育研究人26科学知识聚合交叉 协同创新1了解物质的基本性质和基本运动形式，认识物体的运动、力的作用、能量、能量的不同形式及其相互转换。2了解生物体的主要特征，知道生物体的生命活动和生命周期；认识人体和健康，以及生物体与环境的相互作用。3了解太阳系和一些星座；认识地球的面貌，了解地球的运动；认识人类与环境的关系，知道地球是人类应珍惜的家园。4了解技术是人类能力的延伸，技术是改变世界的力量，技术推动着人类社会的发展和文明进程。科学知识聚合交叉 协同创新1了解物质的基本性质和基本运动形27物质科学领域在教学中，教师应帮助学生形成以下主要概念：1.物体具有一定的特征，材料具有一定的性能。2.水是一种常见而重要的单一物质。3.空气是一种常见而重要的混合物质。4.物体的运动可以用位置、快慢和方向来描述。5.力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态。6.机械能、声、光、热、电、磁是能量的不同表现形式。聚合交叉 协同创新物质科学领域在教学中，教师应帮助学生形成以下主要概念：聚合交28生命科学领域在教学中，教师要帮助学生形成以下主要概念：7地球上生活着不同种类的生物。8植物能适应环境，可制造和获取养分来维持自身的生存。9动物能适应环境，通过获取植物和其他动物的养分来维持生存。10人体由多个系统组成，分工配合，共同维持生命活动。11植物和动物都能繁殖后代，使它们得以世代相传。12动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系。聚合交叉 协同创新生命科学领域在教学中，教师要帮助学生形成以下主要概念：聚合交29地球与宇宙科学领域在教学中，教师应帮助学生形成以下主要概念：13在太阳系中，地球、月球和其他星球有规律地运动着。14地球上有大气、水、生物、土壤和岩石，地球内部有地壳、地幔和地核。15地球是人类生存的家园。聚合交叉 协同创新地球与宇宙科学领域在教学中，教师应帮助学生形成以聚合交叉 协30技术与工程领域在教学中，教师应帮助学生形成以下主要概念：16人们为了使生产、生活更加便利、快捷、舒适，创造了丰富多彩的人工世界。17技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造。18工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。聚合交叉 协同创新技术与工程领域在教学中，教师应帮助学生形成以下 主要概念：聚31基于学习进阶确定学段分布聚合交叉 协同创新基于学习进阶确定学段分布聚合交叉 协同创新32基于学习进阶的科学课程目标的学段分布聚合交叉 协同创新小学科学课程的学习周期比较长，基于学生的年龄特征与认知规律，本标准把小学六年学习时间划分为12年级、34年级、56年级三个学段。小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，涵盖科学知识，科学探究，科学态度，科学、技术、社会与环境四个方面的目标，每个方面分为总目标和学段目标。小学科学课程内容以学生能够感知的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程中一些比较直观、学生有兴趣参与学习的重要内容为载体，重在培养学生对科学的兴趣、正确的思维方式和学习习惯。本标准在物质科学领域选择了6个主要概念，生命科学领域选择了6个主要概念，地球与宇宙科学领域选择了3个主要概念，技术与工程领域选择了3个主要概念，四大领域的18个主要概念构成了本课程的学习内容，并将科学、技术、社会与环境的内容融入其中。这四大领域的18个主要概念被分解成75个学习内容，分布在三个学段的课程内容中。基于学习进阶的科学课程目标的学段分布聚合交叉 协同创新小学科33科学知识目标的学习进阶如如（三）基于学习进阶确定STEA：小学科学：小学科学课课程程标标准准（2017）物物M内容的年级分布质质科科学学领领域域聚合交叉 协同创新科学知识目标的学习进阶如（三）基于学习进阶确定STEAM内容34科学探究目标的学习进阶聚合交叉 协同创新科学探究目标的学习进阶聚合交叉 协同创新35科学态度目标的学习进阶聚合交叉 协同创新维度科学态度学段目标12年级34年级56年级探究兴趣能在好奇心的驱使下，对常见的动植物和物质 的外在特征、生活中的 科学现象、自然现象表 现出探究兴趣。能在好奇心的驱使下，表 现出对现象和事件发生的 条件、过程、原因等方面 的探究兴趣。表现出对事物的结构、功 能、变化及相互关系进行 科学探究的兴趣。实事求是能如实讲述事实，当发 现事实与自己原有的想 法不同时，能尊重事实 养成用事实说话的意识在科学探究中能以事实为 依据，不从众，不轻易相 信权威与书本；面对有说 服力的证据，能调整自己 的观点。