S-科學(xué) 博物學(xué)、仿生學(xué)

T-技術(shù) 建模技術(shù)、編程技術(shù)、美術(shù)技巧

E-工程 機(jī)械工程、電子工程、計算機(jī)工程、人工智能工程

A-藝術(shù)與自然

M-通識 數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、語文

課程背景

近年來，以跨學(xué)科和真實問題及情景為顯著特征的 STEAM 教育進(jìn)入公眾視野，得到多國政

府、教育界、企業(yè)界和其他利益相關(guān)全體的廣泛關(guān)注，并被視為是提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)

跨學(xué)科能力和創(chuàng)新能力的有效途徑。

有關(guān) STEAM 的理解大體上可以分為兩個維度，即課程維度和學(xué)習(xí)方式維度。從課程維度來

看，“STEAM”是學(xué)科知識內(nèi)容與相關(guān)實踐整合的課程，強(qiáng)調(diào)在知識內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，

突出培養(yǎng)孩子發(fā)現(xiàn)問題、探索探究、創(chuàng)新創(chuàng)造、實踐解決問題、創(chuàng)造力和高階思維能力。

從構(gòu)建課程內(nèi)容維度層面來看本課程內(nèi)容的設(shè)計特點主要由以下 6 種元素構(gòu)成：（1）課程

實施包含激勵學(xué)生和吸引學(xué)生的環(huán)境（2）包含美術(shù)技巧及工程設(shè)計挑戰(zhàn)，為孩子提供相關(guān)

美術(shù)技巧、工程思維、技術(shù)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容（3）允許孩子從失敗中學(xué)習(xí)，并根據(jù)所學(xué)進(jìn)行

重新設(shè)計；以培養(yǎng)孩子解決問題的能力（4）在學(xué)習(xí)內(nèi)容中包含基于標(biāo)準(zhǔn)的通識（數(shù)學(xué)、物

理、化學(xué)），并融入語言、藝術(shù)以幫助孩子理解跨學(xué)科的現(xiàn)實世界問題（5）引導(dǎo)孩子獨立

思考以知識上“學(xué)會”能力上“作品”為課程目標(biāo)（6）強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作與溝通能力

從學(xué)習(xí)方式維度來看，7-8 年級這一年齡階段的孩子由于知識的累積、對生活及世界的認(rèn)識

有了自己的主觀判斷,思想活躍且自主意識增強(qiáng)，記憶力、邏輯思維能力、專注力有較大的

提升，針對這系列特征。在教學(xué)方式上海青浦未來教育研究院研究了國內(nèi)外幾十家專業(yè)同行

機(jī)構(gòu)的相關(guān)課程，并結(jié)合未來教育專注于“人工智能”時代背景下培養(yǎng)孩子多元的知識儲備、

跨學(xué)科知識架構(gòu)、解決復(fù)雜問題能力的教學(xué)定位設(shè)計開發(fā)的 STEAM 教學(xué)方式主要特點有以

下四個方面

1. 情景式的教學(xué)環(huán)境

2. 故事講述結(jié)合科學(xué)實驗、動手設(shè)計制作的教學(xué)過程

3. 科藝作品融入情景劇表演式的教學(xué)成果交付

4. 通過自然科學(xué)探究 STEAM 能學(xué)會觀察、探究大自然中的自然現(xiàn)象、能掌握自然現(xiàn)象背

后的物理知識和數(shù)學(xué)規(guī)律、能把掌握的物理知識和數(shù)學(xué)規(guī)律運用于解決實際問題

課程特色

自然科學(xué)探究\\觀察力、記憶力、想象力拓展\\STEAM 作品設(shè)計制作\\STEAM 作品展演

Don't worry!Be nature!

孩子是新時代的希望，他們的成長備受我們的關(guān)注，然而現(xiàn)在的許多孩子在生活中出現(xiàn)了一

種癥狀——“自然缺失癥”，孩子們正與自然分離，他們在自然中度過的時間越來越少。

然而孩子就像需要睡眠和食物一樣，需要和自然接觸。讓孩子與自然接觸，增加孩子對自然

的感知力，培養(yǎng)孩子對生命的敏感與敬畏是我們的宗旨。

引導(dǎo)孩子把從自然收獲的感知用于想象與思考，再將這種思考及想象通過專業(yè)老師的引導(dǎo)用

于 STEAM 作品從中鍛煉孩子的專注力及創(chuàng)造力，最終再通過 PBL 試的實訓(xùn)從而鍛煉孩子

的實踐能力，解決復(fù)雜問題的能力是我們的愿景。

課程內(nèi)容

課時序號 課時主題 課時目標(biāo) 課時內(nèi)容 關(guān)鍵問題

第 1 課時

水~勇敢的旅

行家~地球上

跑的最快的物

流小哥！

了解觀察和記錄的

方法；學(xué)習(xí)分類記

憶的方法

分組桌游、學(xué)生自我介

紹

破冰建立師生互

信

第 2 課時 水的物理形態(tài)

了解水物理形態(tài)相

互 轉(zhuǎn) 換 的 物 理 規(guī)

律；掌握水物理形

態(tài)轉(zhuǎn)換的實驗步驟

用教具演示水的物理

形態(tài);

