1、STEAM教育解決方案1.背景與問題2.什么是STEM3.培生STEM解決方案4.實施建議及效果5.應用效果展示目錄1. 背景與問題大背景 在國家實力的比較中，獲得STEM學位的人數成為一個重要的指標，各國不斷加大科學、技術、工程和數學教育的投入，培養學生的綜合素養。為應對世界科技革命和知識經濟的挑戰，世界各國都在加緊布局科技創新戰略。我國走中國特色自主創新道路，并將此上升到國家基本戰略地位。培養學生的創新精神和能力已成為國際社會的共識，創新型人才的培養要靠創新型教育。傳統單學科學習方式存在的問題對創新能力培養傳統講授式的教學方式占課堂教學相當比例，學生自主、合作、探究的學習需要進一步加強；各

2、學科知識割裂、各學科之間不能建立有效的聯系和聯接；學生自主學習的深度與廣度不夠，很難實現探究式、體驗式學習方式，所學的學科知識及技能不能與生活建立起聯系，不能學以致用，學生學的是知識和技能，而非如何綜合應用所學的知識和技能解決實際問題學生學習的知識和技能和將來的學習及就業要求的技能沒有聯系評價滯后，方式單一，缺乏一整套完整、科學的評價體系，很難對過程性的學習結果進行跟蹤及評估缺乏創新型人才培養的課程體系和具體實施模式不利于創新能力培養STEM教育是培養創新能力的重要方式與抓手2. 什么是STEM什么是STEMSTEM項目是整合科學、技術、工程學、數學學科教育的統稱，重點是培養學生的科學素養和科

3、學技能及創新思維和創新能力。STEM基于科學、技術、工程與數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新生產的過程進行了有機的統一。綜合了四門學科的知識，更加融合了不同學科所經歷的不同實踐活動、體現的不同精神和內涵，是一種多元學科文化的融合創新。技術技術在我們的生活中無處不在。它不僅僅是電腦和電視機，我們使用的筆、紙盒，甚至我們所穿的鞋子，都是技術的產物。技術就是人們為了滿足自己的需求而改變世界的方法。Technology 技術工程學利用科學來解決實際的問題。工程師探尋各種方法來滿足我們的需求，用科學知識發明并改進技術。我們也可以用工程學來解決問題。Engineeri

4、ng 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，我們使用的筆、紙盒，甚至我們所穿的鞋子，都是技術的產物。技術就是人們為了滿足自己的需求而改變世界的方法。Mathematics 數學 科學幫助我們了解世界。科學家觀察自然現象，提出問題，并通過實驗來發現大自然的奧秘。他們將自己的研究結果公諸于世，讓我們了解自己身處的世界。Science 科學STEM2006年：美國總統布什在其國情咨文中公布一項重要計劃美國競爭力計劃，提出知識經濟時代教育目標之一是培養具有STEM素養的人才，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、工程和數學，培養其

5、科技理工素養。2007年：美國國家科學委員會發表國家行動計劃：應對美國科學、技術、工程和數學教育系統的緊急需要報告，提出的行動計劃主要包括兩個方面的措施：一是要求增強國家層面對K-12階段和本科階段的STEM教育的主導作用，在橫向和縱向上進行協調；二是要提高教師的水平和增加相應的研究投入。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，希望從中小學就開始實施STEM教育。2011年：美國國家科學院研究委員會發布了成功的K-12階段STEM教育：確認科學、技術、工程和數學的有效途徑的報告，提出了擴大STEM參與度，增強所有學生的STEM素養的教育目標; 美國州長協會針對STEM教

6、育行動發布了制定科學、技術、工程和數學教育議程：州級行動之更新報告，分析了該協會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”的各項具體措施; 發布總統預算要求和中小學教育改革藍圖法案，決定斥資2億600萬來推進STEM有效教學，計劃在未來10年中培養10萬名STEM教師。STEM起源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學、科學中表現欠佳的審視。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工程。在美國的影響下，世界各國逐漸開始關注并加強各國的STEM教育。美國大力發展STEM 教育帶來效果來自201

7、0 年中國社會科學院城市與競爭力研究中心發布的國家競爭力藍皮書美國大力發展STEM 教育帶來效果來自2010 年中國社會科學院城市與競爭力研究中心發布的國家競爭力藍皮書3. 培生STEM解決方案 培生使命 服務終身學習，助人終身進步 培生全球最大教育機構, 營業額及服務范圍均冠絶全球, 擁有超過150年的豐富經驗, 服務覆蓋越70個國家,為數以億計、不同年齡的學習人士及教學人員提供各種教育服務培生國際旗下有多個著名教育事業品牌,包括朗文(Longman)、Prentice Hall、Addison-Wesley、Cisco Press、Adobe Press、IBM Press、Wharton

