作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件

作为研学基地的科技馆的课程设计作为研学基地的科技馆的课程设计内容提要研学基地提出的背景作为研学基地的科技馆面临的挑战中国基础教育改革的着力点学校科学教育改革的着力点科技馆课程设计的理念及技术内容提要学校教育的优势——系统学术性强学校教育的问题——意义性、趣味性不强知识与经验、概念与情境分离,致使“双基”未必扎实缺乏在真实情境中运用知识解决问题的机会一、研学基地提出的背景--学校教育存在的问题学校教育的优势——一、研学基地提出的背景--学校教育存在的问儿童把握世界的三种方式儿童把握世界的三种方式作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件学校教育面临的挑战挑战——解决问题的的能力该如何培养？与能力形成息息相关的在真实情境中解决复杂问题的学习机会如何安排？概念形成所需要的经验从何处获得？学校教育面临的挑战挑战——关于推进中小学生研学旅行的意见中小学生研学旅行是由教育部门和学校有计划地组织安排，通过集体旅行，集中食宿方式开展的研究性学习和旅行体验相结合的校外教育活动，是学校教育和校外教育衔接的创新形式，是教育教学的重要内容，是综合实践育人的有效途径。(2016年教育部等11个部委）关于推进中小学生研学旅行的意见中小学生研学旅行是由教育部第一批国家研学实践教育基地名单中国人民革命军事博物馆中国消防博物馆中国地质博物馆中国水利博物馆全国农业展览馆中国国家博物馆中国北极阁气象博物馆第一批国家研学实践教育基地名单中国人民革命军事博物馆

国家海洋博物馆中国科学技术馆吉林省自然博物馆天长市中小学现代农业研学基地西溪湿地国家公园……国家海洋博物馆浙江省的研学实践教育基地……5、课程设置----开设适合中小学生研学实践的课程——研学实践课程恐怕是研学实践教育基地的“软肋”，展教工作人员不知道什么是课程，不会设计课程，也不知道该如何实施及评价课程。浙江省的研学实践教育基地……慕尼黑体验式学习中心今年的探究主题——泡泡

它有两层展区：一楼：感性体验二楼：教室和活动提升在二楼孩子们，孩子们通过课程和实验，了解泡泡结构在建筑中的应用。在一楼孩子们参与各种与肥皂泡相关的体验游戏；慕尼黑体验式学习中心今年的探究主题——泡泡

