STEM-STEAM與可能的實(shí)踐路線

1、惟存教育 精選ppt1STEM、STEAM與可能的實(shí)踐路線柳棟上海市虹口區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院上海市虹口區(qū)教育科學(xué)研究室2013.08 溫州惟存教育 精選ppt2目錄oSTEM與其由來oSTEM產(chǎn)生的思想基礎(chǔ)oSTEM可能的學(xué)習(xí)形態(tài)o藝術(shù)與STEAMo我國(guó)已有的實(shí)踐o可能的實(shí)踐路線惟存教育 精選ppt31. STEM與其由來o健康的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)并不只是金融等所謂的虛擬經(jīng)濟(jì)、服務(wù)經(jīng)濟(jì)，制造業(yè)尤其是高端制造業(yè)是社會(huì)健康經(jīng)濟(jì)真正的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)之一。n這里的高端包括兩個(gè)層面的含義：o一是產(chǎn)品質(zhì)量上的高水平o一是科技含量上的尖端性n要求公民具備較高的科技素養(yǎng)。o平民的孩子可以通過當(dāng)工程師翻身。惟存教育 精選ppt41.

2、 STEM與其由來oSTEM是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathmatics)英語(yǔ)首字母縮寫M數(shù)學(xué)的應(yīng)用：計(jì)量的方法S科學(xué)觀念的應(yīng)用技術(shù)體系與工學(xué)概念E技術(shù)如何與人類社會(huì)相互作用T人和技術(shù)手段如何互動(dòng)惟存教育 精選ppt51. STEM與其由來oSTEM由來1986年1996年2007年美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì) 本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育報(bào)告明確提出了高等教育領(lǐng)域中SME&T(科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù))教育的綱領(lǐng)性建議美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)塑造未來：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育報(bào)告針對(duì)社會(huì)發(fā)展中的形勢(shì)和問題，對(duì)學(xué)校、地方政府

3、、工商業(yè)界和基金會(huì)提出了明確的政策建議，包括大力培養(yǎng)K-12教育系統(tǒng)中STEM教育的師資問題。美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃：應(yīng)對(duì)美國(guó)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)的緊急需要報(bào)告行動(dòng)計(jì)劃中將STEM教育從本科階段延伸到中小學(xué)教育階段，從中小學(xué)就開始實(shí)施STEM教育。惟存教育 精選ppt6系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)2. STEM產(chǎn)生的思想基礎(chǔ)p知識(shí)論的合分合n哲學(xué)發(fā)端于公元前6世紀(jì)創(chuàng)始于米利都的泰勒斯哲學(xué)哲學(xué)宗教宗教原始宗教原始宗教數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)希臘科學(xué)（畢達(dá)哥拉斯）芝諾等公元前4世紀(jì)亞里士多德歐多克斯等公元前4世紀(jì)中古科學(xué)中古科學(xué)近代科學(xué)近代科學(xué)現(xiàn)代科學(xué)現(xiàn)代科學(xué)格羅斯泰特等公元13世紀(jì)中國(guó)與阿拉伯的貢獻(xiàn)數(shù)學(xué)方

4、法引入哥白尼、伽利略、牛頓、達(dá)爾文等公元16-19世紀(jì)古典科學(xué)全面發(fā)展技術(shù)革命愛因斯坦、普朗克孟德爾等公元20世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)科學(xué)的技術(shù)化、社會(huì)化價(jià)值論價(jià)值論認(rèn)識(shí)論認(rèn)識(shí)論本體論本體論理論物理、天體物理、分子生物學(xué)等等腦科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等等科學(xué)哲學(xué)科學(xué)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)社會(huì)科學(xué)公元19世紀(jì)惟存教育 精選ppt72. STEM產(chǎn)生的思想基礎(chǔ)o美國(guó)實(shí)用主義哲學(xué)的思想基礎(chǔ)n源流o產(chǎn)生實(shí)用主義哲學(xué)的文化基礎(chǔ)講求實(shí)際，容許進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)造o實(shí)用主義哲學(xué)的產(chǎn)生與當(dāng)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)有密切聯(lián)系n基本觀點(diǎn)o實(shí)用主義哲學(xué)知識(shí)觀重視學(xué)以致用o實(shí)用主義哲學(xué)學(xué)習(xí)觀重視學(xué)習(xí)者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)惟存教育 精選ppt83. STEM可能的學(xué)習(xí)形態(tài)oST