8、 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地位如: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地位，如：朗文辭典、新概念英語等培生向教育系統的管理者、教師以及學生提供了一系列的整體解決方案，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字化資源、價值與支持數字化教學資源傳統印刷版教材定制出版教學輔助教師職業發展英語教師培訓虛擬學習環境/教學平臺數字化學習資源管理學生管理系統數據互通 測試設計、評判和實施 教學測評語言能力測試心理測評服務國家考試服務教學科技產品與服務專業

9、測試與評估 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服務英語語言教學英語學校入學能力考試培生教育集團正在做什么？培生STEM項目簡介STEM項目是培生集團向學生提供的一套先進而嚴格的課程，旨在培養學生的創新精神和實踐能力。STEM課程包含18個主題，內容涉及科學， 技術，工程和數學領域。STEM項目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課程融合到他們已有的科學和數學課程，或作為單獨綜合實踐活動課開展項目。STEM項目同時包含高品質的，以產品為中心的教師培訓計劃，以滿足教師的培訓和職業發展需求。STE

10、M項目也適用于課外課程，學校俱樂部和暑期課程。讓學生在動手實踐中應用STEM的知識和技能，為學生的實踐應用知識的能力和創新能力打下堅實的基礎。培生STEM 項目特點方案整體性：提供整體的解決方案，提供教材、教師專業化成包、工具、在線平臺資源的立體學習實踐環境；課程標準化：體現了美國科學教育標準框架框架和我國基礎教育的綜合實踐活動要求；課程體系性：共18個主題，滿足中小學應用的課程體系，保證小學段與中學段STEM課程的連續性；易于操作性：提供可操作的項目活動設計，教師專業化發展，方法的指導和基于項目的學習的支持；評價完整性：基于過程和結果的教學評估，多樣化的評估便于教師評價與學生自主評價學習效果

11、；培養能力突出性：幫助學生學科知識和生活聯系，形成大學科的概念和技能點，培養學生的問題解決與創新能力。培生STEM設計理念創造力自我管理創造力溝通協作能力問題解決能力自我發展系統思考自主探究信息整合數學工程技術科學 創新 思維情境學習理論支架式學習理論建構主義學習理論認知學徒制理論18培生STEM學習過程我們如何幫助學生使用和理解這些過程？觀 察模型制作測試和精修實 驗發明/創造新知識，產品和過程采用項目制方式學習方式，學生實際操作設計出產品，在探究、合作、實際操作中培養學生的批判性思維能力、創新能力、合作能力、溝通能力，以及問題解決的能力。通過培訓、備課、聽課、評課等手段，提升教師的創新教學

12、、評價能力與素養，探索培養創新人才的新路，掌握培養學生21世紀能力的方法和策略，提升教師專業化水平。 豐富學校課程內容，幫助學校開展校本課程建設，搭建STEM課程體系。本項目整合科學、技術、工程和數學（STEM）四個學科知識和方法，可與學校相關課程無縫整合，通過STEM項目可以讓學校現有課程內容更豐富，教學形式更多樣。探索、總結多樣化的評價方式，提煉實施21世紀能力培養的有效辦法和管理經驗。19 STEM項目實施目標培生STEM國外應用情況培生STEM有效實現創新教育服務內容創新實驗室；高素質的教師；高質量課程、工具及資源支持；明確評估機制；創新實驗室延伸作用：實施STEM課程外，還可以是機器

13、人制作等其它課程實施場地所在創新實驗室主要包括教學與探究區、操作區、展示區、小型閱覽區、加工區、儲物區等不同區域，配置一定硬件以及與主題相關的制作工具包多媒體投影儀、3D打印機、3D掃描儀、電子白板、展示臺、桌椅、電腦、工具箱等高素質的教師手段：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：創新教學的理念、教學策略及教學方法，21世紀能力的概念、內涵、培養方法、評價工具等方面落實：示范課、聽課、評課等活動DEMO：應用知識及實踐環 節時 間日程安排什么是STEM90分鐘介紹STEM是如何整合科學、技術、工程和數學的完成“ Flight of Marshm