它有两层展区：一作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件二、作为研学实践基地的科技馆面临的挑战过去：定位——学校教育的重要补充，换言之，科普取向的科技馆无需考虑与学校教育的对接现在：定位——学校教育的有机组成部分，换言之，需要考虑与学校教育的对接，成为学生科学素养形成不可或缺的重要因素。二、作为研学实践基地的科技馆面临的挑战过去：作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件三、中国基础教育改革的着力点核心素养学科核心素养学业质量评价标准三、中国基础教育改革的着力点核心素养中国核心素养的内涵——中国核心素养的内涵——学科核心素养学科核心素养是核心素养在特定学科（或学习领域）的具体化，是学生学习一门学科（或特定学习领域）之后所形成的、具有学科特点的关键成就，是学科育人价值的集中体现如：哲学(核心)素养、历史(核心）素养、数学(核心)素养、科学(核心)素养…学科核心素养学科核心素养是核心素养在特定学科（或学习领域）的学业质量标准学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备的核心素养以及应达到的具体水平的明确界定。学业质量标准的结构包括两个部分：一是确定本学科具有哪些核心素养，并对其内涵进行界定；二是对每个核心素养不同的表现水平进行界定。学业质量标准学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备每个学科核心素养的主要表现主要表现：能够搜集与历史有关的各类材料，并对史料进行辨析，判断史料的价值；掌握研习史料的方法，能够从史料中提取有效信息；形成历史的实证意识，在论述历史时能够将有价值的史料作为证据。（2019年启动了义务教育阶段的课程标准研制）案例：我国历史学科核心素养“史料实证”的主要表现每个学科核心素养的主要表现主要表现：案例：我国历史学科核心素四、学校科学教育改革的着力点（一）学校科学教育改革的历史脉络——事实性、实用性的科学知识概念性的科学知识，科学方法的知识科学素养（科学知识、科学方法、科学精神、科学兴趣）科技素养（STEM素养、工程技术素养）四、学校科学教育改革的着力点（一）学校科学教育改革的历史脉络民国小学自然课本第二册目录萤火虫会发光蜻蜓捉小虫吃雄蟋蟀会斗大冬瓜大南瓜好吃的水果稻有什么用种小麦麻雀要吃麦和米种蚕豆虾可以做菜吃蟹可以做菜吃菊花开了雁来了羊喜欢吃草棉布哪儿来的做衣服的器具造屋的材料造路的材料民国小学自然课本第二册目录萤火虫会发光虾可以做菜吃商店物理、应用化学、家庭物理、生物理、生化学、运用生物学、生理学、卫生学等(强调科学的技术应用）对科学方法的认知——知识的本质取决于知识产生的方法，科学方法是科学的本质特征。（局限于书斋）商店物理、应用化学、家庭物理、生物理、生化学、运用生物20世纪60年代科学课程改革的背景1957年前苏联人造地球卫星上天对美国的刺激（不能因照顾中才，而牺牲尖子）布鲁纳的结构课程论思想——“一门学科的课程应该决定于对能达到的给那门学科以结构的根本原理的最基本的理解”（内容结构、句法结构）20世纪60年代科学课程改革的背景1957年前苏联人造地球卫正像一个警探调查一件罪案那样，为了揭露大自然的秘密，你也必须仔细观察周围的世界。探索大自然的第一步和最重要的一步是观察。匈牙利科学教材正像一个警探调查一件罪案那样，为了揭露大自然图二可以用来解释物质性质和物质行为的脑海中的图画叫做模型。建立模型就是建造和使用这种心灵图画的方法。图二可以用来解释物质性质和物质行为图三：

大自然可以从几种不同的角度加以考察。不同的特征可以用不同的模型恰当地、清楚地描述.。有可能，一个物理学家和一个化学家使用不同的模型来理解同一种实物的性质。他们之所以能够这样做，是因为他们是从不同的角度来考察这个世界。图三：

大自然可以从几种不同的角培养有科学素养的公民的背景1983年《国家在危机中---教育改革势在必行》（美国）科学教育的目的应当使全体学生都有充分的机会，最大限度地去了解科学，提高科学素养。

忽略任何人的科学教育，就是剥夺了他们的基础教育，就会使他们终生致残，国家就会失去优秀的工人和合格的公民，最终将导致国家难以承受的损失。

培养有科学素养的公民的背景1983年《国家在危机中---教育科学技术双刃剑问题的凸显——“技术已经产生了严重的有害后果”科学技术概念的提出在很大程度上也是缘于人类日益增长的征服自然的能力和欲望使人类居住的地球环境日益恶化所敲响的警钟。（科学素养的人文色彩明显加强）新的教育口号：“还教育的另一半”英国的STS课程科学技术双刃剑问题的凸显——作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件美国国家科学教育标准（1996）科学的统一概念和过程作为探究过程的科学物质科学生命科学地球与空间科学科学与技术从个人和社会的角度所见的科学科学的历史与本质美国国家科学教育标准（1996）科学的统一概念和过程21世纪科学教育重心的转移372011-20132010-20111990年代1990年代-2009NGSS阶段IINGSS阶段I21世纪科学教育重心的转移372011-20132010-2NGSS的标准（2013年的标准）38实践内容横向交叉NGSS的标准（2013年的标准）38内容横向交叉学科核心概念生命科学物理科学LS1: 从分子到有机体：结构与过程LS2: 生态系统：相互作用，能量和动力LS3: 遗传：特质的遗传和变异LS4: 生物进化：统一性和多样性PS1:物质及其相互作用PS2:运动和静止：力和相互作用PS3:能量PS4:波及其在信息传播技术中的应用地球与空间科学工程与技术ESS1:地球在宇宙中的位置ESS2:地球系统ESS3:地球和人类活动ETS1:工程设计ETS2:工程、技术、科学和社会的联系学科核心概念生命科学物理科学LS1: 从分子到有机体：结构与横向（跨学科）概念40模式因果关系:机制和解释