在尊重证据的前提下，坚 持正确的观点；当多人观 察、实验结果出现不一致 时，不急于下结论，而是 分析原因，再次观察、实 验，以事实为依据作出判 断。追求创新在教师指导下，能围绕 一个主题作出猜测，尝 试多角度、多方式认识 事物。乐于尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成 科学探究，体会创新乐趣能大胆质疑，从不同视角 提出研究思路，采用新的 方法、利用新的材料，完 成探究、设计与制作，培 养创新精神。合作分享愿意倾听、分享他人的 信息；乐于表达、讲述 自己的观点；能按要求 进行合作探究学习。能接纳他人的观点，完善 自己的探究；能分工协作 进行多人合作的探究学习 乐于为完成探究活动，分 享彼此的想法和力量。能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究；在进行多人合作时，愿意 沟通交流，综合考虑小组 各成员的意见，形成集体 的观点。科学态度目标的学习进阶聚合交叉 协同创新维度科学态度学段目标36科学技术社会与环境目标的学习进阶聚合交叉 协同创新关系科学、技术、社会与环境学段目标12 年级34 年级56 年级科学技 术与日 常生活 的联系了 解 生 活 中 常 见 的科技产品及其给人类生 活带来的便利。了解科学技术对人类生活方式和思维方式的影响。了 解 科 学 技 术 可 以 减 少自然灾害对人类生活的影响；了解 在 科 学 研 究 与 技 术 应 用 中必须考虑伦 理和道德的价 值取向。科学技 术与社 会发展 的联系了 解 人 类 可 以 利 用科学技术改造自然，让生 活环境不断得到改善。了解 并意识到 人类对 产品不断改进以适应自己不断 增加的需求。了解人类的需 求是影响科学技术发展的关 键 因素。了 解 人 类 的 好 奇 和 社 会的需求是科学技术发展的动 力，技术的发展和应用影响着 社 会发展。人类与 自然和 谐相处了 解 人 类 的 生 活 和生产需 要从自然界获 取 资源，同时会产生废 弃 物，有些垃圾可以回收利 用。珍爱生命，保护身边 的动植物，意识到保护环 境 的 重要性。了解 人类的生 活和生 产可能造 成对环境 的破坏，具 有 参 与 环 境 保 护 活 动 的 意 识，愿意采取行动保护环境，节约资源。认识到人类、动植物、环境的相互影响和相互依存关 系，了解地球上的资源是有限 的，人类活动会对环境产生正 面和负面的影响，自觉采取行 动，保 护环境。科学技术社会与环境目标的学习进阶聚合交叉 协同创新科学、技术37基于领域整合实施STEM教育聚合交叉 协同创新基于领域整合实施STEM教育聚合交叉 协同创新38S T E M 教育的变化STEM，30年STEM+COMPUTERSTEM教育法（教育法（2015）STREAMSTEAM，21世纪初Science、Technology、Engineering,Math聚合交叉 协同创新STEM+ArtSTEAM+Reading and Writing abilitSTEM教育的变化STEM，30年STEM+COMPUTER39制定融入STEM的课程标准小学科学课程标准（2017）技术与工程核心概念实现基于现有课程体系发展STEM课程聚合交叉 协同创新美国州共同核心数学标准，CCSSM美国下一代科学教育标准，NGSS2013年颁布了新一代科学课程标准。标准整合的思想特别明显，强调学科核心概念（big ideas）、跨学科概念（crosscutting concepts）、科学和工程实践（science and engineering practice）制定融入STEM的课程标准小学科学课程标准（2017）技术与40课课程程标标准融入技准融入技术术与工程教育内容与工程教育内容聚合交叉 协同创新科学教育的重要目标是培养具有科学素养、适应社会发展的未来公民，使其具备一定的创新能力和实践能力。为达到这一目标，国际科学教育界日益关注科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)教育（即STEM教育）的交叉融合，提出以整合的教学方式使学生掌握知识和技能，并能进行灵活迁移应用，解决现实问题。修订工作组将STEM教育理念融入标准（送审稿），首次在我国将“技术与工程”纳入科学课程标准，将其列为与物质科学、生命科学、地球与宇宙科学并列的专门领域。课程标准融入技术与工程教育内容聚合交叉 协同创新科学教育的重41突出科学突出科学课课程的程的综综合性合性聚合交叉 协同创新小学科学课程是一门综综合合性性课程。理解自然现象和解决实际问题需要综 合运用不同领域的知识和方法。