为未知而教 为未来而学

2017年6月，中国教育科学研究院发布了《中国STEM教育白皮书》（以下简称《白皮书》），中国教科院王素主任表示，《白皮书》作为中国教育史上关于STEM教育最全面、最专业、最翔实的研究成果，详细阐述了中国发展STEM教育的时代和国际等背景需要，并在多年的理论研究和实践探索的基础上，深入分析了我国STEM教育发展的成就、问题与挑战。同时，针对我国的具体情况提出了“中国STEM教育2029创新行动计划”，明确了具体的行动方案，并全面探析了美国、英国、德国等发达国家的STEM教育发展现状和模式，对中国STEM教育的发展具有重要的指导和借鉴意义。STEAM教育由STEM教育演变而来，其有助于培养学生适应未来的关键能力，并有可能在未来的生活和工作中持续发挥作用，因此成为世界各国教育改革的战略选择。

从农耕时代到工业时代，再到信息时代，技术的不断进步带动了生产力的提高，不断推动人类社会向更高层次发展。今天，人工智能等新技术正以改变一切的力量在全球范围掀起一场影响人类所有层面的深刻变革，新技术正在重构产业结构，提升产业效益，推动人类社会向数字化和智能制造时代迈进。不久的将来，知识和智慧将会取代资本和资源，成为驱动社会经济发展的关键力量，从事一般体力劳动或简单脑力劳动的职业将逐渐被机器所取代。只有那些具有创新思维和高水平技能的人才，才能在激烈的竞争中占据主动地位。在这种新时代的大背景下，传统教育受到了前所未有的挑战。学生在学校经过十几年，甚至更长时间的教育后进入社会，可能会从事一些今天并不存在的职业，社会发展迫使教育必须做出改变，学生必须学会学习，掌握新的技能、知识和专长，培养较强的逻辑思维与合作能力，以应对未来社会的复杂挑战。因此，我们的教育必须为未知而教、为未来而学。

2016年，国务院发布的《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》强调，在高中阶段要鼓励探索开展科学创新与技术实践的跨学科探究活动。同年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》中明确提出，有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用。2017年，教育部印发《义务教育小学科学课程标准》，倡导跨学科学习方式，建议教师可以在教学实践中尝试STEM教育（后期演变为STEAM教育），STEAM教育被纳入国家战略发展政策，为其开展提供了强有力的政策支撑。STEAM教育在中国已进入快速蓬勃发展的阶段，在教育实践、理论研究和教育政策方面取得明显进展。各地专家积极探索STEAM教育推进方式，大力开发STEAM课程。

《重演知识发生过程的STEAM课程开发》一书是2017年度立项的珠海市校的本精品课程《STEAM教育课程》（JPKC201708）的研究成果，该课题在珠海市香山学校取得了良好的实践效果，并于2019年评为市级优秀精品课程，同时本书也是珠海市教育科研“十三五”规划重点课题《基于知识发生过程的STEM校本课程开发与实践 》研究成果，本书围绕什么才是有价值的学习这一核心问题，把STEAM教育与知识发生过程教学全程结合。

对于本书的出版，我们要感谢珠海市教育研究中心提供精品课程的课程经费支持，感谢珠海市香山学校的陈水夏校长、杨葆青副校长、景晓红副校长、梁泳怡主任、李粤华主任对项目的大力支持，感谢珠海市香洲区教师发展中心杨煌老师对本书的帮助与指导。感谢珠海市夏湾小学韩涛老师提供案例《校园足球场》、拱北小学曾晓华老师提供案例《校园植物墙》、香洲区第十六小学邱文静老师提供案例《校园歌剧院》、香山学校吴慧彦老师提供案例《共乐园及其名贵植物》，感谢王霭茵老师和李霞冰老师以及东北师范大学出版社对本书的排版、校对。

鉴于我们的水平有限，恳请读者批评指正。

许剑珩，珠海市香山学校科学教师。珠海市中小学首批校本精品课程《STEAM教育课程》研究与开发者，担任中小学STEAM教育丛书《海绵城市》（2018年科学出版社）的副主编，参与编写《探索科学的奥秘》（2017年东北师范大学出版社）。2017年小学科学课例获教育部“一师一优课”活动中部级“优课”。近年来先后在《湖南中学物理》《珠海教育》等刊物发表多篇学术论文，多篇教育论文在省、市级优秀教育论文评选中荣获一等奖。

熊志权，湖北大学教育硕士，珠海市教育研究中心科学教研员、教科室主任。珠海市名教师，广东省物理特级教师，中学物理正高级教师，曾参加普通高考物理科命题和广东省中考物理科命题工作。

第一章 STEAM课程的基本概述

第一节 STEAM教育的基本内涵

第二节 STEAM教育的特征解析

第三节 STEAM课程的建构依据

第四节 STEAM课程项目标准

第二章 重演知识发生过程教学的本质

第一节 重演知识发生过程教学的理论溯源

第二节 核心素养视域下的STEAM教育

第三节 知识发生过程教学的校本化实施

第四节 发展学生物感与STEAM教学

第三章 STEAM课程课堂行为的有效性

第一节 利用“头脑风暴”发展跨学科思维

第二节 STEAM课堂教学中建构有效提问

第三节 STEAM教学中课堂讨论有效性

第四节 STEAM课程中学生能力表现评价

第四章 基于校园的STEAM课程开发

第一节 香山学校STEAM课程的构建与运行

第二节 基于科学探究的STEAM课程教育

第三节 STEAM教学中的挫折承受力教育

第四节 人文艺术在STEAM课程中的融合发展

第五章 STEAM课堂课例应用

第一节 基于学生活动的STEAM教学案例

    能“吐水”的城市

    校园歌剧院

第二节 基于问题研讨的STEAM教学案例

    校园直饮水

    共乐园及其名贵植物

第三节 基于项目学习的STEAM教学案例

    校园足球场

    港珠澳大桥人工岛搭建之旅

第四节 基于综合实践的STEAM教学案例

    校园植物墙

    能“吸水”的城市