比例尺，比例关系，和数量系统和系统模型能量和物质：流动，循环与守恒

结构和功能

稳定性和变化

横向（跨学科）概念40模式1、提出/界定(科学/工程)问题2、开发和使用模型3、计划和执行调查4、分析和解读数据5、使用数字和计算思维6、形成科学解释/设计工程解决方案7、基于证据的论证8、获取、评估和交流信息科学与工程实践1、提出/界定(科学/工程)问题2、开发和使用模型3、计划和课程材料不能仅是呈现和评估科学概念–它们需要让学习者有机会亲历运用科学实践来形成和运用科学概念的过程。

核心概念实践横向概念核心概念实践横向概念BasedonworkbyTinaC数学科学英语语言艺术M1.理解问题并坚持解决问题。

M2.抽象地和量化地推理。M6.注意精确。M7.寻找和运用结构。M8.在重复的推理中寻找并表达规律性。S1:提出（科学）问题和界定（工程）问题S3:计划和执行调查S4:分析和解释数据S6:形成（科学）解释和设计（工程）解决方案 M4.用数学建立模型。S2:开发和使用模型S5:使用数学和计算思维E1:表现出独立性。E7:开始理解其它视角和文化。

E6:策略性地和熟练地运用技术和数字媒体。M5:策略性使用合适的工具。E2:建立牢固的内容知识。E5:尊重证据。M3&E4:构建可行的论证，批评别人的推理。S7:投入有证据的论证 S8:获取，评价和交流信息

E3:获取、综合和清晰有效地报告结果，对任务和目标作出反应科学、数学和英语语言艺术中的实践的共同之处Basedonwork数学科学英语语言艺术M1.理解问PISA2015科学素养评量架构PISA2015科学素养评量架构2015科学素养评量情境2015科学素养评量情境（二）科学素养的界定赫德（P.D.Hurd）_“对科学的理解及其应用到社会的经验”克劳普福（L.E.Klopfer）“每个人所应具备的对科学的基本理解。”包括——了解重要的科学事实、概念、原则和理论；把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；（二）科学素养的界定赫德（P.D.Hurd）_具备从事科学探究的能力；理解科学本质的一般原理和关于科学技术与社会的相互作用；具有理智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。具备从事科学探究的能力；欧阳钟仁

了解并能正确地运用科学概念；探讨和解决问题时运用科学过程的技巧；明了科学的本质及科学事业；明了科学、技术与社会的三这关系；具备发展与科学有关的的实用技术；把探究科学当成终身嗜好；要有严谨的科学态度和价值观欧阳钟仁了解并能正确地运用科学概念；科学素养的四个重要特性整体性——是科学观、科学智能和科学行为习惯的有机统一整体，缺一不可。基础性——基础文明的一部分，正常生活和发展所必不可少的基本要素。普遍性——适用于各种职业各种人群稳定性——一经形成，具有相对的稳定性和延续性。科学素养的四个重要特性整体性——是科学观、科学智能和科学行为中国科学兴趣科学方法科学知识科学精神（有待商榷）中国科学兴趣（三）学科素养导向的科学课程与教学改革1、从重视科学探究到重视科学思维（工程思维）2、从重视科学知识到重视科学概念3、从重视书本知识的检测到重视能在真实情境中综合运用所学解决问题能力的考察（项目学习）4、重视以师生互动为中心的教学样式（对比以教师为中心或以学生为中心的教学样式）（三）学科素养导向的科学课程与教学改革1、从重视科学探究到重

安德森

安德森科学游戏软件案例：太阳系拯救大行动科学游戏软件案例：太阳系拯救大行动作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件案例：《电子秤探秘》教学流程创设情境迁移应用组织探究引导创新电子秤测学生体重创意生活电子秤的结构解密顺次改变元件性质类似仪器