學(xué)生做水形態(tài)物理實

驗

固態(tài)-液態(tài)-氣態(tài)

第 3 課時 虹吸效應(yīng)

了解虹吸效應(yīng)的物

理原理；掌握虹吸

效應(yīng)的實驗方法

實驗： 利用虹吸效應(yīng)

為小烏龜家園運送水

引力、大氣壓強(qiáng)

與虹吸

第 4 課時 毛細(xì)效應(yīng)

了解毛細(xì)效應(yīng)的物

理原理；學(xué)會毛細(xì)

效應(yīng)的實驗方法

實驗一： 利用毛細(xì)效

應(yīng)讓紙開花；

實驗二： 利用毛細(xì)效

應(yīng)讓苔蘚復(fù)蘇

毛細(xì)效應(yīng)應(yīng)用于

紙與植物的相同

與不同處

第 5 課時 設(shè)計取水器

了解數(shù)學(xué)黃金分割

的原理；

掌握用計算器計算

訓(xùn)練： 使用黃金分割

理論設(shè)計取水器的科

學(xué)圖紙

畢達(dá)哥拉斯黃金

分割

黃金分割；

學(xué)會用黃金分割設(shè)

計取水器的長、寬、

高

第 6 課時 制作取水器

了解瓶子草儲水系

統(tǒng)的原理；

學(xué)會用歐式幾何組

裝取水器；

掌握泥塑工具及技

巧的運用

訓(xùn)練： 制作取水器模

型*（2 個）

歐式幾何

第 7 課時 取水器涂色

了解冷、暖色調(diào)的

搭配原理

學(xué)會三原色的調(diào)配

掌握涂色工具的運

用

訓(xùn)練： 給取水器涂色

*1

想象力

第 8 課時

取水器作品匯

報

學(xué) 會 編 寫 作 品 小

報；

學(xué)會編寫科學(xué)實驗

報告

訓(xùn)練： 編寫作品小報

與科學(xué)實驗報告

第 9 課時 搭建皇家園林

了解基礎(chǔ)建模的方

法；

學(xué)會用搭樂高積木

的方式搭建皇家園

林

訓(xùn)練： 用取水器搭建

皇家園林

團(tuán)隊協(xié)作

第 10 課時 虹吸、毛細(xì)效 掌握利用虹吸效應(yīng) 訓(xùn)練： 在搭建的皇家 跨學(xué)科

應(yīng)用于灌溉皇

家園林

建立水渠；

掌握利用毛細(xì)效應(yīng)

設(shè)定灌溉區(qū)域

園林內(nèi)用、虹吸、毛細(xì)

效應(yīng)解決灌溉

第 11 課時 編故事、寫作

了解編寫故事的敘

事方法；

學(xué)會設(shè)定故事背景

與人物；

學(xué)會制造故事矛盾

與沖突

根據(jù)皇家園林的場景

編寫故事

自主性

第 12 課時 作品展演

了解表演技巧在展

演 中 能 發(fā) 揮 的 效

能；

學(xué)會把作品用于表

演并學(xué)習(xí)相關(guān)的表

演技能：情景敘述、

肢體動作等

個人情景劇表演及錄

制

表演力

第 13 課時 科技探究

了解人工智能在機(jī)

械臂中的應(yīng)用；

學(xué)習(xí)用黃金分割設(shè)

計機(jī)械臂的比例

設(shè)計人工智能機(jī)械臂

圖紙

人工智能的實際

應(yīng)用

第 14 課時 自然生態(tài)探究

了解水鳥在濕地的

生態(tài)系統(tǒng)中處在怎

么的生態(tài)位置；

學(xué)習(xí)用幾何拼接的

方法制作濕地的生

STEAM 自然生態(tài)作品

復(fù)雜系統(tǒng)與濕地

候鳥

態(tài)鏈地圖；

學(xué)會制作濕地微景

觀

第 15 課時 自然科學(xué)探究

了解產(chǎn)生潮汐的原

因；

學(xué) 習(xí) 制 作 潮 汐 現(xiàn)

象、虹吸現(xiàn)象科藝

小報；

學(xué)習(xí)把潮汐現(xiàn)象結(jié)

合想象力規(guī)劃科學(xué)

裝置圖

探究潮汐現(xiàn)象，制作潮

汐現(xiàn)象和虹吸現(xiàn)象的

科藝小報

想象力拓展

第 16 課時 公益行

了解物種多樣性對

于 人 類 世 界 的 影

響；

了解人類在物種生

物鏈所處的位置；

學(xué)會通過作品向人

們傳達(dá)物種多樣性

的理念

學(xué)生 STEAM 作品展出

及公益拍賣

宣傳物種多樣性

課程開發(fā)團(tuán)隊

朱軼

上海青浦未來教育研究院自然生態(tài) STEAM 課程體系負(fù)責(zé)人

上海未來教育研究院是一家獨立法人、公益性的教育科研和教育評估機(jī)構(gòu)。

未來教育研究院依托復(fù)旦大學(xué)資源、復(fù)旦基礎(chǔ)教育平臺，打造高層次民間教育智庫，圍繞基

礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展教育科研、教育決策咨詢、教育評估、學(xué)業(yè)質(zhì)量提升、教師培訓(xùn)等業(yè)務(wù)，同

