1、基于STEM理念的科学探究教学实践一、一课引发的思考一、一课引发的思考案例1：神经调节核心概念：人体是在神经系统调节下的完整的有机体。S:脊蛙实验引出，神经调节需要除感受器、神经中枢、效应器之外的传入神经和传出神经。一、一课引发的思考一、一课引发的思考案例1：神经调节核心概念：人体是在神经系统调节下的完整的有机体。T:引出实验，测量反应快慢。探讨测定方案,可以直接用秒表测量，也可以用转换法用直尺测量。读接放一、一课引发的思考一、一课引发的思考案例1：神经调节核心概念：人体是在神经系统调节下的完整的有机体。M:剔除无效数据，通过反应时间和尺子下落距离的函数关系图，通过下落距离，转换回反应时间。引
2、自港版科学探索P192沉默的“E”二、二、STEM的概念框架的概念框架运用工程设计作为STEM学习的催化剂是至关重要的。是STEM学科整合的关键，它提供了探明四门学科之间交集并建立联系的机会。目前担任美国国家科学教师协会非正式科学教育委员会委员，并担任国家海洋教育工作者协会教育研究委员会联合主席。三、基于三、基于STEM的科学探究实践的科学探究实践（一）实施路径：从局部整合到“E”为核心的整体融合学习STEM教育，是学其神，非仿其形STESTEMSTEAM案例3：气体流速与压强的关系案例2：分子无规则运动案例4：鞭炮STEAM三、基于三、基于STEM的科学探究实践的科学探究实践案例2：分子无规
3、则运动核心概念：分子永不停息的做无规则运动且受温度的影响实验实验1.0版版宏观辨识取固定有两朵“小白花”的橡皮塞，分别滴上酚酞溶液，打开盛放浓氨水的小药瓶瓶塞，立即用小烧杯罩住，观察现象。探析探析1.0微微观观探探析析浓氨水实验实验2.0版版氨分子的运动对比现象常温生石灰与水反应加热探析探析2.0常温浓氨水浓氨水生石灰与水反应加热实验实验3.0版版常温STE生石灰与水反应加热“空中生烟”对比实验三、基于三、基于STEM的科学探究实践的科学探究实践案例3：探究空气流速和压强的关系核心概念：空气流速越大，压强越小实验实验1.0版版实验实验2.0版版数字化数字化显性化显性化气体压强传感器风速仪实验实
4、验2.0版版流速(m/s)压强(KPa)99.814192596.890.1STEM三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节 活动内容 学生活动 教师活动 设计意图观看点燃 观看视频。提供视频，激 发 学 生 对 烟参与鞭炮视频引 入 鞭 炮 花、鞭炮的研究制作。动机，唤起参与意识。三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节探索活动内容 学生活动 教师活动 设计意图1.慢 镜 头 播 观看视频 引 导 学 生 提 深度剖析鞭放 鞭 炮 爆 炸的视频问：为 什 么 炮 爆 炸 的 原理回 顾
5、 爆 炸 的 能 爆 炸？可原理，回答燃物是什么？构造如何？2.拆 解 鞭 炮，动 手 拆 解，协助、指导 提 高 拆 解 技研究结构边 照 片 记 录结构术分 析 结 构 及 引导分析制作的原理提高分析问题的能力三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节 活动内容 学生活动教师活动设计意图鞭炮内可 在教师的引导 给出鞭炮化 运用科学知识，解释合理解释。燃物的分 下，深入理解 学 反 应 方 程析-火 鞭炮爆炸的原 式，明 晰 原理理药材料及结 拆解并阐
6、释双 协助、指导、发 展 工 程 学 思拓展构分析 响炮的各密闭空间的用途及响声缘由维，及 培 养 科学 原 理 和 工 程技 术 的 融 合 的思想三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节 活动内容 学生活动提 供 少 量 1.思考给定材 提供材料教师活动设计意图以 制 作 一 个小鞭炮为E，出 制 定 材 2.根据材料制 引导设计方案 让 S、T在制火 药，给 料的用途料，制 作 作一个密闭空 作 中 融 合，一 个 单 响 间 协助制作，启 提 升 解 决 问炮 3.装入火药 发解决疑难问 题的能力。工程题4.采用一定的技术密封三、基
