《跨学科项目式学习：36个科学教育案例》(美)Linda Froschauer(琳达·弗洛绍尔) 编，陈一彬李娟译，陈尚宝孙晓奎审校

内容提要

本书是由美国科学教育协会前主席主编的科学教育案例集，由深圳市盐田区教育科学研究院副院长陈尚宝、国际StarT项目式学习共同体中国区主任孙晓奎**，教育博士陈一彬等翻译。本书详细讲解怎样为不同年级的学生开展跨学科项目式学习，36个案例为教师提供课堂实施策略和流程参考。新课标要求科学教育总课时达到8%~10%，仅次于语文和数学；并要求各门课程的跨学科主题学习不低于总课时的10%。本书的内容是按照学生的年级段组织的，教师可以快速找到为特定年级制定的教学策略。无论教师是刚刚开始研究科学教育，还是一直在构建跨学科项目式课程，并正在寻找新创意，本书都是全新的、卓有成效的策略。

文章节选

第 1 章如何制定工程设计任务
7步创建你自己的设计活动
*近，在美国的州与**层面，各界力推将工程教育内容与实践整合到基础教育的科学教育范围中。要将工程教育纳入小学科学课程中，一种方式是将工程设计任务作为传授科学内容的手段。尽管工程设计任务可能有益于学生的科学学习，可以增强他们对科学与工程学的兴趣，但几乎没有哪位老师接受过相关的培训，不知道怎样制定他们自己的基于标准的工程设计任务。在本章中，我们将概述工程和工程设计流程，然后描述我们在制定一项五年级的基于标准的工程设计任务时所采用的步骤，该任务的标题是 “分解污垢”,在本章中将被称为“堆肥箱”。本章内容更加侧重于模拟我们制作和撰写原创的设计概要时采用的一些不连续的步骤。这些步骤是通用的，可以作为你成功创建基于课堂的工程设计任务的一般程序步骤。这种工程设计任务能够补充你的课程，并且可以强化学生的科学学习。为了将我们的写作步骤置于实践的背景之中，我们一致同意将堆肥箱作为原始任务，并且为完成这一任务提供有益的指导性策略。什么是工程与工程设计流程
美国基础教育《K-12 科学教育框架》将工程定义为：“以找到人类特定问题的解决方法为目标而从事的系统性的设计实践。”工程师运用他们对数学与科学概念的理解，找到结构不良的问题的解决方案。这些问题可能是“凌乱的”,因为不存在正确的解决方案，或者说，没有哪条路径是通往解决方案的**路径。相反，工程师在运用他们的科学知识和数学概念来制订解决方案时，会进行一系列的权衡。他们一步步走完工程设计流程，构思该问题的解决方案，要么是一个人工制品，要么是一套流程。工程设计是一个迭��的过程，在其中，工程师找出问题，围绕创意进行头脑风暴，制订设计方案，创建和测试设计雏形，并且在必要时重新设计他们的方案雏形。在小学的科学课堂上，老师可以通过设计概要向学生介绍工程设计任务。设计概要描述一位遇到了需要解决的现实问题的客户的情况。首先，学生单独制订问题的解决计划，并且在笔记本上记下数据。然后，老师将学生分配到由3~4名学生组成的团队中，让学生与团队成员分享他们个人的计划，并且讨论每个创意的优劣。*终，设计团队提出一个小组设计，并且使用家里或教室里随时可用的材料来构建一个设计雏形。接下来，全班根据设计概要中确定的标准与约束条件来评估结果。学生向班上同学介绍他们的设计，并且解释如何运用科学概念来完善设计。学生根据测试结果重新设计方案雏形，以更好地满足客户的需要。这个流程可以进行修改，以包含更多的老师指导内容为小学低年级学生使用。科学探索与工程设计
基于科学探索的与基于工程设计的学习，一个重要的特点是，学习活动以学生为**而不是以老师为**开展。除此之外，科学探索和工程设计都可以用于**传授科学概念与解决问题的实践。然而，这两种方法之间存在的两个重要差别，使它们成为两个迥然相异的主体。差别之一是起点不同。科学探索活动从需要回答的问题开始，基于工程设计的活动则从需要解决的问题开始。差别之二是老师为每种活动采用的教学方法不同。针对科学探索活动，老师采用的方法可能是指导性的、引导性的和开放性的。每一种方法都取决于老师在多大程度上提供了详尽的指导。例如，指导的科学探索活动通常用于验证某一科学思想。因此，对某项科学探索活动来讲，它存在一个预先确定的正确答案。基于工程设计的活动则没有确定的答案，解决问题的方式有很多。科学探索活动的*终成果是回答某个问题，而工程设计活动的*终成果是一个人工构建的作品或流程。创建你自己的工程设计任务以下步骤概述了我们用来制定一项五年级的工程设计任务的流程。在描述每个步骤的同时，我们将设计任务的例子（堆肥箱）并排放置，以阐述我们用来制定自己的设计任务的流程。在这项任务中，老师要求学生帮助海地的农民制作一些**的堆肥箱，以生产更好的堆肥，为农作物施肥。遵循下面的步骤，你可以制定出原创的设计任务，或者将现有的活动改造成一项设计任务。

**部分学前班到五年级第 1 章如何制定工程设计任务第 2 章留意设计的失策第 3 章借助普及版图书教学第 4 章更多借助普及版图书的教学第二部分学前班到二年级第 5 章给我一个 E 第 6 章工程设计流程 5E 第 7 章学生真的能像工程师那样做吗第 8 章抓住我，如果你能做到的话第 9 章将工程学带入科学实验室第10 章综合设计第 11 章象鼻和海豚尾巴第 12 章工程项目改编第 13 章迈入数字时代第 14 章发明神秘机器第 15 章我真的是在为小学生讲授工程学吗第 16 章探寻 STEM 第 17 章打印游乐设备第 18 章蔡斯家的狗舍第 19 章测量成功第三部分三年级到五年级第 20 章思考、设计、建造、测试、优化第 21 章基于社区的工程第 22 章工程，学习第 23 章设计一堵隔音墙第 24 章叶片结构与风力涡轮机的功能第 25 章与学生一起成为绿色工程师第 26 章压扁牛奶纸盒第 27 章制作一只假手第 28 章理解滑翔第 29 章系统的系统第 30 章制造并发射玩具火箭第 31 章向着工程领域“奔跑” 第 32 章恶劣的天气第 33 章秸秆火箭真是太棒了第 34 章将大自然作为灵感第 35 章走钢丝的挑战第 36 章模拟水的过滤