時研究院也積極利用自身公益平臺凝聚復(fù)旦校友力量，籌集資金和資源，為上?；A(chǔ)教育事

業(yè)盡綿薄之力。

張亦默

張亦默現(xiàn)任世界自然基金會(瑞士)北京代表處(WWF)長江濕地綜合保護(hù)重點項目主任。他的

主要工作職責(zé)是在長江中下游進(jìn)行單片濕地、子流域、政策等多層次的濕地及候鳥保護(hù)項目。

他是《國際濕地公約》中國 NGO 宣教聯(lián)絡(luò)人。

在 WWF 的十年中，他先后負(fù)責(zé)協(xié)調(diào) 2010 上海世博會 WWF 館的籌備與運營、WWF 長江

中下游戰(zhàn)略開發(fā)與評估、首席代表顧問、機(jī)構(gòu)發(fā)展項目，并曾負(fù)責(zé) WWF 的政府關(guān)系工作，

因此有機(jī)會廣泛與企業(yè)、政府及 NGO 同仁接觸。他非常熟悉境外基金會在華的運營方式以

及相關(guān)規(guī)定，也了解國內(nèi)非盈利機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀。出于對自然的熱愛，他樂于將更多時間投入于

目前的野外工作。

張亦默于復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院獲得生態(tài)學(xué)碩士學(xué)位，并于此前在同一學(xué)院獲生物科學(xué)學(xué)士

學(xué)位。在求學(xué)和工作中，始終對于濕地有不可割舍的感情。他認(rèn)為，人類對自然的影響已經(jīng)

使全球任何地區(qū)都無法保持原始的狀態(tài)，而且濕地也面臨著系統(tǒng)性的威脅。因此保護(hù)濕地不

僅需要在地管理，更重要的是對管理體制、商業(yè)投資等行為進(jìn)行優(yōu)化，使得人類活動能夠保

護(hù)、欣賞并可持續(xù)利用濕地

李慧

復(fù)旦大學(xué)生態(tài)學(xué)博士，上海師范大學(xué)教育學(xué)博士后，上海市高校智庫研究和管理中心訪問學(xué)

者，University of Washington（Seattle, USA）生物多樣性研究項目成員，自然教育工作

者。著有《STEM+課程設(shè)計與實踐指導(dǎo)》《貴州省生態(tài)文明教育讀本（初中版）》等 6 部

著作和教材，發(fā)表科普文章、中英文學(xué)術(shù)論文 20 余篇，獲批國家發(fā)明專利 2 項，榮獲上海

市科學(xué)技術(shù)獎一等獎、全國優(yōu)秀教材（基礎(chǔ)教育類）二等獎。

_ / THE END / _

學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力

美國羅切斯特大學(xué)心理研究專家愛德華·德西在 1970 年曾經(jīng)做過一個實驗，這個實驗的道具

是 7 塊形狀各異的木頭，只有一種方法能把它們拼成一個大立方。他招募了一群大學(xué)生志愿

者，分三次來進(jìn)行實驗。

第一次，志愿者的任務(wù)是把 7 塊木頭拼成大立方，無償?shù)?。志愿者很快就投入到玩木頭游戲

中，即便過了規(guī)定 8 分鐘的時間，許多人還在興致勃勃地繼續(xù)拼。第二次，志愿者被分成兩

組，還是原來的任務(wù)，但第一組仍然是無償?shù)?，而第二組一旦拼成功就會有一美元獎勵（1970

年的一美元對學(xué)生來說是很大的數(shù)目）。結(jié)果，第二組志愿者拼得更積極了，花的時間也更

多。戲劇性的事發(fā)生在第三次。第三次，實驗又恢復(fù)了第一次的規(guī)則。愛德華發(fā)現(xiàn)，那些在

上一次實驗中得到一美元的學(xué)生，在這一次實驗里，積極性和花的時間大幅減少。

這個實驗證實了一個心理學(xué)理論，動機(jī)分為兩大類：內(nèi)在動機(jī)和外在動機(jī)。內(nèi)在動機(jī)能讓行

為本身就成為一種回報，而外在動機(jī)，回報來自于行為之外的東西，而非行為本身，比如金

錢、獎勵、加分、榮譽(yù)等。對于學(xué)習(xí)這件事兒來說，內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)是因好奇心、求知欲、自

尊心、責(zé)任感、學(xué)習(xí)興趣和成功感等內(nèi)部因素所引發(fā)的學(xué)習(xí)動機(jī)。內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)所追求的目

標(biāo)是學(xué)習(xí)活動本身，不追求學(xué)習(xí)活動之外的目標(biāo)，其作用具有持久性。外在學(xué)習(xí)動機(jī)所追求

的目標(biāo)則是學(xué)習(xí)活動之外的目標(biāo)，通常是由長者、權(quán)威、領(lǐng)導(dǎo)或群體提供的分?jǐn)?shù)、獎金和職

稱等外部引誘而產(chǎn)生的，若外部引誘消失，行為便不能持久。學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)來自于知識獲