小学科学课程针对学生身边的现象，从 物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，综合呈 现科学知识和科学方法，强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联 系，注重自然世界的整体性，发挥不同知识领域的教育功能和思维培养 功能；注重学习内容与已有经验的结合、动手与动脑的结合、书本知识 学习与社会实践的结合，理解自然与解决问题的结合，着力提高学生的 综合能力；强调科学课程与并行开设的语文、数学等课程相互渗透，促 进学生的全面发展。突出科学课程的综合性聚合交叉 协同创新小学科学课程是一门综合421与数学的关与数学的关联联与互与互动动。科学探究中的数据处理、模型建立都离不开数学。要尽可能让学生在探究的过程中，应用数学知识和数学思维方式。例如，通过连续测量一杯热水的温度，绘制曲线图。2与与语语文的关文的关联联与互与互动动。科学课有很多听、说、读、写的机会，教师应多提供这些机会，并设法使之带有科学色彩。例如，让学生撰写观察日记，阅读科普书籍，按科学探究的线索重组科学家传记中的信息，撰写科学小论文，编写与表演科普剧等。3与与综综合合实实践活践活动动的关的关联联与互与互动动。科学探究的许多课题可以成为研究性学习的内容，对这些课题的研究可因其情境的真实性和时间的机动性而使学生获益；综合实践活动也会因科学与社会问题的交织而相得益彰。与环境保护、可持续发展有关的议题较为容易实现两者的互动与整合。4倡倡导导跨学科学跨学科学习习方式方式。科学、技术、工程与数学（Science,Technology,Engineering,andMathematics,STEM）是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融合为一体，有利于学生创新能力的培养。科学教师可以尝试运用于自己的教学实践。聚合交叉 协同创新1与数学的关联与互动。科学探究中的数据处理、模型建立都离不43我国STEM教育现状制造技制造技术术计计算机技算机技术术信息信息技技术术创创新教育运用新教育运用创客聚合交叉 协同创新机器人STEM活动3D打印VR/AR开源硬件我国STEM教育现状制造技术计算机技术信息技术创新教育运用创44STEM教育的系统设计创客机器人STEM活动VR/AR开源硬件政策支持教学创新教师发展有效评价STEM活动整合活动科学素养STEM整合性能力聚合交叉 协同创新STEM教育的系统设计创客机器人VR/AR开源硬件政策支持教45制定S T E M 教育政策体系聚合交叉 协同创新目标规划财政支持标准发布利益相关方协调制定STEM教育政策体系聚合交叉 协同创新目标规划46制定S T E M 教育政策体系聚合交叉 协同创新目标规划美国：1996，塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育：K-12阶段的STEM教育，STEM师资培养。2011，成功的K-12阶段STEM教育：确认科学、技术、工程和数学的有效途径：提高学生对STEM兴趣、扩张STEAM人才（如女性、少数民族裔）、全面提升公民STEM素养等目标。2013，五年STEM教育战略计划（2013），提出了5个战略目标和2项协调目标.制定STEM教育政策体系聚合交叉 协同创新目标规划47制定S T E M 教育政策体系财政支持：美国43亿美元2008-2010国家竞争力法（2007）聚合交叉 协同创新追加1.15+4.48亿美元2013联邦STEM教育五年战略规划（2013）29亿美元20152015年STEAM教育预算制定STEM教育政策体系财政支持：美国43亿美元聚合交48制定S T E M 教育政策体系聚合交叉 协同创新标准能对教学过程、评价方式产生深远影响（教师）教育的品质、类型和形式由于标准的规范更有利于创新人才的培育（学生）K-12年级STEM整合教育：现状、前景和研究议程（2014）：标准是影响K-12年级实施STEAM教育的重要因素之一创新美国：制定一个科学、技术、工程和数学的议程：课程、内容标准、评价、教师制定STEM教育政策体系聚合交叉 协同创新标准能对教学过程、49制定S T E M 教育政策体系利益相关方协调“协调为主，自主发展”“利益分配”向“利益共赢”转变K-12年级STEM整合教育：现状、前景和研究议程（2014）：一是开发和建立教育研究者、项目设计者、实践者，以及专业组织共通的话语体系，以便交流、描述各 项工作；二是STEAM整合教育方案的设计者、负责实施人员、干预组织等应该明确的将其工作归入一种教育改进的迭代模型，以便更新和评价。