结构解密各类创意

新颖产品核心知识学习核心知识应用案例：《电子秤探秘》教学流程创设情境迁移应用组织探究引导创新作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件案例：《电子秤探秘》小组竞赛：举例类似的自动感应、控制、调节开关。声传感器——声控开关光强传感器——路灯自动开关温度传感器——电熨斗的温度控制、温度报警器压强传感器——根据车流量大小自动调节红绿灯时间湿度传感器——自动除湿装置案例：《电子秤探秘》小组竞赛：举例类似的自动感应、控制、调节作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件

科学探究过程

提出简单问题作出相关研究计划与他人交流研究过程、观察结果和解释在构建解释中协调观察到的证据和科学知识组织收集到的资料，并进行解释运用恰当的工具和技术收集资料探索流程科学探究过程提出简单问题作出相关研究计划与他人交流研究

科学思考技能精确描述自然现象的技能发觉与描述自然现象因果问题的技能觉察、产生和叙述另有假说和理论的技能产生逻辑预测的技能计划和实施控制实验测试假说的技能收集、组织和分析实验数据与相关资料的技能作出和运用合理结论的技能科学思考技能精确描述自然现象的技能案例：太平洋的银鲑鱼会洄游到他们的出生地产卵。问题：

它们是怎么找到出生地的？案例：什么是大概念

大概念是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念与此相对应，用于特定观察和实验的称为小概念。对比：蚯蚓能很好地适应在泥土中的生活生物体需要经过很长时期的进化形成在特定条件下的功能什么是大概念大概念是指可以适用于一定范为什么要强调大概念科学知识成几何级数的增加，教不完。大概念适应范围更广泛，解释力更强“课程开发者应警惕不要让课程内容滑入内容琐碎的倾向，要与概念性的知识相联系”---布鲁纳为什么要强调大概念核心概念的选择标准具有学科的意义：具有跨越多个学科领域的广泛的重要性，或者是本学科中组织相关知识的关键概念。具有解释力：能解释许多现象。具有生成性：能为理解和探究更多的概念和解决问题提供关键的工具，与社会、家庭相关。能从幼儿园到高中螺旋上升（学习进阶）核心概念的选择标准具有学科的意义：具有跨越多个学科领域的广泛科学概念（英国）宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。改变一个物体的的运动状态需要有净力作用于其上。当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。科学概念（英国）宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。科学概念地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候。宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系——银河系中很小的一部分。科学概念地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影响着地科学概念生物体是由细胞构成的。生物需要能量和营养物质，为此它们需要依赖其他生物或与其他生物竞争。生物体的遗传信息会一代代地传递下去。生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。科学概念生物体是由细胞构成的。关于科学的概念科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。关于科学的概念科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。情境创设任务，提出素养要求；简化意味着剥离、结构化、学科化初步的知识系统结构化的知识系统整合的知识系统真实现实情境原始的探究方法原则性的探究方法适应性的探究方法朴素的情感和价值系统发展的情感和价值系统成熟的情感和价值系统极为简化的现实情境简化的现实情境情境创设任务，提出素养要求；简化意味着剥离、结构化、学科化初作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件以师生互动为主的教学样式

卡普勒斯（Roberluskarplus.1977)的“学习环”

探索、概念建立和概念运用

(1)探索给学生提供一个从现象中创造意义的机会，使学生具有一些现象的最初经验，这些现象对于形成对概念的理解是非常必要的。（2）概念建立教师帮助学生将科学概念与他们在概念探索阶段获得的经验相联系，讨论后给出概念的正式介绍。（3）概念运用与已有经验相结合，解释、预测更多现象。以师生互动为主的教学样式五、科技馆研学课程设计的理念与技术为核心素养、学科素养的养成服务（素养是个“复数”）为关键概念的深刻理解服务为高阶思维能力的锻炼服务为在真实情境中解决问题的能力服务（体验式学习中心）五、科技馆研学课程设计的理念与技术为核心素养、学科素养的养成学校教育社会教育家庭教育。。

