生物学STEM课程及案例ppt课件
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二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 科学素养
• 是指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需 要的科学概念和科学方法的认识和理解,并在此基 础上所形成的稳定的心理品质
• 技术素养
• 包括理解技术的能力，使用技术的能力，管理技术 的能力和参与技术活动
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二、STEM教育的起源
• STEM教源自文库起源于美国
• 元学科（meta-discipline）教育 • 跨越学科界限 • 利用科学、技术、工程、数学学科相互关联的知 识（多学科知识综合应用） • 将重心放在特定问题上（解决实际问题）
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奇特的眼睛
• 被检查者遮闭左眼，用右眼注视图中的“十”符号，将 图从正前方30cm距离处开始向眼前移动，当缓缓移到 眼前18cm左右时，被检查者视野中原有的黑色圆点忽 然消失了。若将图形继续前移，黑点又会出现。
30
奇特的眼睛
• 一只眼睛的距离感
• 用两只眼睛可以轻松定位事物的空间位置，而一只眼是不 能很好的判断空间距离。
• 1986年,美国国家科学委员会首次提出SMET教育
• SMET是STEM的开端
• 20世纪90年代
• 美国国家科学基金会首次使用“STEM”
• 2001年后，STEM逐渐取代SMET • 出现在 • 总统发言 • 改革政策和项目 • 法律
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水果电池
• 自然界中存在着许多活的“发电机”，例如电 鳐、电鳗，它们能够产生天然的电流，用于防 御天敌、捕获猎物等，以更好地在自然界中生 存。
中学生物学 STEM课程及案例
1
一、顶层设计
• 《中国学生发展核心素养》
• 作者：核心素养研究课题组 • 期刊：《中国教育学刊》
（二）
• 2016年10期 • P1－3
总体框架
（一）
（三） 2
一、顶层设计
• 《义务教育生物学课程标准（2011年版）》
• 课程性质：重申了“科学课”的课程性质
意味着什么？ 强调包括生物学教师在内的所有教师及学生，不要再把生物学当 成“文科”来学习 不要片面地认为，生物学就是一门背诵、记忆的学科 学习方法 主动参与学习过程，在亲历提出问题、获取信息、寻找证 据、检验假设、发现规律等过程中生物学知识 养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学 习的能力
4
二、STEM教育的起源
• STEM
• S是Science（科学）的首字母 • T是Technology（技术）的首字母 • E是Engineering（工程）的首字母 • M是Mathematics（数学）的首字母
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二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 20世纪50年代：提出“科学素养”概念 • 国民的科学素养是提升国家综合实力的关键 • 科学是万能的
13
水果电池
• 材料用具
• 苹果、柠檬、西红柿等新鲜多汁的水果， 可乐、1.5V碱性干电池2节、1.5V螺口小 电珠、大头针、铜片若干、锌片若干、导 线若干、水杯、鳄鱼夹线、发光二极管、 数字时钟
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水果电池
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水果电池
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水果电池
17
三、陕师大开发的课程
18
三、陕西师大开发的课程
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三、陕西师大开发的课程
• 1975年：提出“技术素养”概念 • 科学教育的主要目标 • 科学素养 • 技术素养
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二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 科学 • 回答“是什么”和“为什么”的问题 • 揭示自然的本质和内在规律 • 目的在于认识自然
• 技术 • 回答“做什么”和“怎么做”的问题 • 满足社会生产和生活的实际需要 • 目的在于改造自然
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奇特的眼睛
• 虹膜
• 呈圆盘状，中央有瞳孔，位于角膜和晶状体之间 • 颜色因含色素的多少和分布而异（中国人：棕色） • 含两种平滑肌纤维
• 瞳孔开大肌，收缩时瞳孔开大 • 瞳孔括约肌，收编时使瞳孔缩小
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奇特的眼睛
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奇特的眼睛
• 生理盲点
• 黄斑鼻侧约3mm处有一直径为1.5mm的淡红色 区，为视盘，亦称视乳头，是视网膜上视觉 纤维汇集向视觉中枢传递的出眼球部位，无 感光细胞，故视野上呈现为固有的暗区，称 生理盲点。
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奇特的眼睛
• 跳眼法