得與問題解決帶來的愉悅感。很多神經(jīng)學(xué)家猜測，當(dāng)你解決一個問題時，你的愉悅感來源于

你的大腦獎勵給自己的少量多巴胺——這是一種對大腦的愉快系統(tǒng)很重要的且存在于自然

中的化學(xué)物質(zhì)。

那么，問題來了，我們?nèi)绾卧谡n程開發(fā)的時候，盡量把設(shè)計思路放在激勵內(nèi)在動機(jī)而非外

在動機(jī)？我們有哪些方法是可以激發(fā)內(nèi)在動機(jī)而非僅僅激發(fā)外在動機(jī)的？

第一個關(guān)鍵詞：好奇心

在大自然中，一些新奇的事情本身可以激發(fā)孩子們的好奇心。比如植物會不會吃人？石頭里

能不能長植物？但在課程開發(fā)時不能這樣簡單粗暴地讓孩子們討論問題。結(jié)果往往是哪怕老

師使盡渾身解數(shù)去引導(dǎo)，孩子們討論出來的也是不盡如意、幾乎雷同的答案。又或者是還沒

等討論出答案現(xiàn)場已完全失控。

難道孩子們對這樣的問題沒有好奇心？非也！我們正在為一所小學(xué)開發(fā)與“跨學(xué)科”有關(guān)的自

然科學(xué)探究 STEAM 課程。為了激發(fā)孩子們的好奇心，我們設(shè)計了下面這樣的探究任務(wù)來導(dǎo)

入課程主題。孩子們在完成任務(wù)之后可以得到一件神秘的任務(wù)道具，這樣孩子們的好奇心就

被立刻激發(fā)出來。然后告訴孩子們，今天的課程里會有幾個這樣的觀察力/記憶力的任務(wù)。

下面是部分孩子們的答案，親愛的讀者也請你挑戰(zhàn)一下自己的想象力，猜一猜這是一個什么

樣的任務(wù)呢？

第二個關(guān)鍵詞：挑戰(zhàn)性

心理學(xué)的研究認(rèn)為，學(xué)習(xí)者只有了解自己在學(xué)習(xí)中會遇到什么樣的困難，在學(xué)習(xí)后會得到什

么樣的收益，權(quán)衡利弊之后才會對心理努力或者心理投入的付出做出決策。簡言之，只有當(dāng)

學(xué)習(xí)者覺得所要解決的問題是有趣的，針對實際工作的，能夠參與其中的，才會樂意去學(xué)習(xí)。

大人們都愿意嘗試有挑戰(zhàn)性的事情，特別是當(dāng)這個事情跟他的工作還高度相關(guān)時。但孩子們

卻不一定，在太難的課程內(nèi)容挑戰(zhàn)面前孩子們往往會表現(xiàn)出“慫\"

很多老師反映現(xiàn)在的課程不好教，比如：

·老師這個游戲太難啦；

·老師教的方法沒用；

……

這些對于老師而言，確實是巨大的挑戰(zhàn)。那么在開發(fā)這種挑戰(zhàn)性的課程案例時應(yīng)該注意什么？

我們根據(jù)多年的課程開發(fā)經(jīng)驗，認(rèn)為要注意以下三點：

·具備從低-到高階梯式的多種挑戰(zhàn)方案的選擇性；

·給學(xué)習(xí)者預(yù)留廣泛的想象空間；

·避免簡單因果關(guān)系；

下面是我們挑選的一款用以訓(xùn)練孩子專注力的游戲道具，大多數(shù)孩子都能夠經(jīng)歷從剛開始的

挑戰(zhàn)失敗然后通過 10-15 分鐘的探究和實踐從而得出經(jīng)驗最終收獲不同程度的挑戰(zhàn)成功

第三個關(guān)鍵詞：參與感

我們在課程開發(fā)的時候會采用以下方式激發(fā)學(xué)員的參與感。

發(fā)給孩子們小標(biāo)簽，讓每個參與課程的孩子們都有機(jī)會成為課程小助手幫助老師頒發(fā)，收集

任務(wù)道具。

讓孩子們互相出題、互相測試。比如在一個模塊的學(xué)習(xí)小結(jié)時，讓孩子們針對這個模塊的內(nèi)

容以小組為單位互相出題，第一組的題目由第二組回答，第二組的題目由第三組回答，以此

類推。通過這些方法的運用，極大地激發(fā)了孩子們的參與感，收獲了孩子們對于課程的投入

度。

孩子們是新時代的希望，他們的成長備受我們的關(guān)注，然而現(xiàn)在的許多孩子在生活中出現(xiàn)了一

種癥狀——“自然缺失癥”，孩子們正與自然分離，他們在自然中度過的時間越來越少。然而孩

子就像需要睡眠和食物一樣，需要和自然接觸。讓孩子與自然接觸，增加孩子對自然的感知力，

培養(yǎng)孩子對生命的敏感與敬畏是我們的宗旨。引導(dǎo)孩子把從自然探究中得到的感知用于科學(xué)思考

和藝術(shù)想象，再將這種思考及想象用于 STEAM 作品的創(chuàng)作與實踐從而培養(yǎng)孩子解決復(fù)雜問題

的能力是我們的愿景。

S-科學(xué) 博物學(xué)、仿生學(xué)

