STEM教育觀察與思考尤瓦爾·赫拉利《今日簡(jiǎn)史》30年后人工智能入侵，做不到這四點(diǎn)的孩子將被淘汰培養(yǎng)孩子理解和辨別信息的能力現(xiàn)在掌握的技能，未來(lái)可能會(huì)沒用培養(yǎng)孩子不斷學(xué)習(xí)、適應(yīng)變化的能力穩(wěn)定將是未來(lái)時(shí)代的奢侈品培養(yǎng)孩子獨(dú)立思考的能力

聽大人的話可能很危險(xiǎn)培養(yǎng)孩子了解自我、認(rèn)清自我的能力

一定要跑得比算法更快案例：智造未來(lái)家園-長(zhǎng)江實(shí)驗(yàn)小學(xué)未來(lái)社區(qū)以圓為母體，“水陸空”全方位打造，中央是社區(qū)核心配套，覆蓋在一個(gè)太陽(yáng)能板制成的大穹頂下，環(huán)形社區(qū)由中心向四周展開，五彩的球形房子散落周邊，人們?cè)谶@里無(wú)憂無(wú)慮地生活。“快樂(lè)星球，四一智造”！某學(xué)校的STEM課程目錄contents01STEM活動(dòng)案例分析02實(shí)施STEM教育的問(wèn)題與建議問(wèn)題1：為什么要提倡STEM教育問(wèn)題2：在課程層面，教師該如何做？問(wèn)題3：在教學(xué)層面，教師如何應(yīng)對(duì)？問(wèn)題4：教師如何建設(shè)STEM教育資源？

STEM活動(dòng)案例分析EnergyCollisions第二屆中美STEM教育論壇（浙江杭州）

IntroductionAsyoureadinthestory,Angelinawaslookingforwardtoridingthebumpercarsattheamusementpark.SuziandMylowerenotsureiftheywantedtojoinherontheride.Afterthethreefriendswatchedthecarsbumpandcrashintoeachother,theydecidedtogiveitatry.Bumpercarsaredesignedtocollidewitheachother.Asyoulearnedinthelastproject,energycanbetransferredduringacollisionasmotion,heat,andsound.JustlikeAngelina,Suzi,andMylo,youwilldesignandmodelasystemtoprotectapassengerinacarduringacollision.Additionally,youwillevaluatetestdatafromyourprototypepassengerprotectionsystemandpresentsuggestionsforimprovement.AllworkrelatedtothisdesignchallengeshouldberecordedinyourLaunchLog.CriteriaConstraints

Araweggwilltravelonavehicledownaninclinedplaneandcollidewithasolidobject.Afterthecollisiontheeggshouldnotbebrokenorcrackedinanyway.*Noneofthebasepartsofthevehiclemayberemoved.*Useanyifthematerialsgiventocreateyourdesign.Asyouconsiderdifferentdesigns:Willyourdesigntakeashorttimetobuild?Willyourdesignusetheavailablematerials?Willyourdesignprotecttheegg?Thesewereourdesigns!

