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數(shù)智創(chuàng)新變革未來STEM教育的有效性研究STEM教育的定義及其關(guān)鍵要素STEM教育的理論基礎(chǔ)及其歷史演變STEM教育的實(shí)施模式及其影響因素STEM教育的有效性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)體系STEM教育的有效性研究方法及其比較STEM教育的有效性研究結(jié)果及其影響力STEM教育的有效性研究結(jié)論及其啟示STEM教育的有效性研究趨勢及其展望ContentsPage目錄頁STEM教育的定義及其關(guān)鍵要素STEM教育的有效性研究STEM教育的定義及其關(guān)鍵要素STEM教育的定義1.STEM教育通常被定義為跨科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)等學(xué)科界限、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。它強(qiáng)調(diào)探究式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性思維的發(fā)展,旨在培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力、問題解決能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng),以及對(duì)STEM領(lǐng)域的興趣和職業(yè)規(guī)劃。2.STEM教育的定義還包括對(duì)全球競爭力的關(guān)注。在當(dāng)今全球化的經(jīng)濟(jì)中,STEM領(lǐng)域的人才需求量很大,而STEM教育可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)所需的技能,以便在工作場所取得成功。3.STEM教育的定義也包括對(duì)社會(huì)責(zé)任的關(guān)注。STEM領(lǐng)域的進(jìn)步可以用來解決世界面臨的一些最緊迫的挑戰(zhàn),如氣候變化、能源和健康。STEM教育可以幫助學(xué)生了解這些挑戰(zhàn),并為他們成為能夠提出解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者做好準(zhǔn)備。STEM教育的定義及其關(guān)鍵要素STEM教育的關(guān)鍵要素1.跨學(xué)科學(xué)習(xí):STEM教育的關(guān)鍵要素之一是跨學(xué)科學(xué)習(xí)。這意味著學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)單個(gè)學(xué)科,而是學(xué)習(xí)不同學(xué)科之間的聯(lián)系。跨學(xué)科學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生更好地理解世界,并為他們解決復(fù)雜問題做好準(zhǔn)備。2.動(dòng)手學(xué)習(xí):STEM教育的另一個(gè)關(guān)鍵要素是動(dòng)手學(xué)習(xí)。這意味著學(xué)生通過親身實(shí)踐來學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。動(dòng)手學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生更好地理解這些學(xué)科,并為他們應(yīng)用這些知識(shí)到現(xiàn)實(shí)世界做好準(zhǔn)備。3.問題解決:STEM教育的第三個(gè)關(guān)鍵要素是問題解決。這意味著學(xué)生學(xué)習(xí)如何識(shí)別問題、分析問題并提出解決方案。問題解決是STEM領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技能,也是學(xué)生在工作場所取得成功所必需的。4.溝通:STEM教育的第四個(gè)關(guān)鍵要素是溝通。這意味著學(xué)生學(xué)習(xí)如何以書面和口頭的方式清楚地解釋他們的想法。溝通是STEM領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技能,也是學(xué)生在工作場所取得成功所必需的。5.協(xié)作:STEM教育的第五個(gè)關(guān)鍵要素是協(xié)作。這意味著學(xué)生學(xué)習(xí)如何與他人合作來實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)。協(xié)作是STEM領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技能,也是學(xué)生在工作場所取得成功所必需的。STEM教育的理論基礎(chǔ)及其歷史演變STEM教育的有效性研究STEM教育的理論基礎(chǔ)及其歷史演變STEM教育的起源與發(fā)展1.STEM教育的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代,當(dāng)時(shí)美國國家航空航天局(NASA)資助了一系列旨在提高學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)素養(yǎng)的項(xiàng)目。2.20世紀(jì)70年代,STEM教育的概念開始在美國教育界流行,并逐漸成為一種重要的教育改革運(yùn)動(dòng)。3.20世紀(jì)80年代,美國政府開始加大對(duì)STEM教育的投入,并頒布了一系列政策法規(guī)支持STEM教育的發(fā)展。