STEM創(chuàng)新項目解決方案(1)ppt課件

1、2021.01Image by Ruben AlvaradoSTEM創(chuàng)新工程處理方案1.背景與問題2.什么是STEM3.培生STEM處理方案4.實施建議及效果5.案例分享Image by Photographers Name (Credit in black type) or Image by Photographers Name (Credit in white type)21. 背景與問題大背景 在國家實力的比較中，獲得STEM學位的人數(shù)成為一個重要的目的，各國不斷加大科學、技術、工程和數(shù)學教育的投入，培育學生的綜合素養(yǎng)。為應對世界科技革命和知識經濟的挑戰(zhàn)，世界各國都在加緊規(guī)劃科技創(chuàng)新戰(zhàn)略

2、。我國在十八大報告中明確提出走中國特征自主創(chuàng)新道路，并將此上升到國家根本戰(zhàn)略位置。培育學生的創(chuàng)新精神和才干已成為國際社會的共識，創(chuàng)新型人才的培育要靠創(chuàng)新型教育。4傳統(tǒng)單學科學習方式存在的問題對創(chuàng)新才干培育傳統(tǒng)講授式的教學方式占課堂教學相當比例，學生自主、協(xié)作、探求的學習需求進一步加強；各學科知識割裂、各學科之間不能建立有效的聯(lián)絡和聯(lián)接；學生自主學習的深度與廣度不夠，很難實現(xiàn)探求式、體驗式學習方式，所學的學科知識及技藝不能與生活建立起聯(lián)絡，不能學以致用，學生學的是知識和技藝，而非如何綜合運用所學的知識和技藝處理實踐問題學生學習的知識和技藝和未來的學習及就業(yè)要求的技藝沒有聯(lián)絡評價滯后，方式單一，缺

3、乏一整套完好、科學的評價體系，很難對過程性的學習結果進展跟蹤及評價缺乏創(chuàng)新型人才培育的課程體系和詳細實施方式不利于創(chuàng)新才干培育STEM教育是培育創(chuàng)新才干的重要方式與抓手52. 什么是STEM什么是STEMSTEM工程是整合科學、技術、工程學、數(shù)學學科教育的統(tǒng)稱，重點是培育學生的科學素養(yǎng)和科學技藝及創(chuàng)新思想和創(chuàng)新才干。STEM基于科學、技術、工程與數(shù)學之間的關系綜合了各學科的特點，將知識的獲取、方法與工具的利用以及創(chuàng)新消費的過程進展了有機的一致。綜合了四門學科的知識，更加交融了不同窗科所閱歷的不同實際活動、表達的不同精神和內涵，是一種多元學科文化的交融創(chuàng)新。技術技術在我們的生活中無處不在。它不僅

4、僅是電腦和電視機，我們運用的筆、紙盒，甚至我們所穿的鞋子，都是技術的產物。技術就是人們?yōu)榱藵M足本人的需求而改動世界的方法。Technology 技術工程學利用科學來處理實踐的問題。工程師探尋各種方法來滿足我們的需求，用科學知識發(fā)明并改良技術。我們也可以用工程學來處理問題。Engineering 工程技術在我們的生活中無處不在。它不僅僅是電腦和電視機，我們運用的筆、紙盒，甚至我們所穿的鞋子，都是技術的產物。技術就是人們?yōu)榱藵M足本人的需求而改動世界的方法。Mathematics 數(shù)學 科學協(xié)助我們了解世界?？茖W家察看自然景象，提出問題，并經過實驗來發(fā)現(xiàn)大自然的奧妙。他們將本人的研討結果公諸于世，讓

5、我們了解本人身處的世界。Science 科學STEM72006年：美國總統(tǒng)布什在其國情咨文中公布一項重要方案，提出知識經濟時代教育目的之一是培育具有STEM素養(yǎng)的人才，并稱其為全球競爭力的關鍵。由此，美國在STEM教育方面不斷加大投入，鼓勵學生主修科學、技術、工程和數(shù)學，培育其科技理工素養(yǎng)。2007年：美國國家科學委員會發(fā)表報告，提出的行動方案主要包括兩個方面的措施：一是要求加強國家層面對K-12階段和本科階段的STEM教育的主導作用，在橫向和縱向上進展協(xié)調；二是要提高教師的程度和添加相應的研討投入。這一報告進一步顯示了STEM教育從本科階段延伸到中小學教育階段，希望從中小學就開場實施STEM