聚合交叉 协同创新制定STEM教育政策体系利益相关方协调聚合交叉 协同创新50学思维学探究学创新聚合交叉 协同创新三三层级层级活活动课动课程体系程体系思维是探究的前提，探 究是创新的基础，因此，开设学思维活动课程是有 效培养学生STEAM整 合 性能力和创新素质的前 提条件学思维学探究学创新聚合交叉 协同创新三层级活动课程体系思51学思维聚合交叉 协同创新学思维学思维聚合交叉 协同创新学思维52设设计计思路思路聚合交叉 协同创新设计思路聚合交叉 协同创新LOGO思思维维的内容（知的内容（知识识）社 会数 学艺 术日 常 生 活语 文科 学思维训练由于能力是领域相关 的，所以我们的思维训练 覆盖几乎所有的领域主要涉及数学、语文、科学、社会、艺术等个学科以及日常生活。聚合交叉 协同创新LOGO思维的内容（知识）社 会数 54思思维维品品质质4善于深入地思考问题，抓住事物的本质和规律，预见事物的 发展过程1235聚合交叉 协同创新思维的起点灵活、思维的过程灵活、概括迁移能力强深 刻性灵 活 性敏 捷 性批 判 性独 创 性正确基础上的速度思维过程中善于严格估计思维材料和精细检查思维过程创造性思维（创造力的核心）思维品质4善于深入地思考问题，抓住事物的本质和规律，预见事物55观观察能察能力力年年级级活活动动名名称称思思维维方方法法与与能力能力描描述述一一年年级级上册2认识苹果13神奇的拼图之旅静态的按规律观察和相同事物的对比观察，按时间顺序对日常生活的观察，注意观察的 全面性和顺序性。下册6忙碌的早晨二二 年年 级级上册1秋天的变化抓住事物变化中的特征，从某属性出发观察 自身和生活，注意观察的时序性。下册1小蝌蚪找妈妈 13人体中的数字三三 年年 级级上册1炒菜的学问抓住事件变化发展中的阶段特点，注意观察 事物的时间特征。下册3我的时间我做主四四 年年 级级上册1佑佑的画对生活中细节的观察，并能在观察中总结事 物的特点。下册/五五 年年 级级上册/在活动和运用中，逐渐形成全面、全程、有 序观察事物的习惯。下册/六六年年级级上册/下 册/聚合交叉 协同创新观观察察是有目的、有计 划、比较持久的知觉。它是以视觉为主，融 其他各种感觉为一体 的综合感知，是知觉 的一种高级形式。观 察方法主要有顺序观 察、对比观察和分步 观察三种。思思维维的方法的方法观察能力年级活动名称思维方法与能力描述一上册2认识苹果静56学思学思维维游游戏戏活活动动和和资资源源库库基于学思维活动课程，开发了网络游戏课程平台学思维资源库网站：网站：http:/聚合交叉 协同创新学思维游戏活动和资源库基于学思维活动课程，开发了网络游戏课程57聚合交叉 协同创新聚合交叉 协同创新58学思维促进创造力发展的可塑性机制聚合交叉 协同创新学思维促进创造力发展的可塑性机制聚合交叉 协同创新59学思维促进创造力发展的可塑性机制神神经经机制研究机制研究（1）在300400ms时间窗内，更负 的N300-400，反映了提提供供答答案案瞬瞬 间间新旧思新旧思路引路引起起的的认认知知冲突冲突。（2）在5001000ms时间窗内，更正的LPC，反映 了被试根据答案所获得的启发信息，在在工工作作记记忆忆 中更中更新并确新并确认认保持保持正正确确汉汉字字的的认认知知过过程程。聚合交叉 协同创新学思维促进创造力发展的可塑性机制神经机制研究（1）在30060学思维促进创造力发展的可塑性机制神神经经机制研究机制研究实 验 组控 制 组潜伏期：实验组 控制组平均波幅：实验组控制组经过一年的学思维培训之后，实验组学生比控制组学生，能够更更 快快得觉察到认知冲突，且认知冲突 的强强度度削削弱弱。聚合交叉 协同创新学思维促进创造力发展的可塑性机制神经机制研究实 验 组控 制61方案构成创创意科学意科学丛书丛书实验实验材料材料科学科学实验实验活活动动线线下增下增值值服服务务数字教育数字教育资资源源库库学探究学探究方案构成创意科学丛书实验材料科学实验活动线下增值服务数字62一、一、创创意科学意科学丛书丛书教师用书学生用书本套丛书按月份安排，全年12个月。每个月6个年级，含小学16年级各1册学生用书，共72册。一、创意科学丛书教师用书学生用书本套丛书按月份安排，全年63二、科学二、科学实验实验活活动动及材料及材料每个年级每个月4个实验，总计288个科学实验活动。作为整体解决方案的亮点之一，每一个课时均配备了一一对应的实验材料。每个月4节课构成1个主题单元材料包。通过“教材+实验材料+数字资源+互动平台”，构建一个“能读、能做、会动”的小学STEAM科学学习的整体解决方案，极大的解决了广大一线教师“组织实验难、寻找材料难”的现实问题。二、科学实验活动及材料每个年级每个月4个实验，总计28864产品构成三、数字教育三、数字教育资资源源库库产品构成三、数字教育资源库65科学课程与馆教结合科技博物馆课程交流ppt课件66科学课程与馆教结合科技博物馆课程交流ppt课件67创意科学实验室创意科学实验室通过创意科学教育平台以及 专利申请指导服务等内容，提供创意科学教育 的一站式解决方案。