7、于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节 活动内容学生活动教师活动嵌入式学习：学 习 火 药 的 提供一定的素材，提升嵌入式学习设计意图黑 火 药 的 成 发展史。分或提供网络电脑，查 能力,激发学生爱找相关资源。国热情，体现艺术和人文性。培养基于数据和探 究：KNO3、分 组，设 计 定基准：深化S、C三种 实 验 方 案，C/S/KNO3=1:1:1，总 实证的探究能力。成 分 的 最 佳 根 据 火 药 燃 质量5g，逐一改变其配比的调试 烧 情 况 分 别 中的单一变量寻 找 KNO3/通过不断改变单C/S的最佳配 引导学生根据配比与 一
8、变量，不断重复实验培养科学精神比火焰燃烧的规律，思考与猜测，并论证三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践案例3：鞭炮STEAM（6E）环节活动内容从以下几个维度评价：1.从技术维度学生活动 教师活动 设计意图对拆卸鞭炮技术性的评价对制作技术的评价对密封技术的评价2.从查阅资料维度3.从工程设计维度4.从探究能力维度5.从数据分析维度6.从小组合作维度7.对鞭炮做不成功失败归因能力的评价发 展 同 学们 分 析 问题，归 因自评、互 引导评价 能 力 和 评评价展示照片、评价 分 享 的能力。三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践（二）实施程序1.确定
9、探究主题：以 一个鞭炮的诞生为例2.聚焦核心概念2KNO+S+3C=K S+N+3CO 232 2爆炸：在有限的空间里，急剧燃烧三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践（二）实施程序3.确定探究目标【S：科学】知道KNO3、S、C点燃会产生大量气体；理解爆炸的原理，理解并使用控制变量法【T:技术】摸索拆-装鞭炮的技术【E：工程】能设计制作一响鞭炮的方案，并尝试制作【A：艺术、人文】通过嵌入式学习，体会我国古代劳动人民发明火药的艰辛，发展学生坚忍不拔的科学精神。【M：数学】定量计算黑火药中KNO3、S、C的最佳比例三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践（
10、二）实施程序4.制定评价量规在评价中，要实现“教-学-评”一体化，通过制定评价量规，实现评价先行。如：鞭炮STEAM工程性评价环节三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践（二）实施程序5.厘清教学场景看，鞭炮爆炸拆，探索原理悟，模型解释行，设计方案装，体现技术究，精准探究评，研讨分享6.整合科学探究与工程设计三、基于三、基于STEM理念的科学探究实践理念的科学探究实践（三）探究类型：1.基于科学史哲的5E探究案例4：基于STEAM理念的探究空气中氧气体积分数本实验获2016年第四届全国实验说课一等奖2.基于数据化表征的科学本质探究案例5：探究液体对容器底部的压力本实验获20
11、17年第五届全国实验说课金奖（四）STEAM教育课程群建设竞赛辅导课程创客课程：3D打印激光切割机开源硬件Python编程无人机课程3D打印课程普及课程机器人编程趣味编程3D打印课程数字化探究趣味编程智能车、机器人课程课题引领课题引领指向科技素养培养的指向科技素养培养的STEAM科技项目的设计与实施研究科技项目的设计与实施研究创新理解学习的目的STEAM教学融合：项目式学习跨学科学习探索式学习兴趣引导学习科技素养的提升科技方法科技能力科技意识基础学科科学、信息、数学、美术、语言、英语科技知识科技品质学正中学学正中学STEAM科技创客空间科技创客空间积极参与各级教育部门组织比赛，成绩卓著积极参与
12、各级教育部门组织比赛，成绩卓著比赛项目参赛人尹涛总分排名第一名奖项等级一等奖指导教师张晓燕杭州市中小学生创客大赛（教师个人赛）杭州市计算机三维设计大赛高翀、黄崇源第二名第三名一等奖一等奖诸康凯袁明朗、朱禧来杭州市科技节FPV多旋翼飞行器室内竞速接力赛祝家明、金杰鹏第十一名第二名二等奖二等奖杭州市中小学生创客马拉松大赛（学 黄奕涵、丁磊、生团队赛）高翀林莹莹、丁晓清高翀周轩第七名第八名二等奖二等奖三等奖三等奖三等奖三等奖三等奖三等奖张晓燕杭州市电子设计创意大赛（创新电路）丁磊第十二名第十四名第十五名第十三名第十八名第十九名郭瀚文黄奕涵周轩张晓燕杭州市电子设计创意大赛（智能家居）杭州市科技节机器人竞赛虚拟机器人郭瀚文高翀施俊均高嘉杭第二十一名第二十三名三等奖三等奖林莹莹感谢聆听杭州经济技术开发区学正中学