6、教育。2021年：美國國家科學院研討委員會發(fā)布了的報告，提出了擴展STEM參與度，加強一切學生的STEM素養(yǎng)的教育目的; 美國州長協(xié)會針對STEM教育行動發(fā)布了報告，分析了該協(xié)會2007年提出的行動議程中的弱勢之處，重新提出“實施州級STEM議程的各項詳細措施; 發(fā)布，決議斥資2億600萬來推進STEM有效教學，方案在未來10年中培育10萬名STEM教師。STEM來源STEM教育在美國得以極大關注主要源于對其國際競爭力下降的反思、對美國學生在國際數(shù)學、科學中表現(xiàn)欠佳的審視。美國STEM教育是一項由政府、國會、社會團體、公眾共同參與和努力的系統(tǒng)工程。在美國的影響下，世界各國逐漸開場關注并加強各國

7、的STEM教育。美國大力開展STEM 教育帶來效果來自2021 年中國社會科學院城市與競爭力研討中心發(fā)布的9美國大力開展STEM 教育帶來效果來自2021 年中國社會科學院城市與競爭力研討中心發(fā)布的103. 培生STEM處理方案 培生使命 效力終身學習，助人終身提高 培生全球最大教育機構, 營業(yè)額及效力范圍均冠絶全球, 擁有超越150年的豐富閱歷, 效力覆蓋越70個國家,為數(shù)以億計、不同年齡的學習人士及教學人員提供各種教育效力培生國際旗下有多個著名教育事業(yè)品牌,包括朗文(Longman)、Prentice Hall、Addison-Wesley、Cisco Press、Adobe Press、

8、IBM Press、Wharton Business School Press等著名出版品牌.培生在高教的多種學科內均處于全球領先位置如:計算機、工程、電子技術等，同時也有豐富的多媒體教學資源.在英語教育和中小學教育教材方面，培生也同樣處于全球領先位置，如：、等培生向教育系統(tǒng)的管理者、教師以及學生提供了一系列的整體處理方案，培生教育不只出版承載內容的書本而且還提供書本之外的數(shù)字化資源、價值與支持13數(shù)字化教學資源傳統(tǒng)印刷版教材定制出版教學輔助教師職業(yè)開展英語教師培訓虛擬學習環(huán)境/教學平臺數(shù)字化學習資源管理學生管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通 測試設計、評判和實施 教學測評言語才干測試心思測評效力國家考試效力教

9、學科技產品與效力專業(yè)測試與評價 資質認證和課程教學與學習資源 GCSE, GCE, iGCSE BTECs 等不同等級的學位認證效力英語言語教學英語學校入學才干考試培生教育集團正在做什么？14培生STEM工程簡介STEM工程是培生集團向學生提供的一套先進而嚴厲的課程，旨在培育學生的創(chuàng)新精神和實際才干。STEM課程包含18個主題，內容涉及科學， 技術，工程和數(shù)學領域。STEM工程每個主題活動包含教材課本，實驗工具箱和在線資源三個部分，教師可輕松地將STEM課程交融到他們已有的科學和數(shù)學課程，或作為單獨綜合實際活動課開展工程。STEM工程同時包含高質量的，以產品為中心的教師培訓方案，以滿足教師的培

10、訓和職業(yè)開展需求。STEM工程也適用于課外課程，學校俱樂部和暑期課程。讓學生在動手實際中運用STEM的知識和技藝，為學生的實際運用知識的才干和創(chuàng)新才干打下堅實的根底。15培生STEM 工程特點方案整體性：提供整體的處理方案，提供教材、教師專業(yè)化成包、工具、在線平臺資源的立體學習實際環(huán)境；課程規(guī)范化：表達了美國科學教育規(guī)范框架框架和我國根底教育的綜合實際活動要求；課程體系性：共18個主題，滿足中小學運用的課程體系，保證小學段與中學段STEM課程的延續(xù)性；易于操作性：提供可操作的工程活動設計，教師專業(yè)化開展，方法的指點和基于工程的學習的支持；評價完好性：基于過程和結果的教學評價，多樣化的評價便于教