该实验室由3D打印、智能 硬件与编程、人工智能和机器人、物联网、VR 与AR、生命科学、量子信息、木工、金工、数 控切割、陶艺、纺织等组成。旨在通过多学科 整合培养学生动手能力和创造能力，全面提升 学生的科学素养。创意科学实验室创意科学实验室通过创意科学教育平台以及 专利申68STEAM创意科学课程专家团队STEAMSTEAM创创意意科学科学课课程程总总顾顾问问林崇德教授当代中国著名心理学家、教育家，北京师范大学资深教授，博士生导师，中国学生发展核心素养研发负责人。STEAMSTEAM创创意意科学科学课课程程总总主主编编 胡胡卫卫平平教授中国基础教育质量监测协同创新中心副 主任，现代教学技术教育部重点实验室主任，中国教育学会科学教育分会理事长，国家小学 科学课程标准专家组副组长。STEAM创意科学课程专家团队STEAM创意科学课程69STEAM创意科学课程专家团队STEAM创意科学课程专家团队70STEAM创意科学课程专家团队STEAM创意科学课程专家团队71STEAM创意科学课程专家团队STEAM创意科学课程专家团队72STEAM创意科学课程专家团队STEAM创意科学课程专家团队73”学创新”是“学探究”的深化，旨在培养学生的科学创新素质。新技新技术术引引领领的的STEM 活活动课动课程：程：智能机器人活动课程、3D艺术打印、AI与计算思维编程、智能导航与虚拟现实教育活动平台学学创创新新学 创 新聚合交叉 协同创新”学创新”是“学探究”的深化，旨在培养学生的科学创新素质。新74第一，创造性思维的3D打印艺术课程学创新2D转转3D3D浮雕浮雕3D漫像漫像3D数字数字建模建模3D积积木木3D艺术艺术建模建模2D转3DEasy3D3D积木3DCube3D浮雕3DEmboss3D漫像3DCAP3D数字建模Magic3D3D艺术建模Art3D快速建模Quick3D3D模型库3DLIB快速建模快速建模3D模型模型库库3D程序程序员员3D程序员Scratch3D聚合交叉 协同创新第一，创造性思维的3D打印艺术课程学创新2D转3D3D浮雕375Lesson1：走进3D打印Lesson2：可爱小吊坠Lesson3：书本好伴侣Lesson4：七巧板Lesson5：杯底之蛙 Lesson6：灵活的鱼小学（32课时）初中（32课时）Lesson1：新奇鸟窝Lesson2：百变收纳盒Lesson3：小木船Lesson4：鲁班锁Lesson5：摩天大楼Lesson6：风向仪高中（16课时）Lesson1：漂亮的LogoLesson2：时间管理Lesson3：齿轮Lesson4：长城Lesson5：妙用轮子Lesson6：永恒的记忆学创新第一，创造性思维的3D打印艺术课程3D打印机打印机聚合交叉 协同创新3D扫扫描描3D打印笔打印笔Lesson1：走进3D打印小学（32课时）初中（32课时76学创新第二，工程、设计与计算思维相结合的智能硬件活动基于基于“教育神教育神经经元元”开开发发了了“M部部落探落探险险家家”的小学学段的小学学段系系列列课课程程聚合交叉 协同创新学创新第二，工程、设计与计算思维相结合的智能硬件活动聚合交叉77学创新第二，工程、设计与计算思维相结合的智能硬件活动分分为为4 4大主大主题题，每个主，每个主题题遵遵从从“3+1”“3+1”课课程程设设置，置，即即3 3节节基基础础常常规课规课程，程，1 1节创节创意意课课（分享（分享课课程程）。聚合交叉 协同创新学创新第二，工程、设计与计算思维相结合的智能硬件活动聚合交叉78在原在原有有DIY机器人大机器人大赛赛工工作的基作的基础础上，开上，开发发了了一一系列系列计计算思算思维维、设计设计思思维维和工程思和工程思维维相相结结合合的的机机器器人人创创客客教育教育课课程程。聚合交叉 协同创新学创新第三，计算思维与工程、设计思维相结合的智能机器人在原有DIY机器人大赛 工作的基础上，开发了 一系列计算思维793.1计算思维与工程、设计思维相结合的智能机器人学创新手机与平板的手机与平板的APPAPP电脑电脑ScratchScratch软软件件3-4年年级级5-6年年级级7-8年年级级智能机器人智能机器人程小奔程小奔3-4年年级课级课程程mbot 5-6年年级课级课程程单元一 初识mbot单元二 mblock软件准备 单元三 M系列APP学习 单元四 LED灯组件单元五 蜂鸣器组件单元六 光线传感器组件单元七 直流机电与超声波传感器 单元八 巡线传感器单元九六组机器人与声光互动mbot单元十 mbot动感小猫扩展包M range 7-8年年级课级课程程聚合交叉 协同创新3.1 