STEM教育的理論基礎(chǔ)1.STEM教育的理論基礎(chǔ)包括建構(gòu)主義、探究式學(xué)習(xí)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)等。2.建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)生是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者,他們通過與環(huán)境的互動(dòng)來構(gòu)建自己的知識(shí)。3.探究式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動(dòng)探索和發(fā)現(xiàn),而不是被動(dòng)地接受知識(shí)。STEM教育的理論基礎(chǔ)及其歷史演變1.STEM教育的歷史演變經(jīng)歷了四個(gè)階段:萌芽期、發(fā)展期、成熟期和創(chuàng)新期。2.萌芽期(20世紀(jì)60年代至70年代初):STEM教育的概念開始在美國教育界出現(xiàn),并逐漸成為一種重要的教育改革運(yùn)動(dòng)。3.發(fā)展期(20世紀(jì)70年代中期至80年代):STEM教育在美國教育界得到廣泛的認(rèn)可和支持,并開始在全國范圍內(nèi)推廣。4.成熟期(20世紀(jì)80年代后期至21世紀(jì)初):STEM教育在美國教育界已經(jīng)成為一種成熟的教育模式,并開始向其他國家和地區(qū)推廣。5.創(chuàng)新期(21世紀(jì)初至今):STEM教育開始進(jìn)入創(chuàng)新期,新的STEM教育理論和方法不斷涌現(xiàn),STEM教育與其他學(xué)科的融合也越來越緊密。STEM教育的歷史演變STEM教育的實(shí)施模式及其影響因素STEM教育的有效性研究#.STEM教育的實(shí)施模式及其影響因素STEM教育實(shí)施模式:1.基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的STEM教育模式:以項(xiàng)目為中心,學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作完成項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和解決問題能力。2.基于問題解決的STEM教育模式:以問題為中心,學(xué)生通過研究和分析問題,提出解決方案,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問題能力。3.基于探究式學(xué)習(xí)的STEM教育模式:以探究為中心,學(xué)生通過對(duì)自然現(xiàn)象和社會(huì)問題的研究和探究,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力。STEM教育實(shí)施的影響因素:1.教師因素:教師的專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)方法和對(duì)STEM教育的認(rèn)識(shí)和態(tài)度對(duì)STEM教育的實(shí)施有重要影響。2.學(xué)生因素:學(xué)生的興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)能力對(duì)STEM教育的實(shí)施也有重要影響。3.學(xué)校因素:學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)力、資源配置、課程設(shè)置和學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)STEM教育的實(shí)施也有重要影響。STEM教育的有效性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)體系STEM教育的有效性研究#.STEM教育的有效性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)體系STEM教育有效性評(píng)價(jià)的必要性:1.經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步對(duì)STEM人才的需求日益增長,STEM教育是培養(yǎng)STEM人才的重要途徑。2.對(duì)STEM教育有效性的評(píng)價(jià)可以幫助教育工作者和政策制定者了解STEM教育的實(shí)施情況,改進(jìn)STEM教育的教學(xué)方法和內(nèi)容,提高STEM教育的質(zhì)量。3.對(duì)STEM教育有效性的評(píng)價(jià)可以為STEM教育的宣傳推廣提供數(shù)據(jù)支持,促進(jìn)STEM教育在學(xué)校和家庭的普及。STEM教育有效性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系:1.STEM教育有效性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系應(yīng)包括以下幾個(gè)方面:學(xué)生學(xué)習(xí)成果、教師教學(xué)質(zhì)量、學(xué)校教育環(huán)境、家庭教育環(huán)境、社會(huì)教育環(huán)境等。2.在STEM教育有效性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成果指標(biāo),如學(xué)生在STEM學(xué)科的考試成績、學(xué)生在STEM學(xué)科的競賽獲獎(jiǎng)情況、學(xué)生在STEM學(xué)科的課題研究成果等。3.