11、師評價與學生自主評價學習效果；培育才干突出性：協(xié)助學生學科知識和生活聯(lián)絡，構成大學科的概念和技藝點，培育學生的問題處理與創(chuàng)新才干。16培生STEM設計理念發(fā)明力自我管理發(fā)明力溝通協(xié)作才干問題處理才干自我開展系統(tǒng)思索自主探求信息整合數(shù)學工程技術科學 創(chuàng)新 思想情境學習實際支架式學習實際建構主義學習實際認知學徒制實際18培生STEM學習過程我們如何協(xié)助學生運用和了解這些過程？觀 察模型制造測試和精修實 驗發(fā)明/發(fā)明新知識，產品和過程采用工程制方式學習方式，學生實踐操作設計出產品，在探求、協(xié)作、實踐操作中培育學生的批判性思想才干、創(chuàng)新才干、協(xié)作才干、溝通才干，以及問題處理的才干。經過培訓、備課、聽課

12、、評課等手段，提升教師的創(chuàng)新教學、評價才干與素養(yǎng)，探求培育創(chuàng)新人才的新路，掌握培育學生21世紀才干的方法和戰(zhàn)略，提升教師專業(yè)化程度。 豐富學校課程內容，協(xié)助學校開展校本課程建立，搭建STEM課程體系。本工程整合科學、技術、工程和數(shù)學STEM四個學科知識和方法，可與學校相關課程無縫整合，經過STEM工程可以讓學?，F(xiàn)有課程內容更豐富，教學方式更多樣。探求、總結多樣化的評價方式，提煉實施21世紀才干培育的有效方法和管理閱歷。19STEM工程實施目的培生STEM國外運用情況20培生STEM有效實現(xiàn)創(chuàng)新教育效力內容創(chuàng)新實驗室；高素質的教師；高質量課程、工具及資源支持；明確評價機制；21創(chuàng)新實驗室延伸作用

13、：實施STEM課程外，還可以是機器人制造等其它課程實施場地所在創(chuàng)新實驗室主要包括教學與探求區(qū)、操作區(qū)、展現(xiàn)區(qū)、小型閱覽區(qū)、加工區(qū)、儲物區(qū)等不同區(qū)域，配置一定硬件以及與主題相關的制造工具包多媒體投影儀、3D打印機、3D掃描儀、電子白板、展現(xiàn)臺、桌椅、電腦、工具箱等22高素質的教師手段：培訓與聽評課活動對象：管理者與教師方式：線上與線下方式、國外專家與國內專家相結合內容：創(chuàng)新教學的理念、教學戰(zhàn)略及教學方法，21世紀才干的概念、內涵、培育方法、評價工具等方面落實：示范課、聽課、評課等活動23DEMO：運用知識及實際環(huán) 節(jié)時 間日程安排什么是STEM90分鐘介紹STEM是如何整合科學、技術、工程和數(shù)學

14、的完成“ Flight of Marshmallow ”的任務概覽工程學概念和設計90分鐘在課堂教學中整合工程學的概念及設計過程完成“Packaging the Chew”的任務反思STEM 課堂環(huán)境的創(chuàng)設90分鐘設計STEM教室的布置場景，這會幫助搭建一個促進STEM成功的基于問題的學習課堂學習環(huán)境課堂常規(guī)（儀式和流程）90分鐘設計激發(fā)學生像工程師一樣思考的STEM課堂的課堂常規(guī)（儀式和流程）環(huán) 節(jié)時 間日程內容工程學、數(shù)學和科學的關系90分鐘檢查工程師在他們的工作中使用科學和數(shù)學的方式深入理解工程設計是如何和7E一致的比較和對比工程設計過程和科學方法的不同。STEM 實踐：共同核心的聯(lián)系8