GoodLuckdesigning!!DistancefromthewallTrial1Trial220inches10inchesVehicleRestraintDesignData美國(guó)課堂觀察到的小車設(shè)計(jì)特點(diǎn)聚焦真實(shí)問(wèn)題的解決動(dòng)手實(shí)踐多方案解決問(wèn)題創(chuàng)造性開放性探索團(tuán)隊(duì)合作PLTW初中課程名稱：技術(shù)之門設(shè)計(jì)與建模、自動(dòng)化與機(jī)器人、能源與環(huán)境、航天航空、技術(shù)科學(xué)、神奇的電子、綠色建筑、醫(yī)學(xué)偵探高中課程名稱：工程基礎(chǔ)課程：工程設(shè)計(jì)導(dǎo)論、工程原理特別課程：航天工程、生物工程、城市工程與建筑、計(jì)算機(jī)集成制造、電腦科學(xué)和軟件工程、數(shù)字電子“頂點(diǎn)課程”（CapstoneCourse）：工程設(shè)計(jì)與發(fā)展基于Fischertechnik或LEGO的“工程學(xué)院”（TheAcademyofEngineering）新澤西學(xué)院為K-5年級(jí)學(xué)生開發(fā)的“兒童設(shè)計(jì)和工程”德克薩斯州大學(xué)（Austin校區(qū)）科克雷爾工程學(xué)院開發(fā)的“為美國(guó)兒童的設(shè)計(jì)技術(shù)和工程”(DesignTechnologyandEngineeringforAmerica’sChildren)（簡(jiǎn)稱DTEACh）ArizonaStateUniversity員工開發(fā)的“工程：高中介紹”（Engineering:AnIntroductionforHighSchool）國(guó)際技術(shù)教育協(xié)會(huì)開發(fā)的“工程設(shè)計(jì)“（EngineeringbyDesign），”工程創(chuàng)造你的未來(lái)：基于項(xiàng)目的工程介紹“（EngineeringYourFuture:AProject-BasedIntroductiontoEngineering），Buffalo州立學(xué)院技術(shù)部基于英國(guó)設(shè)計(jì)和技術(shù)課程開發(fā)的”工程創(chuàng)造未來(lái)“，新澤西學(xué)院數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)和前工程中心開發(fā)的”設(shè)計(jì)和工程探索“，南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)開發(fā)的“無(wú)限項(xiàng)目”（初中）UniversityofMarylandBaltimoreCountyandUniversityofMarylandSchoolofMedicine開發(fā)的“INSPIRES：提高學(xué)生在工程和科學(xué)領(lǐng)域的參與、興趣和招募”（INSPIRES:INcreasingStudentParticipation,InterestandRecruitmentinEngineeringandScience）Georgia技術(shù)學(xué)院為6-8年級(jí)學(xué)生開發(fā)的“通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”（LearningbyDesign）CenterforEngineeringEducationalOutreach,TuftsUniversity和LEGOEducation開發(fā)的“樂(lè)高工程”（LEGOEngineering）紐約州教育部開發(fā)的“工程原理”（PrinciplesofEngineering(PoE)）多所大學(xué)與美國(guó)工程教育學(xué)會(huì)共同開發(fā)的“教工程”（TeachE）NorthCarolinaStateUniversity開發(fā)的“知道技術(shù)”TECH-Know