T-技術(shù) 建模技術(shù)、編程技術(shù)、美術(shù)技巧

E-工程 機(jī)械工程、電子工程、計算機(jī)工程、人工智能工程

A-藝術(shù)與自然

M-通識 數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、語文

課程背景

近年來，以跨學(xué)科和真實問題及情景為顯著特征的 STEAM 教育進(jìn)入公眾視野，得到多國政

府、教育界、企業(yè)界和其他利益相關(guān)全體的廣泛關(guān)注，并被視為是提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)

跨學(xué)科能力和創(chuàng)新能力的有效途徑。

有關(guān) STEAM 的理解大體上可以分為兩個維度，即課程維度和學(xué)習(xí)方式維度。從課程維度來

看，“STEAM”是學(xué)科知識內(nèi)容與相關(guān)實踐整合的課程，強(qiáng)調(diào)在知識內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，

突出培養(yǎng)孩子發(fā)現(xiàn)問題、探索探究、創(chuàng)新創(chuàng)造、實踐解決問題、創(chuàng)造力和高階思維能力。

從構(gòu)建課程內(nèi)容維度層面來看本課程內(nèi)容的設(shè)計特點主要由以下 6 種元素構(gòu)成：（1）課程

實施包含激勵學(xué)生和吸引學(xué)生的環(huán)境（2）包含美術(shù)技巧及工程設(shè)計挑戰(zhàn)，為孩子提供相關(guān)

美術(shù)技巧、工程思維、技術(shù)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容（3）允許孩子從失敗中學(xué)習(xí)，并根據(jù)所學(xué)進(jìn)行

重新設(shè)計；以培養(yǎng)孩子解決問題的能力（4）在學(xué)習(xí)內(nèi)容中包含基于標(biāo)準(zhǔn)的通識（數(shù)學(xué)、物

理、化學(xué)），并融入語言、藝術(shù)以幫助孩子理解跨學(xué)科的現(xiàn)實世界問題（5）引導(dǎo)孩子獨立

思考以知識上“學(xué)會”能力上“作品”為課程目標(biāo)（6）強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作與溝通能力

從學(xué)習(xí)方式維度來看，7-8 年級這一年齡階段的孩子由于知識的累積、對生活及世界的認(rèn)識

有了自己的主觀判斷,思想活躍且自主意識增強(qiáng)，記憶力、邏輯思維能力、專注力有較大的

提升，針對這系列特征。在教學(xué)方式上海青浦未來教育研究院研究了國內(nèi)外幾十家專業(yè)同行

機(jī)構(gòu)的相關(guān)課程，并結(jié)合未來教育專注于“人工智能”時代背景下培養(yǎng)孩子多元的知識儲備、

跨學(xué)科知識架構(gòu)、解決復(fù)雜問題能力的教學(xué)定位設(shè)計開發(fā)的 STEAM 教學(xué)方式主要特點有以

下四個方面

1. 情景式的教學(xué)環(huán)境

2. 故事講述結(jié)合科學(xué)實驗、動手設(shè)計制作的教學(xué)過程

3. 科藝作品融入情景劇表演式的教學(xué)成果交付

4. 通過自然科學(xué)探究 STEAM 能學(xué)會觀察、探究大自然中的自然現(xiàn)象、能掌握自然現(xiàn)象背

后的物理知識和數(shù)學(xué)規(guī)律、能把掌握的物理知識和數(shù)學(xué)規(guī)律運用于解決實際問題

課程特色

自然科學(xué)探究\\觀察力、記憶力、想象力拓展\\STEAM 作品設(shè)計制作\\STEAM 作品展演

Don't worry!Be nature!

孩子是新時代的希望，他們的成長備受我們的關(guān)注，然而現(xiàn)在的許多孩子在生活中出現(xiàn)了一

種癥狀——“自然缺失癥”，孩子們正與自然分離，他們在自然中度過的時間越來越少。

然而孩子就像需要睡眠和食物一樣，需要和自然接觸。讓孩子與自然接觸，增加孩子對自然

的感知力，培養(yǎng)孩子對生命的敏感與敬畏是我們的宗旨。

引導(dǎo)孩子把從自然收獲的感知用于想象與思考，再將這種思考及想象通過專業(yè)老師的引導(dǎo)用

于 STEAM 作品從中鍛煉孩子的專注力及創(chuàng)造力，最終再通過 PBL 試的實訓(xùn)從而鍛煉孩子

的實踐能力，解決復(fù)雜問題的能力是我們的愿景。

課程內(nèi)容

課時序號 課時主題 課時目標(biāo) 課時內(nèi)容 關(guān)鍵問題

第 1 課時 達(dá)爾文

了解物種起源及

相對論概念；學(xué)

習(xí)在桌游中制定

規(guī)劃和選擇策略

的方法模擬物種

進(jìn)化

分組桌游、學(xué)生自我

介紹

達(dá)爾文

第 2 課時 物種進(jìn)化

觀察、探究濕地

生態(tài)系統(tǒng)；

了解生態(tài)系統(tǒng)和

生態(tài)鏈概念；

掌握探究、記錄、

編纂科學(xué)探究邏

輯圖的方法

探究：濕地生態(tài)系統(tǒng)

思維導(dǎo)圖：濕地生態(tài)

系統(tǒng)