5、EM課程的培養(yǎng)目標(biāo)：n科學(xué)素養(yǎng)（Scientific literacy）是一種運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和過程（如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué)）理解自然界并參與影響自然界的有關(guān)決策。n技術(shù)素養(yǎng)（Technological literacy）是指使用、管理、理解與評(píng)價(jià)技術(shù)的能力。學(xué)生應(yīng)當(dāng)知道如何使用技術(shù)，了解技術(shù)的發(fā)展過程，具備分析新技術(shù)如何影響自己、國(guó)家乃至整個(gè)世界的能力。n工程素養(yǎng)（Engineering literacy）是指對(duì)技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過程的理解。工程課程是基于項(xiàng)目，整合了多門學(xué)科的知識(shí)，使得難以理解的概念與學(xué)生生活密切相關(guān)，激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣。工程設(shè)計(jì)是把科學(xué)與數(shù)學(xué)原理系統(tǒng)地、創(chuàng)

6、造性地用于實(shí)踐的結(jié)果。1.數(shù)學(xué)素養(yǎng)（Mathematical literacy）指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問題時(shí)進(jìn)行分析、推斷和有效交流思想的能力。惟存教育 精選ppt93. STEM可能的學(xué)習(xí)形態(tài)oSTEAM的課堂n基本學(xué)習(xí)方式o基于真實(shí)問題解決的探究學(xué)習(xí)(PBL，Problem-Based Learning)o基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)(DBL，Design-Based Leraning)n幾個(gè)特點(diǎn)o它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在看似雜亂無章的學(xué)習(xí)情境中發(fā)展設(shè)計(jì)能力與問題解決能力，因?yàn)檎鎸?shí)的問題是劣構(gòu)、錯(cuò)構(gòu)的問題。oSTEM課堂上教師圍繞一個(gè)真實(shí)問題，促進(jìn)學(xué)生參與到一個(gè)班級(jí)范圍內(nèi)的小組中去開展研究，

7、期間有可能通過面對(duì)面的方式、網(wǎng)絡(luò)的方式與校外學(xué)習(xí)支持者、學(xué)習(xí)伙伴開展交流。o在學(xué)習(xí)與研究的過程中，學(xué)生被要求使用技術(shù)搜集、分析數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)、測(cè)試和改進(jìn)一個(gè)解決方案，然后與其同伴交流研究成果。這類學(xué)習(xí)方式，學(xué)生需要花費(fèi)更多的課外時(shí)間。惟存教育 精選ppt103. STEM可能的學(xué)習(xí)形態(tài)o可能的STEM的學(xué)習(xí)循環(huán)示意 惟存教育 精選ppt113. STEM可能的學(xué)習(xí)形態(tài)o一個(gè)國(guó)內(nèi)的案例n高一技術(shù)o邊界條件n普通高中n年級(jí)最差的班級(jí)，但學(xué)生比較守規(guī)矩o單元：課桌椅設(shè)計(jì)n根據(jù)課改精神和地方課程標(biāo)準(zhǔn)要求自編學(xué)習(xí)單元惟存教育 精選ppt12惟存教育 精選ppt134. 藝術(shù)與STEAMoSTEAM是由美國(guó)

8、弗吉尼亞理工大學(xué)的學(xué)者G.Yakman首次提出nSTEAM中的A(藝術(shù))是指美術(shù)、語(yǔ)言、人文、形體藝術(shù)等含義惟存教育 精選ppt14科學(xué)和技術(shù)通過工程與藝術(shù)來呈現(xiàn)，所有的這一切建筑在數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上。跨學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)框架綜合的多學(xué)科領(lǐng)域?qū)W科特征內(nèi)容細(xì)節(jié)惟存教育 精選ppt154. 藝術(shù)與STEAMo藝術(shù)n人與自然世界、人類社會(huì)互動(dòng)的三種基本類型o宗教、科學(xué)、藝術(shù)n感性實(shí)踐方式、象式思維方式n與人類的情緒、感受關(guān)聯(lián)o藝術(shù)的作用n因?yàn)椤盁o用”而對(duì)我們有無比的價(jià)值n沒有藝術(shù)的世界是不完整的n沒有藝術(shù)的生活是不完整的惟存教育 精選ppt165. 我國(guó)已有的實(shí)踐oSTEM思想在國(guó)家層面上的實(shí)踐反映n普通高校