14、allow ”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 課堂環境的創設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境課堂常規（儀式和流程）90分鐘設計激發學生像工程師一樣思考的STEM課堂的課堂常規（儀式和流程）環 節時 間日程內容工程學、數學和科學的關系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：共同核心的聯系80 分鐘建立演示數理熟練程度和工程學概念及

15、設計之間的聯系完成STEM任務分析及反思STEM實踐：與下一代科學標準的聯系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系參與一項整合科學和工程實踐、數學實踐的任務完成STEM任務分析及反思示范課90 分鐘參與一節示范課，并建立理論和工程過程設計的聯系。下一步10 分鐘討論下一步進行實驗室研究的環節12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保水壩設計云霄飛車設計凈水系統高質量課程拓展延伸：

16、在此基礎上，學校可以拓展開發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，每個主題遵循同樣的教學結構：主題介紹、教學以及評估。這些主題覆蓋生命、地球和物理科學等，闡述STEM的四個領域是如何通過知識學習和實踐檢驗等學習探索活動融合在一起的。包括教師用書與學生用書培生STEM Project將跨學科知識無縫銜接，按照項目驅動方式組織研究和實踐活動任務，充分實現了學科整合。培生STEM Project以具有學校或社會生活情景的主題來組織內容，讓學生在“做中學”，在探究學習中實踐創新，啟發學生思考各學科教育的社會應用價值。培生STEM Project 全面培養學生的

17、綜合科學素養，提升學生團隊合作能力、批判思維能力、創新思維能力等21世紀技能。課程優勢高質量課程提供實現STEM創新教學模式的紙質的學生用書。學生用書通過工程學或者其他學科的設計過程引出解決問題的方案的過程，并針對相關主題引出需要學生探索和學習的內容，建立起所學知識和工程學、技術學、數學等其他學科之間的聯系。同時設計了聯系生活的專題實踐活動，引導學生在完成專題任務的過程中探索科學的概念、生命、地球的概念，并設計相應的產品來應用科學、生物學、技術學、數學、工程學的知識及方法來解決問題。并提供評估和測驗，跟蹤學生的對相關主題的內容的掌握情況.學生用書高質量課程DEMO:學生用書樣章 Project

18、 STEM教師用書為教師提供了清晰的教學指導，幫助教師設計和組織教學活動。包括教學內容、教學目標、核心知識點、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高質量課程、工具及資源支持工具DEMO：設計肺活量測量計工具包序號名稱數量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/50,111一次性燒杯 250612鋁箔鍋, 13 x 9613乙烯塑料管 5

19、/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，制作產品的必要材料。學生通過小組協作一起完成方案，做出作品。高質量課程、工具及資源支持資源國內外創新課程專家數字資源在線平臺（目前開發中）培生提供專業在線學習支持服務，通過在線學習平臺，廣大師生可以了解創新學習世界最新動態，師生也可以通過在線學習平臺下載創新學習需求的各種資源，以及進行互動學習。數字化資源案例明確的評估機制STEM課程學習評價包含學前測試，表現評估和結題測試三種評估方式。STEM課程多樣化的評估方式涉及到每個主題的背景知識、科學探究、職業發展、工程設計等過程，可以用于監測學生的學習過程

20、與學習結果，還可以用于評估學生在升學和求職準備上的水平，培養學生們的批判性思維能力解決問題能力，最終提升學習成績和綜合能力。多維度評估：傳統評估，表現評估和標準化的測試預備傳統評估與表現評估：評價學生對STEM概念的理解測試預備：可以快速檢驗學生對概念和技能的理解評價形式：三種評估方式包含概念圖、多項選擇、學生寫作和KWL圖表等多種形式。培生STEM項目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、

21、橋梁設計等12個主題課程；中學：搭建防震建筑、設計太空飛船、設計太空飛船、設計生態友好的大壩、設計過山車、設計凈水系統等6個主題課程保持小學段與中學段STEM課程的連續性教師專業化發展STEM教師專業化發展發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 課堂環境的創設、課堂常規（儀式和流程）的設計、工程學，數學和科學的關系、STEM 實踐：共同核心的聯系、STEM實踐：與下一代科學標準的聯系、示范課等內容；強化和評估實踐培訓模塊：培訓21世紀技能、如何發起課堂討論、實踐應用：檢查一個STEM任務、應用領域：工程，數學和科學、STEM 基于項目的學習環境等內容培養專業化的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評估、表現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5. 實施建議及效果項目實施過程建議前期準備階段（項目實施前一個月）實驗室建設教師培訓：STEM產品培訓、STEM創新教學模式培訓等教學研討教學材料準備：學生用書，教師用書和工具包建