思維導(dǎo)圖

第 3 課時

光照、濕度

與溫度

了解光照、濕度

與溫度在生態(tài)系

統(tǒng) 中 扮 演 的 角

色；

學(xué)會探究鑒別雨

林生態(tài)和沙漠生

探究 1： 雨林生態(tài)

探究 2： 沙漠生態(tài)

推理：海洋生態(tài)

探究科學(xué)調(diào)研

報告

態(tài)的生態(tài)鏈結(jié)構(gòu)

學(xué)會推測海洋生

態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)鏈

結(jié)構(gòu)

第 4 課時 藻類培養(yǎng)皿

掌 握 用 控 制 光

照、溫度濕度的

方法制造藻類

DIY： 培藻皿 初級生命

第 5 課時

荒漠生態(tài)系

統(tǒng)

掌握搭建荒漠生

態(tài)系統(tǒng)的方法；

學(xué)會用迪卡爾坐

標(biāo)系設(shè)定生態(tài)點

訓(xùn)練： 迪卡爾坐標(biāo)

系

DIY： 荒漠生態(tài)

搭建生態(tài)系統(tǒng)

第 6 課時

濕地生態(tài)系

統(tǒng)

掌握搭建濕地生

態(tài)系統(tǒng)的方法

理解凱撒加密數(shù)

學(xué)概念；

訓(xùn)練： 凱撒加密

DIY：濕地生態(tài)

搭建生態(tài)系統(tǒng)

第 7 課時

雨林生態(tài)系

統(tǒng)

掌握雨林生態(tài)搭

建方式

理解斐波那契數(shù)

列的數(shù)學(xué)規(guī)律

訓(xùn)練： 用斐波那契

數(shù)列計算雨林生物

種群的數(shù)量

DIY：雨林生態(tài)系統(tǒng)

搭建生態(tài)系統(tǒng)

學(xué)會用斐波那契

數(shù)列計算

理解斐波那契數(shù)

列與黃金分割之

間的規(guī)律

第 8 課時 歐拉路徑

學(xué)會用歐拉路徑

設(shè)定荒漠-濕地-雨林間的“通道”

訓(xùn)練： 用歐拉路徑

設(shè)計生態(tài)間的通道

連接，建立生態(tài)緩沖

區(qū)

生態(tài)過渡區(qū)

第 9 課時

拼 裝 集 體

STEAM 生

態(tài)作品“愛

因斯坦與達(dá)

爾文”（一）

理解用黃金分割

設(shè)定作品尺寸的

數(shù)學(xué)原理；

學(xué)會用搭樂高積

木 的 方 式 拼 裝

STEAM 作品；

DIY： 團(tuán)隊 STEAM

作品

團(tuán)隊協(xié)作

第 10 課時

拼 裝 集 體

STEAM 生

態(tài)作品“愛

因斯坦與達(dá)

爾文”（二）

理解用黃金分割

設(shè)定作品尺寸的

數(shù)學(xué)原理；

學(xué)會用搭樂高積

木 的 方 式 拼 裝

STEAM 作品；

DIY： 團(tuán)隊 STEAM

作品

團(tuán)隊協(xié)作

第 11 課時

編故事、寫

作

了解編寫故事的

敘事方法；

學(xué)會設(shè)定故事背

景與人物；

學(xué)會制造故事矛

盾與沖突

根據(jù)“愛因斯坦 PK

達(dá)爾文”的場景編寫

故事

自主性

第 12 課時 作品展演

了解表演技巧在

展演中能發(fā)揮的

效能；

學(xué)會把作品用于

表演并學(xué)習(xí)相關(guān)

的表演技能：情

景敘述、肢體動

作等

個人情景劇表演及

錄制

表演力

第 13 課時 科技探究

了解人工智能在

機(jī) 械 臂 中 的 應(yīng)

用；

學(xué)習(xí)用黃金分割

設(shè)計機(jī)械臂的比

例

設(shè)計人工智能機(jī)械

臂圖紙

人工智能的實

際應(yīng)用

第 14 課時 自然生態(tài)探 了解水鳥在濕地 STEAM自然生態(tài)作 復(fù)雜系統(tǒng)與濕

究 的生態(tài)系統(tǒng)中處

在怎么的生態(tài)位

置；

學(xué)習(xí)用幾何拼接

的方法制作濕地

的生態(tài)鏈地圖；

學(xué)會制作濕地微

景觀

品 地候鳥

第 15 課時

自然科學(xué)探

究

了解產(chǎn)生潮汐的

原因；

學(xué)習(xí)制作潮汐現(xiàn)

象、虹吸現(xiàn)象科

藝小報；

學(xué)習(xí)把潮汐現(xiàn)象

結(jié)合想象力規(guī)劃

科學(xué)裝置圖

探究潮汐現(xiàn)象，制作

潮汐現(xiàn)象和虹吸現(xiàn)