学

E。

学校教育社会教育家庭教育。。 学E。 BMW（宝马）设计的儿童汽车课程你理想中的汽车是什么样子的？它是大车还是小车？高高的还是扁扁的？它应是什么颜色的？深色还是浅色？它会使用什么样的动力呢？汽油？电能？水能？还是其它？你理想中的汽车需要具有什么功能呢？它可以带着我翻山越岭它可以带着我飞速狂奔它可以带着全家去旅游它可以_________________________你希望你的汽车可以：走在坑坑洼洼的石头路上也如履平地在市中心方便地找到停车位无论我逛街买了多少东西都塞的进去其它：______________________你希望你的汽车有：几扇门？几个座位？还有什么是一辆车必不可少的？GPS?音乐播放器？雨刮？其它：______________________BMW（宝马）设计的儿童汽车课程你理想中的汽车是什么样子的？为你理想中的汽车画张图吧在汽车工业里，没有什么是不可能的！你可以以电视上见过的汽车为蓝本，也可以放任自己天马行空的想象来创造自己梦想中的汽车。在课程开始之前为你理想中的汽车画一张图吧！为你理想中的汽车画张图吧在汽车工业里，没有什么是不可能的！你在儿童农场探究农场上有哪些机器，可以进行什么工作，在木屑上体验犁地，并思考可以怎样改装农具让工作更简单….在儿童农场探究农场上有哪些机器，可以进行什么工作，在木屑上体少年农科院的构想——农业设备研究所农业生化研究所（化肥、农药、生长激素）育种研究所水域生态研究所稻田生态研究所少年农科院的构想——回到爷爷奶奶小时候——在体验了爷爷奶奶的洗衣房以后，

在现代的洗衣机上寻找和传统洗衣工具类似的结构回到爷爷奶奶小时候——在体验了爷爷奶奶的洗衣房以后，

在现代作为研学基地的科技馆的课程设计作为研学基地的科技馆的课程设计内容提要研学基地提出的背景作为研学基地的科技馆面临的挑战中国基础教育改革的着力点学校科学教育改革的着力点科技馆课程设计的理念及技术内容提要学校教育的优势——系统学术性强学校教育的问题——意义性、趣味性不强知识与经验、概念与情境分离,致使“双基”未必扎实缺乏在真实情境中运用知识解决问题的机会一、研学基地提出的背景--学校教育存在的问题学校教育的优势——一、研学基地提出的背景--学校教育存在的问儿童把握世界的三种方式儿童把握世界的三种方式作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件学校教育面临的挑战挑战——解决问题的的能力该如何培养？与能力形成息息相关的在真实情境中解决复杂问题的学习机会如何安排？概念形成所需要的经验从何处获得？学校教育面临的挑战挑战——关于推进中小学生研学旅行的意见中小学生研学旅行是由教育部门和学校有计划地组织安排，通过集体旅行，集中食宿方式开展的研究性学习和旅行体验相结合的校外教育活动，是学校教育和校外教育衔接的创新形式，是教育教学的重要内容，是综合实践育人的有效途径。(2016年教育部等11个部委）关于推进中小学生研学旅行的意见中小学生研学旅行是由教育部第一批国家研学实践教育基地名单中国人民革命军事博物馆中国消防博物馆中国地质博物馆中国水利博物馆全国农业展览馆中国国家博物馆中国北极阁气象博物馆第一批国家研学实践教育基地名单中国人民革命军事博物馆

国家海洋博物馆中国科学技术馆吉林省自然博物馆天长市中小学现代农业研学基地西溪湿地国家公园……国家海洋博物馆浙江省的研学实践教育基地……5、课程设置----开设适合中小学生研学实践的课程——研学实践课程恐怕是研学实践教育基地的“软肋”，展教工作人员不知道什么是课程，不会设计课程，也不知道该如何实施及评价课程。浙江省的研学实践教育基地……慕尼黑体验式学习中心今年的探究主题——泡泡

它有两层展区：一楼：感性体验二楼：教室和活动提升在二楼孩子们，孩子们通过课程和实验，了解泡泡结构在建筑中的应用。在一楼孩子们参与各种与肥皂泡相关的体验游戏；慕尼黑体验式学习中心今年的探究主题——泡泡