计算思维与工程、设计思维相结合的智能机器人学创新手机803.2计算思维与工程、设计思维相结合的机器人创客活动学创新真相只有一个平衡大师的表演幸运密码谜之音符灯语者Hello，Puppy哨兵太阳的秘密智能探测器看不见的线聚合交叉 协同创新3.2 计算思维与工程、设计思维相结合的机器人创客活动学创新81学创新3.3 人工智能下的计算思维融合的创新活动增强现实的控制交互智能识别人的年龄聚合交叉 协同创新学创新3.3 人工智能下的计算思维 融合的创新活动聚合交叉 82学创新认识北斗及小小经纬仪的制作体验北斗卫星信号“生物钟”与时间知觉北斗位置初体验与数字星球永不消逝的电波北斗小时钟北斗测高与测速卫星与通信北斗环境监测北斗灾难监测第四，工程、设计与科学思维相结合的北斗导航系列课程面向初中7-8年级开发了北斗系列课程的活动聚合交叉 协同创新学创新认识北斗及小小经纬仪的制作体验北斗卫星信号“生物钟”与83第五，虚拟现实技术下的教育创新实践活动学创新沉浸沉浸式式VR实实践践VR技术提供给学生情境、协作、交流和意义建构四个重要的学习环节，让学生在VR情境下自主动手、合作、创造中学习，培养学生动手与创新能力。聚合交叉 协同创新第五，虚拟现实技术下的教育创新实践活动学创新沉浸式VR实践聚84组组建各建各学科指学科指导导小小组组课题课题研究研究 的的过过程程学学员员的的选选 拔和培拔和培训训确定高中确定高中高校重点高校重点 实验实验室室1确确定定参参与与 计计划划的的高高 中、中、高校高校2优优势势学学科科、354大学与中学大学与中学联联合模式合模式聚合交叉 协同创新组建各学科指导小组课题研究 的过程学员的选 拔和培训确定高中85大学与中学联合培养模式聚合交叉 协同创新大学与中学联合培养模式聚合交叉 协同创新86创创新新点二：点二：创创 新新 人人 才才 选选 拔拔 方方 式式大学与中学联合培养模式聚合交叉 协同创新创新 点二：大学与中学联合培养模式聚合交叉 协同创新87学学校校学学生生教教师师聚合交叉 协同创新学校学生教师聚合交叉 协同创新88学校学校研究性学研究性学习习“春笋计划”学员的榜样作用、聘请高校教师指导研究性学习、在校内延伸青年科学研究院。理念至理念至实实践践探索“问题发现问题研究问题解决连锁反应”为导向的课堂教学方式等。营营造和造和谐谐的的深化研究深化研究性学性学习习理念至理念至实实践践的的转变转变营营造造创创和和新新谐谐氛氛的的围围创创新氛新氛围围创创新氛新氛围围学校激励学生质疑、创新，教师关心、理解学生，尊重学生的兴趣与爱好，使学生在创新的过程中充实。聚合交叉 协同创新学校研究性学习理念至实践营造和谐的深化研究营造创和新谐氛的围89教教师师自身自身专业专业的成的成长长参加参加“春笋春笋计计划划”，可以与学生可以与学生 投入社会投入社会进进行行观观察，察，进进行思考，与高行思考，与高 校教授交流的校教授交流的过过程，教程，教师师也在不断地也在不断地 学学习习和提高。和提高。创创造性造性观观念的改念的改变变教教师师已开始普遍地关注那些在已开始普遍地关注那些在课课 堂中有独特想法的学生，并鼓励他堂中有独特想法的学生，并鼓励他们们 发发表自己的意表自己的意见见，以达到教学相，以达到教学相长长。聚合交叉 协同创新教师自身专业的成长聚合交叉 协同创新90学生掌握了学生掌握了许许多科多科究的方法，究的方法，对对学科知学科知识识有了更有了更深深的的理理解解，并并为为后后续续的的学学习习、研研究究奠奠定定了了良良好好的的基基础础，学学生生 反反映映自自己己掌掌握握知知识识的的能能力力与与之之 前前相相比比得得到到了了很很大大程程度度的的提提高高 并并在在获获得得科科学学知知识识的的同同时时体体会会 知知识识的的创创造造过过程。程。思思思思维维维维方方方方式式式式得得到到得得转转到到变变转变转变学学学学习习习习兴兴兴兴趣趣趣趣和和和和动动动动机机得得机机到到得得激激到到发发激激发发科科科科研研研研意意意意识识识识得得到到得得提提到到高高提高提高创创创创造造造造性性性性人人人人格格逐逐格格步步逐逐形形步步成成形成形成学生在学生在怀怀疑性、独疑性、独立立好奇心、开放性、自信心和好奇心、开放性、自信心和坚坚持性等人格特持性等人格特质质方面有了很大方面有了很大改改变变，同同时时学学会会了了发发现现、提提出出 问问题题并并且且敢敢于于质质疑疑，独独立立性性和和 好好奇奇心心也也有有了了改改变变，做做事事情情更更 有耐心，也比有耐心，也比较较注意注意细节细节。在知在知识识学学习习的的过过程中，程中，学学生生由由过过去去被被动动的的接接受受转转为为 现现在在的的自自主主探探究究，在在思思考考、解解决决问问题题时时学学会会遵遵循循一一定定的的 依据，而不盲目依据，而不盲目进进行。行。