Hofstra大學(xué)技術(shù)素養(yǎng)中心開發(fā)的“技術(shù)教育：通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”TechnologyEducation:LearningbyDesignJohnsHopkinsUniversity,WhitingSchoolofEngineering開發(fā)的“什么是工程”（WhatisEngineering?）SAEInternational開發(fā)的“世界在運(yùn)動(dòng)”AWorldinMotion?(HighSchool)02實(shí)施STEM教育的問(wèn)題與建議問(wèn)題1：為什么要提倡STEM教育問(wèn)題2：在課程層面，教師該如何做？問(wèn)題3：在教學(xué)層面，教師如何應(yīng)對(duì)？問(wèn)題4：教師如何建設(shè)STEM教育資源？01為什么要提倡STEM教育20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)為了在經(jīng)濟(jì)全球化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下能夠繼續(xù)保持國(guó)家經(jīng)濟(jì)的全球領(lǐng)導(dǎo)地位，提出STEM教育提高K-12年級(jí)STEM教育能夠使學(xué)生更好地適應(yīng)科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的職業(yè)，提高公民的科學(xué)和技術(shù)素養(yǎng)，最終提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力STEMFieldsareGrowingintheU.S.引自Chantal,在中美論壇上的報(bào)告，杭州，20161022U.S.StudentsarenotpreparedforSTEMcareers引自Chantal,在中美論壇上的報(bào)告，杭州，2016102221世紀(jì)人才技能？機(jī)器人Sophia獲公民身份BBC分析了365個(gè)職業(yè)的淘汰率如果你的工作包含以下三類技能要求，那么，你被機(jī)器人取代的可能性非常?。荷缃荒芰?、協(xié)商能力、以及人情練達(dá)的藝術(shù)；同情心，以及對(duì)他人真心實(shí)意的扶助和關(guān)切；創(chuàng)意和審美。如果你的工作符合以下特征，那么，你被機(jī)器人取代的可能性非常大：無(wú)需天賦，經(jīng)由訓(xùn)練即可掌握的技能；大量的重復(fù)性勞動(dòng)，每天上班無(wú)需過(guò)腦，但手熟爾；工作空間狹小，坐在格子間里，不聞天下事。價(jià)值提升國(guó)民科技素養(yǎng)STEM素養(yǎng)情境學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)、整合學(xué)習(xí)問(wèn)題解決能力素養(yǎng)層面的STEM：科學(xué)素養(yǎng)科學(xué)地解釋現(xiàn)象，評(píng)估并設(shè)計(jì)科學(xué)探究，科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)及證據(jù)工程素養(yǎng)對(duì)技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程的理解能力數(shù)學(xué)素養(yǎng)在發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，進(jìn)行分析、推斷和有效交流思想的能力技術(shù)素養(yǎng)使用、管理、理解與評(píng)價(jià)技術(shù)的能力數(shù)學(xué)抽象邏輯推理數(shù)學(xué)建模直觀想象數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)分析技術(shù)意識(shí)工程思維圖樣表達(dá)創(chuàng)新設(shè)計(jì)物化能力02在課程層面，教師該如何做？多學(xué)科整合STEM課程整合的類型跨學(xué)科整合科學(xué)數(shù)學(xué)技術(shù)工程主題概念跨學(xué)科技能學(xué)科范圍主題概念生活技能現(xiàn)實(shí)世界的情境學(xué)生的問(wèn)題超學(xué)科整合獨(dú)立的STEM課程科學(xué)拓展性課程科學(xué)基礎(chǔ)課程舉例：科學(xué)教師實(shí)施STEM教育的三種路徑課程層面實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)1：基于學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)大概念課程層面實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)2：聚焦核心概念核心概念的作用在于，在以不同學(xué)科視角審視某一共同主題或問(wèn)題時(shí)，使思維超出學(xué)科的局限。核心概念促使思維達(dá)到整合水平，促進(jìn)深層次的理解力，同時(shí)顧及到知識(shí)的遷移美國(guó)《K—12科學(xué)教育的框架：實(shí)踐，跨學(xué)科概念與核心概念》

2023/6/182017年教育部《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》

建議3：

從課程群視角頂層設(shè)計(jì)學(xué)校STEM整合課程03在教學(xué)層面，教師如何應(yīng)對(duì)？TinkeringFundamentalsAConstructionistApproachtoSTEMLearning項(xiàng)目教學(xué)橋梁、車、高塔。。。。。恒星的生命周期項(xiàng)目教學(xué)之外案例2：“6E”教學(xué)模式ITEEA’S6ELEARNINGBYDESIGN?MODEL項(xiàng)目教學(xué)不是STEM教育的唯一教學(xué)方式，關(guān)鍵在于教學(xué)中要把握核心要點(diǎn)真實(shí)情境科學(xué)探究工程設(shè)計(jì)動(dòng)手實(shí)踐團(tuán)隊(duì)合作真實(shí)的情境回收/交通單元情境一封制作一款新型交通工具的《倡議信》情境：開車到某個(gè)路口，擁堵，希望設(shè)計(jì)一座橋梁，上面開車、下面開車。橋梁的設(shè)計(jì)科學(xué)探究任務(wù)：讓燈泡亮起來(lái)，看看有幾種方法。提供盒子，里面有四個(gè)塑料袋子，每個(gè)袋子里都裝著一節(jié)1號(hào)干電池，一根兩頭剝了皮的導(dǎo)線，一個(gè)小電珠

。4年級(jí)學(xué)生的科學(xué)課。學(xué)生一共有20人，被分成5桌，每桌4個(gè)人，每?jī)蓚€(gè)人一小組。老師給每組一個(gè)塑料袋，里面是一個(gè)有接線柱的電池盒，