象的科藝小報

想象力拓展

第 16 課時 公益行

了解物種多樣性

對于人類世界的

影響；

了解人類在物種

生物鏈所處的位

置；

學(xué) 生 STEAM 作 品

展出及公益拍賣

宣傳物種多樣

性

學(xué)會通過作品向

人們傳達(dá)物種多

樣性的理念

第 17 課時

愛因斯坦與

相對論

了解相對論的概

念

了解萬有引力的

概念

桌游：愛因斯坦引力

與牛頓萬有引力

愛因斯坦

牛頓

第 18 課時

愛因斯坦時

空

理解三維歐式空

間與四維閔式時

空的區(qū)別

掌握用克萊因瓶

探究二維空間與

三維空間的實驗

方法

思想實驗：四維時空

的沙漏

物理實驗：探究克萊

因瓶的三維空間

狹義相對論

第 19 課時

愛因斯坦引

力

了解牛頓引力與

愛因斯坦引力的

區(qū)別

掌握用泡沫球、

塑料球、鉛球模

擬宇宙的實驗方

法

思想實驗：彎曲的時

空

物理實驗：探究宇宙

模型裝置

廣義相對論

第 20 課時 重力與運動 了解伽利略相對 思想實驗：伽利略相 伽利略相對論

論

了解重力常數(shù) G

掌握用彈簧秤探

究重力與運動的

物理實驗方法

對論（船與鑰匙）

物理實驗：重力與運

動

第 21 課時 能量與質(zhì)量

了 解 伽 利 略 轉(zhuǎn)

換、洛倫茲轉(zhuǎn)換

思想實驗：火車與光

物理實驗：探究黑匣

子

E=mc2

第 22 課時

靜電、電流

與電路

了解高斯定律

了解麥克斯韋方

程組

物理實驗 1：靜電反

應(yīng)

物理實驗 2：手搖發(fā)

電

電與磁

第 23 課時

太陽能動力

系統(tǒng)

理解太陽能轉(zhuǎn)化

為電能的物理規(guī)

則

掌握利用太陽能

構(gòu)建生態(tài)動力系

統(tǒng)的方法

DIY：太陽能動力裝

置

太陽能裝置

第 24 課時 PYTHON

了 解 PYTHON

編程系統(tǒng)

學(xué)習(xí)用PYTHON

編程：用 PYTHON

編寫圖像識別小程

序

PYTHON

編程的基本邏輯

第 25 課時 PYTHON

了 解 PYTHON

編程系統(tǒng)

學(xué)習(xí)用PYTHON

編程的基本邏輯

編程：用 PYTHON

編寫圖像識別小程

序

PYTHON

第 26 課時 PYTHON

了 解 PYTHON

編程系統(tǒng)

學(xué)習(xí)用PYTHON

編程的基本邏輯

編程：用 PYTHON

編寫語音識別小程

序

PYTHON

第 27 課時 PYTHON

了 解 PYTHON

編程系統(tǒng)

學(xué)習(xí)用PYTHON

編程的基本邏輯

編程：用 PYTHON

編寫語音回復(fù)小程

序

PYTHON

第 28 課時

生態(tài)系統(tǒng)動

力測試與調(diào)

整

學(xué)會生態(tài)系統(tǒng)與

動力系統(tǒng)連接的

方式

掌握架構(gòu)生態(tài)鏈

的方法

DIY：生態(tài)系統(tǒng)連接

動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)應(yīng)

用

第 29 課時

生態(tài)系統(tǒng)人

工智能測試

與調(diào)整

學(xué)會智能識別系

統(tǒng)測試與調(diào)整的

方法

DIY：生態(tài)系統(tǒng)連接

智能識別系統(tǒng)

智能識別應(yīng)用

第 30 課時 智能微生態(tài) 掌握智能微生態(tài) 調(diào)試：智能微生態(tài)系 智能微生態(tài)作

系統(tǒng)測試與

調(diào)整

系統(tǒng)測試與調(diào)整

的方法

統(tǒng) 品

第 31 課時

編寫項目報

告

掌握項目報告編

寫方式

編纂：作品報告 XMIND/PPT

第 32 課時 作品展演

掌握編故事的方

法

掌握海報、視頻

制作的方法

用 PS 編輯作品海報

用PR編輯作品視頻

PS/PR

課程開發(fā)團(tuán)隊

朱軼

上海青浦未來教育研究院自然生態(tài) STEAM 課程體系負(fù)責(zé)人

上海未來教育研究院是一家獨立法人、公益性的教育科研和教育評估機(jī)構(gòu)。

未來教育研究院依托復(fù)旦大學(xué)資源、復(fù)旦基礎(chǔ)教育平臺，打造高層次民間教育智庫，圍繞基

礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展教育科研、教育決策咨詢、教育評估、學(xué)業(yè)質(zhì)量提升、教師培訓(xùn)等業(yè)務(wù)，同

時研究院也積極利用自身公益平臺凝聚復(fù)旦校友力量，籌集資金和資源，為上海基礎(chǔ)教育事

業(yè)盡綿薄之力。

張亦默

張亦默現(xiàn)任世界自然基金會(瑞士)北京代表處(WWF)長江濕地綜合保護(hù)重點項目主任。他的

主要工作職責(zé)是在長江中下游進(jìn)行單片濕地、子流域、政策等多層次的濕地及候鳥保護(hù)項目。

他是《國際濕地公約》中國 NGO 宣教聯(lián)絡(luò)人。

在 WWF 的十年中，他先后負(fù)責(zé)協(xié)調(diào) 2010 上海世博會 WWF 館的籌備與運營、WWF 長江

中下游戰(zhàn)略開發(fā)與評估、首席代表顧問、機(jī)構(gòu)發(fā)展項目，并曾負(fù)責(zé) WWF 的政府關(guān)系工作，

因此有機(jī)會廣泛與企業(yè)、政府及 NGO 同仁接觸。他非常熟悉境外基金會在華的運營方式以

及相關(guān)規(guī)定，也了解國內(nèi)非盈利機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀。出于對自然的熱愛，他樂于將更多時間投入于