15、0 分鐘建立演示數(shù)理熟練程度和工程學概念及設計之間的聯(lián)系完成STEM任務分析及反思STEM實踐：與下一代科學標準的聯(lián)系90 分鐘討論科學和工程實踐并展示科學理念，工程理念和設計及真實世界的高度應用之間的聯(lián)系參與一項整合科學和工程實踐、數(shù)學實踐的任務完成STEM任務分析及反思示范課90 分鐘參與一節(jié)示范課，并建立理論和工程過程設計的聯(lián)系。下一步10 分鐘討論下一步進行實驗室研究的環(huán)節(jié)1224高質量課程、工具及資源專家支持小學設計小徑和道路制作量雨量器設計再生紙制作小船建造溫室制作飼蟲盒設計喂鳥器制作肺活量計設計環(huán)保清潔劑控制土壤侵蝕制作超級跑鞋設計橋梁初中建造抗震設施設計航天器設計假體設計環(huán)保水

16、壩設計云霄飛車設計凈水系統(tǒng)高質量課程拓展延伸：在此根底上，學?？梢酝卣归_發(fā)與某個主題相關的其它課程，進一步豐富課程體系1-3年級4-6年級包含18個主題，每個主題遵照同樣的教學構造：主題引見、教學以及評價。這些主題覆蓋生命、地球和物文科學等，論述STEM的四個領域是如何經過知識學習和實際檢驗等學習探求活動交融在一同的。包括教師用書與學生用書25培生STEM Project將跨學科知識無縫銜接，按照工程驅動方式組織研討和實際活動義務，充分實現(xiàn)了學科整合。培生STEM Project以具有學?；蛏鐣钋榫暗闹黝}來組織內容，讓學生在“做中學，在探求學習中實際創(chuàng)新，啟發(fā)學生思索各學科教育的社會運用價

17、值。培生STEM Project 全面培育學生的綜合科學素養(yǎng)，提升學生團隊協(xié)作才干、批判思想才干、創(chuàng)新思想才干等21世紀技藝。課程優(yōu)勢高質量課程提供實現(xiàn)STEM創(chuàng)新教學方式的紙質的學生用書。學生用書經過工程學或者其他學科的設計過程引出處理問題的方案的過程，并針對相關主題引出需求學生探求和學習的內容，建立起所學知識和工程學、技術學、數(shù)學等其他學科之間的聯(lián)絡。同時設計了聯(lián)絡生活的專題實際活動，引導學生在完成專題義務的過程中探求科學的概念、生命、地球的概念，并設計相應的產品來運用科學、生物學、技術學、數(shù)學、工程學的知識及方法來處理問題。并提供評價和檢驗，跟蹤學生的對相關主題的內容的掌握情況.學生用書

18、高質量課程27DEMO:學生用書樣章28 Project STEM教師用書為教師提供了明晰的教學指點，協(xié)助教師設計和組織教學活動。包括教學內容、教學目的、中心知識點、建議學時等內容，為教師教學提供課程實施建議。 教師用書高質量課程29高質量課程、工具及資源支持工具DEMO：設計肺活量丈量計工具包序號名稱數(shù)量1塑料袋、 Zip Lip, 10 x62管道膠帶、 2 x 10 碼33覆蓋膠帶 3/4 x 60 碼34溴百里酚藍鈉鹽15透明塑料杯 300 mL126塑料包裝紙 12,100 卷17塑料匙18塑料吸管 包/50,19雕塑粘土.5 kg (1 磅)110塑料吸管, 包/50,111一次性

19、燒杯 250612鋁箔鍋, 13 x 9613乙烯塑料管 5/16614聚丙烯測量杯115塑料滴管1 與18個主題相匹配的工具包，是方便學生實施設計方案，制造產品的必要資料。學生經過小組協(xié)作一同完成方案，做出作品。30高質量課程、工具及資源支持資源國內外創(chuàng)新課程專家數(shù)字資源在線平臺目前開發(fā)中培生提供專業(yè)在線學習支持效力，經過在線學習平臺，寬廣師生可以了解創(chuàng)新學習世界最新動態(tài)，師生也可以經過在線學習平臺下載創(chuàng)新學習需求的各種資源，以及進展互動學習。數(shù)字化資源案例31明確的評價機制STEM課程學習評價包含學前測試，表現(xiàn)評價和結題測試三種評價方式。STEM課程多樣化的評價方式涉及到每個主題的背景知識