它有两层展区：一作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件二、作为研学实践基地的科技馆面临的挑战过去：定位——学校教育的重要补充，换言之，科普取向的科技馆无需考虑与学校教育的对接现在：定位——学校教育的有机组成部分，换言之，需要考虑与学校教育的对接，成为学生科学素养形成不可或缺的重要因素。二、作为研学实践基地的科技馆面临的挑战过去：作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件三、中国基础教育改革的着力点核心素养学科核心素养学业质量评价标准三、中国基础教育改革的着力点核心素养中国核心素养的内涵——中国核心素养的内涵——学科核心素养学科核心素养是核心素养在特定学科（或学习领域）的具体化，是学生学习一门学科（或特定学习领域）之后所形成的、具有学科特点的关键成就，是学科育人价值的集中体现如：哲学(核心)素养、历史(核心）素养、数学(核心)素养、科学(核心)素养…学科核心素养学科核心素养是核心素养在特定学科（或学习领域）的学业质量标准学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备的核心素养以及应达到的具体水平的明确界定。学业质量标准的结构包括两个部分：一是确定本学科具有哪些核心素养，并对其内涵进行界定；二是对每个核心素养不同的表现水平进行界定。学业质量标准学业质量标准是指学生在完成各学段学习时，应该具备每个学科核心素养的主要表现主要表现：能够搜集与历史有关的各类材料，并对史料进行辨析，判断史料的价值；掌握研习史料的方法，能够从史料中提取有效信息；形成历史的实证意识，在论述历史时能够将有价值的史料作为证据。（2019年启动了义务教育阶段的课程标准研制）案例：我国历史学科核心素养“史料实证”的主要表现每个学科核心素养的主要表现主要表现：案例：我国历史学科核心素四、学校科学教育改革的着力点（一）学校科学教育改革的历史脉络——事实性、实用性的科学知识概念性的科学知识，科学方法的知识科学素养（科学知识、科学方法、科学精神、科学兴趣）科技素养（STEM素养、工程技术素养）四、学校科学教育改革的着力点（一）学校科学教育改革的历史脉络民国小学自然课本第二册目录萤火虫会发光蜻蜓捉小虫吃雄蟋蟀会斗大冬瓜大南瓜好吃的水果稻有什么用种小麦麻雀要吃麦和米种蚕豆虾可以做菜吃蟹可以做菜吃菊花开了雁来了羊喜欢吃草棉布哪儿来的做衣服的器具造屋的材料造路的材料民国小学自然课本第二册目录萤火虫会发光虾可以做菜吃商店物理、应用化学、家庭物理、生物理、生化学、运用生物学、生理学、卫生学等(强调科学的技术应用）对科学方法的认知——知识的本质取决于知识产生的方法，科学方法是科学的本质特征。（局限于书斋）商店物理、应用化学、家庭物理、生物理、生化学、运用生物20世纪60年代科学课程改革的背景1957年前苏联人造地球卫星上天对美国的刺激（不能因照顾中才，而牺牲尖子）布鲁纳的结构课程论思想——“一门学科的课程应该决定于对能达到的给那门学科以结构的根本原理的最基本的理解”（内容结构、句法结构）20世纪60年代科学课程改革的背景1957年前苏联人造地球卫正像一个警探调查一件罪案那样，为了揭露大自然的秘密，你也必须仔细观察周围的世界。探索大自然的第一步和最重要的一步是观察。匈牙利科学教材正像一个警探调查一件罪案那样，为了揭露大自然图二可以用来解释物质性质和物质行为的脑海中的图画叫做模型。建立模型就是建造和使用这种心灵图画的方法。图二可以用来解释物质性质和物质行为图三：

大自然可以从几种不同的角度加以考察。不同的特征可以用不同的模型恰当地、清楚地描述.。有可能，一个物理学家和一个化学家使用不同的模型来理解同一种实物的性质。他们之所以能够这样做，是因为他们是从不同的角度来考察这个世界。图三：

大自然可以从几种不同的角培养有科学素养的公民的背景1983年《国家在危机中---教育改革势在必行》（美国）科学教育的目的应当使全体学生都有充分的机会，最大限度地去了解科学，提高科学素养。