• 因为两瞳孔的间隔和臂长的比值约为一比十，结合相似性三角 形原理，目标区域被测物的尺寸与目标距站立点的距离比值也 约为一比十，所以通过估判目标区域被测物的尺寸大小乘以10， 就得出了站立点至目标的距离
32
• 跳眼法
33
奇特的眼睛
• 墙上的圆
34
奇特的眼睛
• 体验视觉暂留现象
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四、STEM课程的特征
1. 跨学科
（1）STEM是分科的 • 数学、物理、化学、生物、地理学科 • 科学、技术、工程和数学四门独立的学科领域
（2）STEM是整合的 • STEM教育并不是科学、技术、工程和数学教育 的简单叠加，而是要将四门学科内容组合成有 机整体
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四、STEM课程的特征 1. 跨学科
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三、陕西师大开发的课程
21
三、陕西师大开发的课程
22
三、陕西师大开发的课程
23
三、陕西师大开发的课程
24
三、陕西师大开发的课程
25
奇特的眼睛
• 瞳孔，是动物或人眼睛内虹膜中心的小圆孔，为光 线进入眼睛的通道。虹膜上瞳孔括约肌的收缩可以 使瞳孔缩小，瞳孔开大肌的收缩使瞳孔散大，瞳孔 的开大与缩小控制进入瞳孔的光量
3
一、顶层设计
• 《普通高中生物学课程标准（2017年版）》
基本理念
1 学科素养为核心
2 课程内容少而精
3 教学过程重实践
4 学业评价促发展
“重实践”的环节中必然会涉及超越学科本 身的知识和能力的要求，教师要适当地将 跨学科知识和技能融入实践活动，特别是 将“科学、技术、工程学和数学”STEM 整合到实践活动中。
电 鳐
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电鳐
11
水果电池
细胞中的水
结合水：与细胞内的其他物质相结合 自由水：以游离的形式存在，可以自由流动
细胞中的无机盐
阳离子：Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-
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水果电池
• 原理 • 水果中的酸性液体相当于电解质溶液，由于铜 和锌（镁）的金属活性不同，其中较活泼的金 属锌（镁）能置换出酸性液体中的氢离子—— 锌电极上的锌单质脱去电子形成锌离子，进入 酸性液体中；脱去的电子通过导线流到铜电极， 与酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气分子。 • 导线中的电流驱动发光二极管工作。
二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 科学素养
• 是指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需 要的科学概念和科学方法的认识和理解,并在此基 础上所形成的稳定的心理品质
• 技术素养
• 包括理解技术的能力，使用技术的能力，管理技术 的能力和参与技术活动
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二、STEM教育的起源
• STEM教源自文库起源于美国
• 元学科（meta-discipline）教育 • 跨越学科界限 • 利用科学、技术、工程、数学学科相互关联的知 识（多学科知识综合应用） • 将重心放在特定问题上（解决实际问题）
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奇特的眼睛
• 被检查者遮闭左眼，用右眼注视图中的“十”符号，将 图从正前方30cm距离处开始向眼前移动，当缓缓移到 眼前18cm左右时，被检查者视野中原有的黑色圆点忽 然消失了。若将图形继续前移，黑点又会出现。
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奇特的眼睛
• 一只眼睛的距离感
• 用两只眼睛可以轻松定位事物的空间位置，而一只眼是不 能很好的判断空间距离。
• 1986年,美国国家科学委员会首次提出SMET教育
• SMET是STEM的开端
• 20世纪90年代
• 美国国家科学基金会首次使用“STEM”
• 2001年后，STEM逐渐取代SMET • 出现在 • 总统发言 • 改革政策和项目 • 法律
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水果电池
• 自然界中存在着许多活的“发电机”，例如电 鳐、电鳗，它们能够产生天然的电流，用于防 御天敌、捕获猎物等，以更好地在自然界中生 存。
中学生物学 STEM课程及案例
1
一、顶层设计
• 《中国学生发展核心素养》
• 作者：核心素养研究课题组 • 期刊：《中国教育学刊》
（二）
• 2016年10期 • P1－3
总体框架
（一）
（三） 2
一、顶层设计
• 《义务教育生物学课程标准（2011年版）》
• 课程性质：重申了“科学课”的课程性质
意味着什么？ 强调包括生物学教师在内的所有教师及学生，不要再把生物学当 成“文科”来学习 不要片面地认为，生物学就是一门背诵、记忆的学科 学习方法 主动参与学习过程，在亲历提出问题、获取信息、寻找证 据、检验假设、发现规律等过程中生物学知识 养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学 习的能力
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二、STEM教育的起源
• STEM
• S是Science（科学）的首字母 • T是Technology（技术）的首字母 • E是Engineering（工程）的首字母 • M是Mathematics（数学）的首字母