在STEM教育有效性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,應(yīng)適當(dāng)考慮教師教學(xué)質(zhì)量指標(biāo)、學(xué)校教育環(huán)境指標(biāo)、家庭教育環(huán)境指標(biāo)、社會(huì)教育環(huán)境指標(biāo)等,以全面評(píng)價(jià)STEM教育的有效性。#.STEM教育的有效性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)體系STEM教育有效性評(píng)價(jià)的方法:1.STEM教育有效性評(píng)價(jià)的方法主要包括定量評(píng)價(jià)法和定性評(píng)價(jià)法。2.定量評(píng)價(jià)法包括問卷調(diào)查法、文獻(xiàn)分析法、統(tǒng)計(jì)分析法等。3.定性評(píng)價(jià)法包括訪談法、觀察法、個(gè)案研究法等。STEM教育有效性的實(shí)證研究:1.國內(nèi)外已有不少學(xué)者對(duì)STEM教育有效性進(jìn)行了實(shí)證研究,研究結(jié)果表明STEM教育可以有效提高學(xué)生的STEM學(xué)科學(xué)習(xí)成績、培養(yǎng)學(xué)生的STEM學(xué)科興趣和能力、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。2.STEM教育對(duì)學(xué)生的影響是長期的,STEM教育不僅可以提高學(xué)生的STEM學(xué)科學(xué)習(xí)成績,還可以對(duì)學(xué)生的職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。3.STEM教育的有效性受到多種因素的影響,如學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、教師的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)校的教育環(huán)境、家庭的教育環(huán)境、社會(huì)的教育環(huán)境等。#.STEM教育的有效性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)體系STEM教育有效性的影響因素:1.學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是影響STEM教育有效性的重要因素,學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)越強(qiáng),STEM教育的有效性就越高。2.教師的教學(xué)質(zhì)量是影響STEM教育有效性的關(guān)鍵因素,教師的教學(xué)質(zhì)量越高,STEM教育的有效性就越高。3.學(xué)校的教育環(huán)境是影響STEM教育有效性的重要因素,學(xué)校的教育環(huán)境越好,STEM教育的有效性就越高。STEM教育有效性的國際比較:1.不同國家和地區(qū)的STEM教育有效性存在差異,這種差異可能是由多種因素造成的,如學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、教師的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)校的教育環(huán)境、家庭的教育環(huán)境、社會(huì)的教育環(huán)境等。2.中國的STEM教育有效性與發(fā)達(dá)國家相比還有差距,需要進(jìn)一步加強(qiáng)STEM教育的改革和發(fā)展。STEM教育的有效性研究方法及其比較STEM教育的有效性研究STEM教育的有效性研究方法及其比較STEM教育有效性研究方法1.定量研究方法:-定量研究通過調(diào)查問卷、實(shí)驗(yàn)、對(duì)比等手段收集數(shù)據(jù),并使用統(tǒng)計(jì)方法來分析數(shù)據(jù),以得出關(guān)于STEM教育有效性的結(jié)論。-定量研究的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行分析,并得到具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果,但其缺點(diǎn)在于可能難以捕捉到STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響。2.定性研究方法:-定性研究通過訪談、觀察、文獻(xiàn)分析等手段收集數(shù)據(jù),并使用歸納、演繹等方法來分析數(shù)據(jù),以得出關(guān)于STEM教育有效性的結(jié)論。-定性研究的優(yōu)點(diǎn)在于能夠深入了解STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響,但其缺點(diǎn)在于可能難以得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果。3.混合研究方法:-混合研究方法將定量研究和定性研究相結(jié)合,以綜合分析STEM教育的有效性。-混合研究方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠既捕捉到STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響,又得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果,但其缺點(diǎn)在于研究過程可能更加復(fù)雜和耗時(shí)。STEM教育的有效性研究方法及其比較STEM教育有效性研究的比較1.