忽略任何人的科学教育，就是剥夺了他们的基础教育，就会使他们终生致残，国家就会失去优秀的工人和合格的公民，最终将导致国家难以承受的损失。

培养有科学素养的公民的背景1983年《国家在危机中---教育科学技术双刃剑问题的凸显——“技术已经产生了严重的有害后果”科学技术概念的提出在很大程度上也是缘于人类日益增长的征服自然的能力和欲望使人类居住的地球环境日益恶化所敲响的警钟。（科学素养的人文色彩明显加强）新的教育口号：“还教育的另一半”英国的STS课程科学技术双刃剑问题的凸显——作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件美国国家科学教育标准（1996）科学的统一概念和过程作为探究过程的科学物质科学生命科学地球与空间科学科学与技术从个人和社会的角度所见的科学科学的历史与本质美国国家科学教育标准（1996）科学的统一概念和过程21世纪科学教育重心的转移1192011-20132010-20111990年代1990年代-2009NGSS阶段IINGSS阶段I21世纪科学教育重心的转移372011-20132010-2NGSS的标准（2013年的标准）120实践内容横向交叉NGSS的标准（2013年的标准）38内容横向交叉学科核心概念生命科学物理科学LS1: 从分子到有机体：结构与过程LS2: 生态系统：相互作用，能量和动力LS3: 遗传：特质的遗传和变异LS4: 生物进化：统一性和多样性PS1:物质及其相互作用PS2:运动和静止：力和相互作用PS3:能量PS4:波及其在信息传播技术中的应用地球与空间科学工程与技术ESS1:地球在宇宙中的位置ESS2:地球系统ESS3:地球和人类活动ETS1:工程设计ETS2:工程、技术、科学和社会的联系学科核心概念生命科学物理科学LS1: 从分子到有机体：结构与横向（跨学科）概念122模式因果关系:机制和解释

比例尺，比例关系，和数量系统和系统模型能量和物质：流动，循环与守恒

结构和功能

稳定性和变化

横向（跨学科）概念40模式1、提出/界定(科学/工程)问题2、开发和使用模型3、计划和执行调查4、分析和解读数据5、使用数字和计算思维6、形成科学解释/设计工程解决方案7、基于证据的论证8、获取、评估和交流信息科学与工程实践1、提出/界定(科学/工程)问题2、开发和使用模型3、计划和课程材料不能仅是呈现和评估科学概念–它们需要让学习者有机会亲历运用科学实践来形成和运用科学概念的过程。

核心概念实践横向概念核心概念实践横向概念BasedonworkbyTinaC数学科学英语语言艺术M1.理解问题并坚持解决问题。

M2.抽象地和量化地推理。M6.注意精确。M7.寻找和运用结构。M8.在重复的推理中寻找并表达规律性。S1:提出（科学）问题和界定（工程）问题S3:计划和执行调查S4:分析和解释数据S6:形成（科学）解释和设计（工程）解决方案 M4.用数学建立模型。S2:开发和使用模型S5:使用数学和计算思维E1:表现出独立性。E7:开始理解其它视角和文化。

E6:策略性地和熟练地运用技术和数字媒体。M5:策略性使用合适的工具。E2:建立牢固的内容知识。E5:尊重证据。M3&E4:构建可行的论证，批评别人的推理。S7:投入有证据的论证 S8:获取，评价和交流信息

E3:获取、综合和清晰有效地报告结果，对任务和目标作出反应科学、数学和英语语言艺术中的实践的共同之处Basedonwork数学科学英语语言艺术M1.理解问PISA2015科学素养评量架构PISA2015科学素养评量架构2015科学素养评量情境2015科学素养评量情境（二）科学素养的界定赫德（P.D.Hurd）_“对科学的理解及其应用到社会的经验”克劳普福（L.E.Klopfer）“每个人所应具备的对科学的基本理解。”包括——了解重要的科学事实、概念、原则和理论；把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；（二）科学素养的界定赫德（P.D.Hurd）_具备从事科学探究的能力；理解科学本质的一般原理和关于科学技术与社会的相互作用；具有理智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。具备从事科学探究的能力；欧阳钟仁