科研意科研意识识得到提高得到提高创创造性人格逐步形造性人格逐步形成成 学研学研 思思维维方式得到方式得到转变转变学学习兴习兴趣和趣和动动机得到激机得到激发发 性、性、在知在知识识学学习习的的过过程程中，学中，学 生生对对知知识识的的兴兴趣更加趣更加浓浓厚，厚，90%的学生的学生认为认为与之与之前相前相比比，自身的学自身的学习兴习兴趣、学趣、学习习方法方法有有 了很大的提高。同晨学生学了很大的提高。同晨学生学习习 的深的深层动层动机机显显著著高高于表于表层动层动机。机。学生学生聚合交叉 协同创新学生掌握了许多科究的方法，对学科知识有了更思思维维方方式式得91实施基于思维的探究式教学聚合交叉 协同创新实施基于思维的探究式教学聚合交叉 协同创新92分析国内外有关STEM教学过程和模式的论述，概括起来主要有3种教学观点：第一，基于项目的STEM教学过程；第二，基于证据的STEM教学过程；第三，CDIO理念下的STEM教学过程思维的参与构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和操作（Operate），是最 新的工程教育理念聚合交叉 协同创新分析国内外有关STEM教学过程和模式的论述，概括起来主 要有93杜威（杜威（J.J.DeweyDewey）的教学思想的教学思想从情景中发现疑难；从疑难中提出问题；作出解决问题的各种假设；推断哪一种假设能解决问题；经过检验来修正假设、获得结论。这这是一是一种种“从从做中学做中学”的的教教学步学步骤骤，在在“做做”中中思思维维，通，通过过思思维维提出提出问问题题和和解解决决问问题题，并，并在在“做做”中中验证验证效果。效果。聚合交叉 协同创新建构主建构主义义理理论论的教学思想的教学思想学生的学习是一个积极主动的建构过程，教师要 为学生创设良好的学习环境，设置适当的问题情 境，引起学生的认知冲突，激发学生的积极思维。教学活动是教师通过创设良好的外部学生情境，引导学生主动建构知识意义的过程，核心是促进 学生积极主动的思维。教学思想的教学思想的历历史考察史考察教学的核心是思维杜威（J.Dewey）的教学思想聚合交叉 协同创新建构主义94学学习习研研究究的的最新成果最新成果聚合交叉 协同创新学习研究的最新成果聚合交叉 协同创新95学生发展核心素养的构成交流合作学习能力思维 能力创新 能力国家认同国际理解社会责任社会情绪问题解决身心健康道德品质人文素养数据素养语言素养科学素养 生活职业自我管理核心核心应应用用基基础础所有核心素养的形成必须通过学生积极主动的思考聚合交叉 协同创新要以发展学生的学习能力、思维能力和创新能力为核 心，提升基础素养的质量 和应用素养的水平。学生发展核心素养的构成交流合作学习思维 能力创新 能力国家认96教学的本质及规律的研究思路教学本质的系统研究聚合交叉 协同创新教学的本质及规律的研究思路教学本质的系统研究聚合交叉 协同创97学校学校环环境，教学方式，境，教学方式，动动机，机，情情绪绪，情情境境创创设设，互互动动，元元认认知知等方面开展了教学本质及规律研究。教学本质的系统研究聚合交叉 协同创新学校环境，教学方式，动机，情绪，情境创设，互动，元认知等方面98核心思想与目标核心思想：教学的核心是思教学的核心是思维维，学生的学，学生的学习习需要需要思思考考目目标标指向核心素养指向核心素养第一，知识和方法的深度理解与灵活应用；第二，批判性思维与创造性思维能力的培养第三，合作能力与交流能力的培养；第四，内在学习动机与自主学习能力的培养；第五，创新素质的发展。聚合交叉 协同创新核心思想与目标聚合交叉 协同创新99课课堂教堂教学学需要遵循的基本原理需要遵循的基本原理自主建构自主建构学生之间以及学生 与教师之间的对话认认知冲突知冲突激发学生积极思维动动机激机激发发引入问题元元认认知知反思我们是如何解决问题的应应用迁移用迁移应用所学到的思维方法解决其它问题课堂教学需要遵循的基本原理自主建构学生之间以及学生 与教师之100基本要素基本要素创设情境提出问题自主探究合作交流总结反思应用迁移基本要素创设情境提出问题自主探究合作交流总结反思应用迁移101基本模式聚合交叉 协同创新基本模式聚合交叉 协同创新102教学层级分析被动接受自主活动（行为层面）自主建构（行为+思维）合作建构（行为+思维+互动）浅浅层层学学习习深深层层学学习习思思维维型教学型教学聚合交叉 协同创新教学层级分析被动接受自主活动自主建构合作建构浅层学习深层学习103启启发发式式 教学教学聚合交叉 协同创新思维型教学讨论讨论式式 教学教学探究式探究式 教学教学参与式参与式教学教学自主自主发发 现现式式问题导问题导 向式向式小小组组合合作式作式主主题题探探 究式究式各种教学方法各种教学方法各种学各种学习习方法方法中国中央办公厅 国务院办公厅关于深化教育体制机制改革的意见的通知2017年8月1日（九）建立以学生发展为 本的新型教学关系启发式 教学聚合交叉 协同创新思维型 教学讨论式 教学探究式104倡倡导导探究式学探究式学习习，重，重视视思思维维型教学型教学聚合交叉 协同创新探究式学习是指在教师的指导、组织和支持下，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究的过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法为目的的学习方式。