定量研究和定性研究的比較:-定量研究的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行分析,并得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果,但其缺點(diǎn)在于可能難以捕捉到STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響。-定性研究的優(yōu)點(diǎn)在于能夠深入了解STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響,但其缺點(diǎn)在于可能難以得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果。2.混合研究方法與單一研究方法的比較:-混合研究方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠既捕捉到STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響,又得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果,但其缺點(diǎn)在于研究過程可能更加復(fù)雜和耗時(shí)。-單一研究方法的優(yōu)點(diǎn)在于研究過程相對(duì)簡單和快捷,但其缺點(diǎn)在于可能難以同時(shí)捕捉到STEM教育對(duì)學(xué)生個(gè)體的影響和得出具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果。3.不同國家和地區(qū)的STEM教育有效性的比較:-不同國家和地區(qū)的STEM教育有效性存在差異,這可能是由于教育政策、課程設(shè)置、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)體系等因素的差異造成的。-比較不同國家和地區(qū)的STEM教育有效性可以為改進(jìn)STEM教育提供借鑒。STEM教育的有效性研究結(jié)果及其影響力STEM教育的有效性研究#.STEM教育的有效性研究結(jié)果及其影響力STEM教育對(duì)學(xué)生學(xué)術(shù)成就的影響:1.STEM教育能夠有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)和科學(xué)成績,幫助學(xué)生在這些領(lǐng)域獲得更高的成就。2.STEM教育也可以提高學(xué)生的閱讀和寫作能力,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問題的能力。3.STEM教育可以幫助學(xué)生為未來的STEM職業(yè)做好準(zhǔn)備,提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。STEM教育對(duì)學(xué)生態(tài)度和興趣的影響:1.STEM教育能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。2.STEM教育可以改變學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科的負(fù)面態(tài)度,使學(xué)生更加自信和積極。3.STEM教育可以幫助學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神和社會(huì)責(zé)任感。#.STEM教育的有效性研究結(jié)果及其影響力STEM教育對(duì)學(xué)生職業(yè)發(fā)展的影響:1.STEM教育能夠提高學(xué)生的就業(yè)能力,使學(xué)生在勞動(dòng)力市場上更具有競爭力。2.STEM教育可以為學(xué)生提供進(jìn)入高薪職業(yè)的途徑,使學(xué)生擁有更好的經(jīng)濟(jì)前景。3.STEM教育可以幫助學(xué)生為未來的STEM職業(yè)做好準(zhǔn)備,使學(xué)生在這些領(lǐng)域獲得更高的成就。STEM教師專業(yè)發(fā)展對(duì)STEM教育有效性的影響:1.STEM教師的專業(yè)發(fā)展能夠提高教師的教學(xué)質(zhì)量,使教師能夠更有效地教授STEM課程。2.STEM教師的專業(yè)發(fā)展可以幫助教師更新教學(xué)內(nèi)容和方法,使教師能夠?qū)⒆钚碌腟TEM知識(shí)和技術(shù)融入到教學(xué)中。3.STEM教師的專業(yè)發(fā)展可以幫助教師建立STEM學(xué)習(xí)社區(qū),使教師能夠相互學(xué)習(xí)和分享經(jīng)驗(yàn),從而提高教學(xué)質(zhì)量。#.STEM教育的有效性研究結(jié)果及其影響力STEM教育政策對(duì)STEM教育有效性的影響:1.STEM教育政策能夠?yàn)镾TEM教育提供資金支持和政策保障,促進(jìn)STEM教育的發(fā)展。2.STEM教育政策可以引導(dǎo)和規(guī)范STEM教育的實(shí)施,確保STEM教育的質(zhì)量和有效性。3.STEM教育政策可以鼓勵(lì)和支持STEM教師的專業(yè)發(fā)展,提高STEM教師的教學(xué)質(zhì)量。STEM教育評(píng)估對(duì)STEM教育有效性的影響:1.STEM教育評(píng)估能夠幫助評(píng)估和改進(jìn)STEM教育的質(zhì)量,促進(jìn)STEM教育的有效性。2.STEM教育評(píng)估可以提供STEM教育的數(shù)據(jù)和信息,為STEM教育政策的制定和實(shí)施提供依據(jù)。