了解并能正确地运用科学概念；探讨和解决问题时运用科学过程的技巧；明了科学的本质及科学事业；明了科学、技术与社会的三这关系；具备发展与科学有关的的实用技术；把探究科学当成终身嗜好；要有严谨的科学态度和价值观欧阳钟仁了解并能正确地运用科学概念；科学素养的四个重要特性整体性——是科学观、科学智能和科学行为习惯的有机统一整体，缺一不可。基础性——基础文明的一部分，正常生活和发展所必不可少的基本要素。普遍性——适用于各种职业各种人群稳定性——一经形成，具有相对的稳定性和延续性。科学素养的四个重要特性整体性——是科学观、科学智能和科学行为中国科学兴趣科学方法科学知识科学精神（有待商榷）中国科学兴趣（三）学科素养导向的科学课程与教学改革1、从重视科学探究到重视科学思维（工程思维）2、从重视科学知识到重视科学概念3、从重视书本知识的检测到重视能在真实情境中综合运用所学解决问题能力的考察（项目学习）4、重视以师生互动为中心的教学样式（对比以教师为中心或以学生为中心的教学样式）（三）学科素养导向的科学课程与教学改革1、从重视科学探究到重

安德森

安德森科学游戏软件案例：太阳系拯救大行动科学游戏软件案例：太阳系拯救大行动作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件案例：《电子秤探秘》教学流程创设情境迁移应用组织探究引导创新电子秤测学生体重创意生活电子秤的结构解密顺次改变元件性质类似仪器

结构解密各类创意

新颖产品核心知识学习核心知识应用案例：《电子秤探秘》教学流程创设情境迁移应用组织探究引导创新作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件案例：《电子秤探秘》小组竞赛：举例类似的自动感应、控制、调节开关。声传感器——声控开关光强传感器——路灯自动开关温度传感器——电熨斗的温度控制、温度报警器压强传感器——根据车流量大小自动调节红绿灯时间湿度传感器——自动除湿装置案例：《电子秤探秘》小组竞赛：举例类似的自动感应、控制、调节作为学校有机组成部分的科技馆的课程设计理念与技术科技博物馆课程交流课件

科学探究过程

提出简单问题作出相关研究计划与他人交流研究过程、观察结果和解释在构建解释中协调观察到的证据和科学知识组织收集到的资料，并进行解释运用恰当的工具和技术收集资料探索流程科学探究过程提出简单问题作出相关研究计划与他人交流研究

科学思考技能精确描述自然现象的技能发觉与描述自然现象因果问题的技能觉察、产生和叙述另有假说和理论的技能产生逻辑预测的技能计划和实施控制实验测试假说的技能收集、组织和分析实验数据与相关资料的技能作出和运用合理结论的技能科学思考技能精确描述自然现象的技能案例：太平洋的银鲑鱼会洄游到他们的出生地产卵。问题：

它们是怎么找到出生地的？案例：什么是大概念

大概念是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念与此相对应，用于特定观察和实验的称为小概念。对比：蚯蚓能很好地适应在泥土中的生活生物体需要经过很长时期的进化形成在特定条件下的功能什么是大概念大概念是指可以适用于一定范为什么要强调大概念科学知识成几何级数的增加，教不完。大概念适应范围更广泛，解释力更强“课程开发者应警惕不要让课程内容滑入内容琐碎的倾向，要与概念性的知识相联系”---布鲁纳为什么要强调大概念核心概念的选择标准具有学科的意义：具有跨越多个学科领域的广泛的重要性，或者是本学科中组织相关知识的关键概念。具有解释力：能解释许多现象。具有生成性：能为理解和探究更多的概念和解决问题提供关键的工具，与社会、家庭相关。能从幼儿园到高中螺旋上升（学习进阶）核心概念的选择标准具有学科的意义：具有跨越多个学科领域的广泛科学概念（英国）宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。改变一个物体的的运动状态需要有净力作用于其上。当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。科学概念（英国）宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。科学概念地球的构造和