突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会；强调做中学和学中思，通过合作与探究，逐步培养学生提出科学问题的能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，发展学生的创造性、批判性思维和想象力；重视科学与人文的结合、求善求美教育与求真教育的结合,培养学生基本的科学伦理精神和热爱科学的品质。倡导探究式学习，重视思维型教学聚合交叉 协同创新探究式学习是105（1）重重视视探究活探究活动动的各个要素的各个要素。科学探究包括提出问题、作出假设、制订与实施研究方案、收集和分析数据、得出结论、表达交流、反思评价等要素。每个要素都会涉及多个科学思维方法。只有让学生有机会充分练习这些思维方法，科学思维才能逐渐形成。要避免程式化、表面化的科学探究。（2）精心精心设计设计探究探究问题问题。探究问题可以来自学生，也可以来自他人。无论问题来自何方，都必须与学生探究能力的水平相符。在时空都有限的课堂上，探究问题应结构良好、容量合适，对于学生科学思维发展更有价值的真实问题也应该有一席之地，时空的局限可以通过与综合实践活动课程或校本课程的结合等途径加以解决。聚合交叉 协同创新（1）重视探究活动的各个要素。科学探究包括提出问题、作出假设106（3）处处理好探究式学理好探究式学习习中学生自中学生自主主和教和教师师指指导导的的关系关系。探究式教学强调要以学生为主体，但这并不意味着教师要放弃指导。从学生原生态的发现活动到较严谨的探究性实验设计与操作，离不开教师的精心指导。为了保证指导的适时有效，教师要对学生在探究中出现的问题保持高度的敏感，必要时给予适当的指导。指导要富于启发，最好是在教师的提示下学生自己发现问题所在。（4）不要把探究式学不要把探究式学习习作作为为唯一唯一的的科学科学学学习习方方式式。科学素养包括多个维度，不同的素养要通过不同的学习活动加以培养，科学教师应尽可能掌握多种科学教学方法和策略。要多采用能激发学生兴趣、符合学生认知发展规律，以及能充分调动学生积极性的教学方法和教学策略，使学生愿意主动学习。戏剧表演、科学游戏、模型制作、现场考察、科学辩论会等，都是科学学习的有效方式。（5）突出学生的主体地位，动手与动脑结合聚合交叉 协同创新（3）处理好探究式学习中学生自主和教师指导的关系。探究式教学107主要特点主要特点面面向向全体学生，保全体学生，保护护学生的好奇心学生的好奇心和和求知求知欲欲。调查计划：在七大区各选一个省，每个省共选 择15所城市学校、15所农村学校，共30所学校，全国范围内共选择210所学校。其中，校长210名，210所学校所有科学教师，6300名学生。已经回收和统计的问卷为贵州30所学校、黑龙 江29所学校、山西31所学校、湖南31所学校的校 长问卷、教师问卷和学生问卷。其中有效问卷为 校长问卷121份、教师问卷469份、学生问卷3498小学科学课程实施现状调查报告份。聚合交叉 协同创新主要特点面向全体学生，保护学生的好奇心和求知欲。调查计划：在10825.62%的校长报告学校没有专职科学教师农村小学没有专职教师的比例为37.3%，专职教师较兼职教师更喜欢科学教学工作（比较喜欢及以上：兼职48.2%，专职84.8%），职业责任感也较强（较强及以上：兼职65.7%，专职93%）。51.76%的专职教师认为小学科学课程的目标是培养学生的科学素养，兼职教师只占37.45%；科学教师中受过专业的科学教育或理科教育只占29.5%自2010年以来，43.3%的兼职科学教师没有参加过小学科学教师培训农村学校有教师归属感的占50.8%，城市学校占68.9%44.2%的校长报告学校科学教师的师资不稳定聚合交叉 协同创新25.62%的校长报告学校没有专职科学教师聚合交叉 协同创新10998.96%的学生都很喜欢科学课学生反映32.28%的科学课被用来上其它课学生获得课外知识的途径主要是课外阅读（35.33%）、网络电视广播等媒体（27.24%）和各种场馆（23.25%）。然而，66.16%的学生不能参观各类科技场馆。58.97%的学校没有科技校本课程聚合交叉 协同创新98.96%的学生都很喜欢科学课聚合交叉 协同创新110小学科学课程对于培养学生的科学素养、创新精神和实