STEM教育的有效性研究結(jié)論及其啟示STEM教育的有效性研究#.STEM教育的有效性研究結(jié)論及其啟示主題名稱:STEM教育對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響1.STEM教育可以有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程和技術(shù)等學(xué)科的學(xué)習(xí)成績。2.STEM教育可以幫助學(xué)生掌握21世紀(jì)所必需的關(guān)鍵技能,如批判性思維、解決問題的能力、創(chuàng)造力和協(xié)作能力。3.STEM教育可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果。主題名稱:STEM教育對(duì)學(xué)生職業(yè)發(fā)展的影響1.STEM教育可以為學(xué)生提供更多的職業(yè)選擇和就業(yè)機(jī)會(huì)。2.STEM教育可以幫助學(xué)生在未來的工作中獲得更高的收入和更好的職業(yè)前景。3.STEM教育可以幫助學(xué)生適應(yīng)不斷變化的勞動(dòng)力市場,應(yīng)對(duì)未來的職業(yè)挑戰(zhàn)。#.STEM教育的有效性研究結(jié)論及其啟示主題名稱:STEM教育對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響1.STEM教育可以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高國家競爭力。2.STEM教育可以培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力的科技人才,從而推動(dòng)科技進(jìn)步。3.STEM教育可以提高國民的科學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)科學(xué)普及和科學(xué)文化建設(shè)。主題名稱:STEM教育的挑戰(zhàn)與對(duì)策1.STEM教育面臨著師資不足、經(jīng)費(fèi)不足、設(shè)備不足等挑戰(zhàn)。2.STEM教育需要加強(qiáng)課程改革、創(chuàng)新教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式。3.STEM教育需要加強(qiáng)與企業(yè)和社區(qū)的合作,實(shí)現(xiàn)教育與產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合。#.STEM教育的有效性研究結(jié)論及其啟示主題名稱:STEM教育的未來發(fā)展趨勢1.STEM教育將更加注重跨學(xué)科整合,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。2.STEM教育將更加注重實(shí)踐性和應(yīng)用性,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。3.STEM教育將更加注重與新技術(shù)相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。主題名稱:STEM教育的啟示1.STEM教育是培養(yǎng)未來人才的必由之路,需要引起高度重視。2.STEM教育需要政府、學(xué)校、家長和社會(huì)各界的共同支持和參與。STEM教育的有效性研究趨勢及其展望STEM教育的有效性研究STEM教育的有效性研究趨勢及其展望STEM教育有效性的測量1.多元化評(píng)估方法:STEM教育的有效性評(píng)估不再局限于傳統(tǒng)的紙筆測驗(yàn),而是采用多元化的評(píng)估方法,如項(xiàng)目制學(xué)習(xí)、表現(xiàn)性評(píng)估和同伴評(píng)估等多種方法,以全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。2.重視高階思維技能評(píng)估:STEM教育評(píng)估不僅關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握,還重視高階思維技能,如批判性思維、創(chuàng)造性思維和問題解決能力的評(píng)估。3.關(guān)注長期學(xué)習(xí)成果評(píng)估:STEM教育有效性評(píng)估不再局限于短期學(xué)習(xí)成果,而是關(guān)注學(xué)生長期學(xué)習(xí)成果,如學(xué)生在STEM領(lǐng)域的持續(xù)學(xué)習(xí)興趣、職業(yè)發(fā)展和對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)等。STEM教育有效性的影響因素1.教師專業(yè)發(fā)展:教師對(duì)STEM教育的掌握程度和教學(xué)能力對(duì)STEM教育有效性有顯著影響。教師需要接受專業(yè)的培訓(xùn)和發(fā)展,以提高其STEM教育教學(xué)能力。2.課程和教材:STEM教育課程和教材的質(zhì)量對(duì)STEM教育有效性也有著重要影響。高質(zhì)量的課程和教材可以激發(fā)學(xué)生對(duì)STEM學(xué)習(xí)的興趣,并幫助學(xué)生有效地掌握STEM知識(shí)和技能。3.學(xué)習(xí)環(huán)境:STEM教育學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)STEM教育有效性也有著重要影響。豐富的STEM教育資源,如實(shí)驗(yàn)室、儀器和圖書,以及積極的學(xué)習(xí)氛圍,可以促進(jìn)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。STEM教育
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