9、國(guó)家層面開展的科技競(jìng)賽至少有22項(xiàng) ，包括“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽，平均每年舉辦17項(xiàng)左右賽事。o自1989年首屆競(jìng)賽舉辦以來，從最初的19所高校發(fā)起，發(fā)展到1000多所高校參與；從300多人發(fā)展到200多萬大學(xué)生參與的競(jìng)技。n職業(yè)院校全國(guó)技能大賽是教育部舉辦的全國(guó)性職業(yè)教育學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)o高職組32項(xiàng)賽事、中職組28項(xiàng)賽事。每次比賽參賽選手超過5000人n中小學(xué)全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、教育部等主辦的一項(xiàng)全國(guó)性的青少年科技競(jìng)賽活動(dòng)，每年一屆，競(jìng)賽系列活動(dòng)包括：o青少年科技創(chuàng)新成果競(jìng)賽和優(yōu)秀科技教師評(píng)選。n青少年科技創(chuàng)新成果是指青少年在科技實(shí)踐活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí)過程中

10、產(chǎn)生的發(fā)明創(chuàng)造作品和科學(xué)研究論文等。n優(yōu)秀科技教師評(píng)選，通過交流活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，推出具有時(shí)代特色和創(chuàng)新方法的活動(dòng)方案，進(jìn)而評(píng)出優(yōu)秀科技教師。o展示系列活動(dòng)包括優(yōu)秀科技實(shí)踐活動(dòng)展覽、少年兒童科學(xué)幻想繪畫獲獎(jiǎng)作品展覽等惟存教育 精選ppt175. 我國(guó)已有的實(shí)踐oSTEM思想在區(qū)域、學(xué)校層面上的實(shí)踐反映n省市自治區(qū)的兩個(gè)典型o北京市“金鵬科技團(tuán)”項(xiàng)目n始于1998年，2005、2010年兩次深化推行，形成了近50家金鵬科技團(tuán)o上海市創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目n市府2007年的規(guī)劃，2010、2012年兩次征集、申報(bào)。從高中延伸到初中、小學(xué)。n校本課程o高中各地的示范性實(shí)驗(yàn)性高中的特色科技實(shí)驗(yàn)室和特色校本課程建設(shè)，內(nèi)

11、容非常豐富，領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。o初中小學(xué)學(xué)段較為成型的具體案例n深圳南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校麒麟部的游戲化小學(xué)低段科技課程n北京九條小學(xué)各類科技實(shí)驗(yàn)校本科目n上海虹口區(qū)曲陽(yáng)第四小學(xué)虛實(shí)融合的小學(xué)科學(xué)校本課程惟存教育 精選ppt185. 我國(guó)已有的實(shí)踐oSTEM思想在區(qū)域、學(xué)校層面上的實(shí)踐反映n以科學(xué)技術(shù)為主題的學(xué)校o深圳科學(xué)高中n2012年創(chuàng)辦，中國(guó)第一所科學(xué)高中；n旨在培養(yǎng)以科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)見長(zhǎng)的創(chuàng)新型高中學(xué)生；n實(shí)驗(yàn)課程體系是深圳科學(xué)高中三大體系之一，該體系在科學(xué)特色與人文素養(yǎng)融合發(fā)展的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化研究性教與學(xué)、自主性理科實(shí)驗(yàn)以及選擇性深度學(xué)習(xí)等教學(xué)方式o上海市徐匯區(qū)康寧科技實(shí)驗(yàn)小學(xué)n1993年創(chuàng)辦

12、n以科技教育為辦學(xué)特色，n學(xué)校以著名的康寧少兒科學(xué)院為依托，邀請(qǐng)了多位中科院院士擔(dān)任名譽(yù)院長(zhǎng)，將科技教育與人文教育相結(jié)合，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。惟存教育 精選ppt195. 我國(guó)已有的實(shí)踐o教師個(gè)人自主的探索n北京的吳俊杰老師研發(fā)、執(zhí)教了人工智能、Scratch編程；n廣州吳向東老師和武漢毛愛平老師依托Scratch軟件，研發(fā)推進(jìn)了兒童數(shù)字文化創(chuàng)作課程的實(shí)踐；n常州管雪楓老師研發(fā)實(shí)施了小學(xué)生趣味編程課程；n溫州謝作如老師依托Arduino、Scratch軟件開發(fā)并實(shí)施了互動(dòng)媒體技術(shù)課程。n在傳統(tǒng)科技創(chuàng)新領(lǐng)域的老師，如上海復(fù)旦大學(xué)附中吳強(qiáng)老師，在各自的學(xué)科領(lǐng)域作出了自己獨(dú)立思考與主動(dòng)