目前的野外工作。

張亦默于復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院獲得生態(tài)學(xué)碩士學(xué)位，并于此前在同一學(xué)院獲生物科學(xué)學(xué)士

學(xué)位。在求學(xué)和工作中，始終對于濕地有不可割舍的感情。他認(rèn)為，人類對自然的影響已經(jīng)

使全球任何地區(qū)都無法保持原始的狀態(tài)，而且濕地也面臨著系統(tǒng)性的威脅。因此保護(hù)濕地不

僅需要在地管理，更重要的是對管理體制、商業(yè)投資等行為進(jìn)行優(yōu)化，使得人類活動能夠保

護(hù)、欣賞并可持續(xù)利用濕地

李慧

復(fù)旦大學(xué)生態(tài)學(xué)博士，上海師范大學(xué)教育學(xué)博士后，上海市高校智庫研究和管理中心訪問學(xué)

者，University of Washington（Seattle, USA）生物多樣性研究項目成員，自然教育工作

者。著有《STEM+課程設(shè)計與實踐指導(dǎo)》《貴州省生態(tài)文明教育讀本（初中版）》等 6 部

著作和教材，發(fā)表科普文章、中英文學(xué)術(shù)論文 20 余篇，獲批國家發(fā)明專利 2 項，榮獲上海

市科學(xué)技術(shù)獎一等獎、全國優(yōu)秀教材（基礎(chǔ)教育類）二等獎。

_ / THE END / _

自然科學(xué)探

探究STEAM

Discovery Explore

未來教育

上海未來教育研究院是一家獨立法人

未來教育研究院依托復(fù)旦大學(xué)資源、復(fù)旦基礎(chǔ)教育平

教育科研、教育決策咨詢、教育評估、學(xué)業(yè)質(zhì)量提升

臺凝聚復(fù)旦校友力量，籌集資金和資

e Creative Solution

玩得酷學(xué)得優(yōu)

人、公益性的教育科研和教育評估機(jī)構(gòu)。

平臺，打造高層次民間教育智庫，圍繞基礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展

升、教師培訓(xùn)等業(yè)務(wù)，同時研究院也積極利用自身公益平

資源，為上?；A(chǔ)教育事業(yè)盡綿薄之力

科學(xué) 工程

未來

自然科學(xué)探

博物學(xué)

仿生學(xué)

機(jī)械工程

電子工程

計算機(jī)工程

人工智能工

技術(shù)技巧

美術(shù)技巧

建模技術(shù)

編程技術(shù)

藝術(shù)&自然 通識

來教育

探究/STEAM

自然生態(tài)

科藝作品

戲劇表演

數(shù)學(xué)、物理

語文

程

工程

情景PBL/HIBL式教學(xué)環(huán)境

故事講述結(jié)合科學(xué)實驗、動手設(shè)計制作的

科藝作品融入情景劇表演式的教學(xué)成

探究自然現(xiàn)象、掌握自然現(xiàn)象背 后的物理知

律、把掌握的物理知識和數(shù)學(xué)規(guī)律運用于解

未來教

的教學(xué)過程

成果交付

知識和數(shù)學(xué)規(guī)

解決實際問題

教育

課程資源

向愛因斯坦請教相對論、穿越百年和達(dá)爾文一起

探究地球變暖

ü 探究用光照、溫度、濕度培養(yǎng)藻類的實驗方法

ü 理解運動與重力、能量與質(zhì)量等物理現(xiàn)象的物理概念

ü 探究黃金分割、斐波那契數(shù)列等數(shù)學(xué)規(guī)律在地球微生態(tài)課程項目

中的運用

ü 掌握構(gòu)建濕地生態(tài)、雨林生態(tài)、荒漠生態(tài)的方法；掌握組建生態(tài)

動力系統(tǒng)的技術(shù)；掌握設(shè)定智能識別系統(tǒng)軟件技巧；探究在氣候

變暖課題中雨林生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng)各自的應(yīng)對及表現(xiàn)

知識 & 技能

課程章節(jié) 課程主題 課程目標(biāo)

第一章 簡介

了解愛因斯坦相對論

了解達(dá)爾文物種進(jìn)化

第二章 達(dá)爾文物種進(jìn)化

探究光照、溫度、濕度在

命中所扮演的角色

第三章 雨林 掌握設(shè)計制作自然邏輯

第四章 微生態(tài)

探究雨林、濕地、沙漠、

自然現(xiàn)象

第五章 愛因斯坦與相對論

探究愛因斯坦時空，愛因

力的物理概念

第六章 綜合物理

探究重力與運動、能量與

物理現(xiàn)象

第七章 智能識別 探究PYTHON編程體

第八章 智能微生態(tài) 探究氣候變暖