20、、科學探求、職業(yè)開展、工程設計等過程，可以用于監(jiān)測學生的學習過程與學習結果，還可以用于評價學生在升學和求職預備上的程度，培育學生們的批判性思想才干處理問題才干，最終提升學習成果和綜合才干。多維度評價：傳統(tǒng)評價，表現(xiàn)評價和規(guī)范化的測試預備傳統(tǒng)評價與表現(xiàn)評價：評價學生對STEM概念的了解測試預備：可以快速檢驗學生對概念和技藝的了解評價方式：三種評價方式包含概念圖、多項選擇、學生寫作和KWL圖表等多種方式。32競爭分析對手培訓機構：根本以某個主題實施STEM教育達內教育：樂高機器人工程，編程和搭積木結合起來，設計幼兒到中學的科學課程。搭搭樂樂：創(chuàng)意教學實驗包：注射器、彈射器、吸管火箭等多種看起來像玩

21、具的教學器材，有配套的課程體系。dadalele/上海STEM云中心：借助上海市科協(xié)專業(yè)協(xié)會、學會、研討會的支持，依托華東師范大學及國內外高校、科技企業(yè)的資源，經過社會化協(xié)作和運轉方式共同打造而成的全國首家STEM教育平臺。STEM云中心提供STEM云平臺stemcloud、STEM課程研發(fā)、STEM課程授課、STEM素質綜合測評系統(tǒng)、課題研討檢索查新系統(tǒng)、實驗室約定管理系統(tǒng)、STEM出國培訓等一系列STEM教育資源與效力，旨在為中國提供最全面、最專業(yè)的STEM教育效力。stemcloud/索尼國際教育與“一同作業(yè)網協(xié)作推行STEM、樂高機器人等；體制內學校：目前大學、中學部分教師對STEM、

22、創(chuàng)客教育進展研討，比如北師大傅騫、景山學校吳豪杰教師、浙江嘉興吳建偉教師等，但大面積實施完好的STEM教育比較少。 培生STEM培生STEM課程規(guī)范化、體系性、易于操作、評價完好，利于培育學生的才干，有一套資源提供、教師培訓等完好的效力體系，為在工程實施提供了堅實的根底，比較適宜于在體制內中小學內大面積推行運用。33培生STEM工程技術控標點主要需求關鍵衡量指標培生的滿足情況及客戶收益課程體系性滿足中小學應用的完整課程體系小學：設計小徑和道路、制作量雨計、設計再生紙、制作船只、建造溫室、搭建昆蟲屋、設計喂鳥器、制作肺活量計、設計綠色清潔劑、建造侵蝕防治結構、制作超級跑鞋、橋梁設計等12個主題課

23、程；中學：搭建防震建筑、設計太空飛船、設計太空飛船、設計生態(tài)友好的大壩、設計過山車、設計凈水系統(tǒng)等6個主題課程保持小學段與中學段STEM課程的連續(xù)性教師專業(yè)化發(fā)展STEM教師專業(yè)化發(fā)展發(fā)展需求的國外培訓課程內容培訓模塊示例：應用知識及實踐培訓模塊：什么是STEM、工程學概念和設計、STEM 課堂環(huán)境的創(chuàng)設、課堂常規(guī)（儀式和流程）的設計、工程學，數(shù)學和科學的關系、STEM 實踐：共同核心的聯(lián)系、STEM實踐：與下一代科學標準的聯(lián)系、示范課等內容；強化和評估實踐培訓模塊：培訓21世紀技能、如何發(fā)起課堂討論、實踐應用：檢查一個STEM任務、應用領域：工程，數(shù)學和科學、STEM 基于項目的學習環(huán)境等內容培養(yǎng)專業(yè)化的STEM教師評價完整性課程中包括完整的評價體系課程中包括傳統(tǒng)評估、表現(xiàn)評估和標準化的測試預備三種評估方式便于教師評價與學生自主評價學習效果345. 實施建議及效果工程實施過程建議前期預備階段工程實施前一個月