13、探索。 Arduino自由硬件Scratch自由軟件惟存教育 精選ppt205. 我國(guó)已有的實(shí)踐o民間的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)n“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞“hacker”，它并非指電腦領(lǐng)域的黑客，而是指不以贏利為目標(biāo)，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。n克里斯安德森新近提出的概念是“創(chuàng)客(Makers)”他指出：每一次工業(yè)革命，下面都是一群人。而驅(qū)動(dòng)第三次工業(yè)革命的是一群叫創(chuàng)客的人，他們引領(lǐng)科技行業(yè)走進(jìn)了一個(gè)新的方向，即個(gè)體制造時(shí)代的到來。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和最新的工業(yè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)造 。惟存教育 精選ppt215. 我國(guó)已有的實(shí)踐o民間的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)n李大維中國(guó)創(chuàng)客。他創(chuàng)立的新車間，位于上海，中國(guó)第一個(gè)創(chuàng)客空間，成立于201

14、0年9月n創(chuàng)客空間（hackerspace，hackspace，hacklab，makerspace，creative space）o一個(gè)人們能分享興趣多數(shù)是電腦，技術(shù)，科學(xué)，數(shù)字或者電子藝術(shù)（也包括其他更多方面）合作，動(dòng)手，創(chuàng)造的地方。o創(chuàng)客空間可以被看作開源社區(qū)創(chuàng)客能聚集在一起分享知識(shí)，創(chuàng)造新事物的實(shí)驗(yàn)室，廠房，工作坊，工作室等等。o很多創(chuàng)客空間參與自由軟件，開源硬件，新媒體的活動(dòng)。o目前在大陸在上海、北京、成都、南京、深圳等地已經(jīng)成立了自己的創(chuàng)客空間。惟存教育 精選ppt225. 我國(guó)已有的實(shí)踐o民間的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)n創(chuàng)客空間n點(diǎn)名時(shí)間惟存教育 精選ppt235. 我國(guó)已有的實(shí)踐o國(guó)家等層面n

15、國(guó)家在該領(lǐng)域的決策過于原則，系統(tǒng)思考不明顯、行動(dòng)細(xì)節(jié)不夠清晰；n工作策略上以賽促教，就基層實(shí)踐的角度來看拔尖的功能更強(qiáng)于普及的功能，沒有從課程建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)聚焦著力；nK12領(lǐng)域中的青少年科技競(jìng)賽中有功利主義、錦標(biāo)主義的苗頭，普及性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；n業(yè)務(wù)管理歸屬區(qū)域校外教育機(jī)構(gòu)，沒有深度滲透到課程建設(shè)與實(shí)施的核心業(yè)務(wù)流程中。 o教師等層面n通用技術(shù)教師與信息科技教師尚未很好實(shí)現(xiàn)合流n大藝術(shù)領(lǐng)域的教師尚未很好實(shí)現(xiàn)合流n數(shù)學(xué)教師尚未很好擺脫“操練”的枷鎖n單干較為盛行，合作尚未普及惟存教育 精選ppt246. 可能的實(shí)踐路線o從K12學(xué)段學(xué)校實(shí)施層面來看nSTEAM在基礎(chǔ)類課程板塊涉及到數(shù)學(xué)、科學(xué)（理化生

16、等）、技術(shù)（通用技術(shù)、信息技術(shù)）、藝術(shù)（語(yǔ)言、音樂、美術(shù)）等四大領(lǐng)域的核心課程，而且還包含了各類豐富的相關(guān)選修課程。n在實(shí)施STEM和STEAM教育時(shí)，技術(shù)和工程兩方面要必選其一，然后再綜合科學(xué)、數(shù)學(xué)及藝術(shù)方面的內(nèi)容，構(gòu)建相關(guān)選修科目來達(dá)到STEAM教育的目的。惟存教育 精選ppt25基礎(chǔ)性基礎(chǔ)性專門化極軟6. 可能的實(shí)踐路線o技術(shù)領(lǐng)域的聚類現(xiàn)代技術(shù)概念的形成與制造技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展關(guān)聯(lián)在一起，其他技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展也部分依賴制造技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展。惟存教育 精選ppt266. 可能的實(shí)踐路線o學(xué)校、教師對(duì)STEM的探索建議n學(xué)校層面oSTEM、STEAM課程的實(shí)施，可以圍繞著學(xué)校辦學(xué)特色建設(shè)、特色綜合實(shí)踐板塊（國(guó)家課程方案）校本課程建設(shè)、特色拓展探究板塊（上海課程方案）校本課程建設(shè)來開展。o嘗試將它們與數(shù)學(xué)、科學(xué)類和藝術(shù)類核心課程對(duì)接融合。n教師層面o可以根據(jù)自己原有任教學(xué)科與STEM、STEAM可能的交集，尋求可能的突破