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二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 20世纪50年代：提出“科学素养”概念 • 国民的科学素养是提升国家综合实力的关键 • 科学是万能的
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水果电池
• 材料用具
• 苹果、柠檬、西红柿等新鲜多汁的水果， 可乐、1.5V碱性干电池2节、1.5V螺口小 电珠、大头针、铜片若干、锌片若干、导 线若干、水杯、鳄鱼夹线、发光二极管、 数字时钟
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水果电池
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水果电池
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水果电池
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三、陕师大开发的课程
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三、陕西师大开发的课程
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三、陕西师大开发的课程
• 1975年：提出“技术素养”概念 • 科学教育的主要目标 • 科学素养 • 技术素养
6
二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 科学 • 回答“是什么”和“为什么”的问题 • 揭示自然的本质和内在规律 • 目的在于认识自然
• 技术 • 回答“做什么”和“怎么做”的问题 • 满足社会生产和生活的实际需要 • 目的在于改造自然
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奇特的眼睛
• 虹膜
• 呈圆盘状，中央有瞳孔，位于角膜和晶状体之间 • 颜色因含色素的多少和分布而异（中国人：棕色） • 含两种平滑肌纤维
• 瞳孔开大肌，收缩时瞳孔开大 • 瞳孔括约肌，收编时使瞳孔缩小
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奇特的眼睛
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奇特的眼睛
• 生理盲点
• 黄斑鼻侧约3mm处有一直径为1.5mm的淡红色 区，为视盘，亦称视乳头，是视网膜上视觉 纤维汇集向视觉中枢传递的出眼球部位，无 感光细胞，故视野上呈现为固有的暗区，称 生理盲点。
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奇特的眼睛
• 跳眼法
• 因为两瞳孔的间隔和臂长的比值约为一比十，结合相似性三角 形原理，目标区域被测物的尺寸与目标距站立点的距离比值也 约为一比十，所以通过估判目标区域被测物的尺寸大小乘以10， 就得出了站立点至目标的距离
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• 跳眼法
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奇特的眼睛
• 墙上的圆
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奇特的眼睛
• 体验视觉暂留现象
35
四、STEM课程的特征
1. 跨学科
（1）STEM是分科的 • 数学、物理、化学、生物、地理学科 • 科学、技术、工程和数学四门独立的学科领域
（2）STEM是整合的 • STEM教育并不是科学、技术、工程和数学教育 的简单叠加，而是要将四门学科内容组合成有 机整体
36
四、STEM课程的特征 1. 跨学科
20
三、陕西师大开发的课程
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三、陕西师大开发的课程
22
三、陕西师大开发的课程
23
三、陕西师大开发的课程
24
三、陕西师大开发的课程
25
奇特的眼睛
• 瞳孔，是动物或人眼睛内虹膜中心的小圆孔，为光 线进入眼睛的通道。虹膜上瞳孔括约肌的收缩可以 使瞳孔缩小，瞳孔开大肌的收缩使瞳孔散大，瞳孔 的开大与缩小控制进入瞳孔的光量
3
一、顶层设计
• 《普通高中生物学课程标准（2017年版）》
基本理念
1 学科素养为核心
2 课程内容少而精
3 教学过程重实践
4 学业评价促发展
“重实践”的环节中必然会涉及超越学科本 身的知识和能力的要求，教师要适当地将 跨学科知识和技能融入实践活动，特别是 将“科学、技术、工程学和数学”STEM 整合到实践活动中。
电 鳐
10
电鳐
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水果电池
细胞中的水
结合水：与细胞内的其他物质相结合 自由水：以游离的形式存在，可以自由流动
细胞中的无机盐
阳离子：Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-
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水果电池
• 原理 • 水果中的酸性液体相当于电解质溶液，由于铜 和锌（镁）的金属活性不同，其中较活泼的金 属锌（镁）能置换出酸性液体中的氢离子—— 锌电极上的锌单质脱去电子形成锌离子，进入 酸性液体中；脱去的电子通过导线流到铜电极， 与酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气分子。 • 导线中的电流驱动发光二极管工作。