科技素养训练营STEAM 麦子原创笔记2023.7.22
字面上看，STEAM是”科学、技术、工程、艺术、数学”这些学科的结合。但其根本含义并非是单纯的学科相加，而是这些学科所培养的核心能力的有机结合，通过以问题为导向的学科融合教学方式，培养面向未来的人才。
案例1: 科技实验幼儿园为了打造幼儿园特色，丰富园内课程，利用假期时间组织老师们参加了steam课程培训，并要求老师们在新学期自主设计并在各自班级开展steam课程老师们积极响应，开发了丰富的课程:“动物课”专门带小朋友们认识各种小动物:“自然课”上老师会让孩子们观察身边的花草树木;“小工程师”课程上老师带着孩子们用大颗粒积木搭建各种“建筑”，“小发明家”课程最受欢迎，老师会带着小朋友们做手工，有纸飞机，剪贴画，塑料瓶小车等。
讨论:请结合您的专业知识和经验，分析并分享对上述案例的看法
在如今飞速变化和发展的时代，我们正面临着“世界百年未有之大变局”
STEAM教育理念强调的是综合运用各学科知识来解决现实中的问题。
STEAM或STEM教育的关键点在于跨学科和学科融融合: 打破学科之间的壁垒，以实际问题为导向，融会贯通学科知识，聚焦解决问题能力的培养。
STEAM教育在理念上不仅强调科学技术工程和数学等应用，也要应用美学，社会学等角度看待这些学科。
在应用中将学科知识加以完善和表达，形成一个素质教育和创新融合实践的闭环。
STEAM教育的目的在于培养学生适应未来社会的发o展需要: 信息时代和未来人工智能时代要求的人才技能不再是单一的，机械的。多元化，综合性的能力才是适应未来社会和劳动力市场的关键。
案例2:某幼儿园为了打造“高端”的品牌形象，建立幼儿园教育特色，进行了大量的采购。购买了很多进口的科学实验器材。并对幼儿园的整体装修进行了升级，建立了“科学园地”，在其中放了很多专业的实验装置，如测量仪器、实验仪器、儿童木工桌、各类模型等。科学园地对每个班级分配了不同的使用时间: 周一周二下午是小一班到小三班使用，周二周三下午是中一班到中三班使用，周四周五下午是大一班到大三班使用。
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STEAM的起源和发展
“在全球范围内引发广泛关注的STEM教育源起于美国，是美国为了应对未来社会挑战而提出的国家发展战略。
“美国推行STEM、STEAM教育事业，一开始就将其作为国家层面的战略规划，先后出台多项法律和政府报告逐渐形成体系化的制度。
“我国对STEAM教育的研究，最早是从对美国STEM教育的历史起源、发展过程、相关政策和法律着手的。研究的重点是美国如何从政策以及法律等方面，自上而下地推动STEM教育的有效实施。
STEAM的相关及衍生理念
SMET
最早由美国提出，是科学数学、工程和技术的学科整合教育理念
STEM
由SMET发展而来，是STEAM的原型，强调以解决实际问题为主的学科融合教育。
STECM
STEM到STEAM的一种过渡理念。强调数学作为基础学科的重要性。同时也将@这一符号作为人文艺术 (Arts)来理解。以数学作为基础，将人文艺术素养作为桥梁，实现科学、技术、工程学科的发展。
STREAM
由STEAM理念衍生而来，在原有的基础上增加了阅读(Reading)和写作(wRiting)
STEM+
是STEM的一种衍生理念，以STEM的理念为核心，在其基础上加入其它方面的学科能力建设，也泛指各类STEM理念的变体。
A-STEM
我国提出的更加强调人文艺术学科的一种衍生理，认为科学技术工程数学等应用型的学科应该以人文精神的角度出发。尤其强调“以人为本”。
STEAM
以STEM为基础的延伸，融入了人文艺术培养。是目前较完善和受广泛认可的理念。
STEM-STEAM
STEM与STEAM本质相同，都是以培养学生综合素养和解决问题能力为导向的教育理念
STEAM是由美国弗吉尼亚理工学院学者乔吉特.亚克曼在《STX @M教育: 关于创造融合教育模型的综述》中首先提出的。这一模型是在STEM的基础上完善和发展而来
“艺术 (Arts) 加入科学、技术、工程、数学教育中，是对这四门课程的良好补充，能优化学生对不同学科知识的理解与应用。”-乔吉特·亚克曼
STEAM中的A (Arts)，“不应只是简单的绘画、学习音乐等艺术元素，还应该加入更多人文和社会元素”
STEAM教育既强调培养学生的工科思维，也注重学生的艺术素养与人文素养的提升，力图将学生培养成为一个完整的人，因为只有这样的人才能真正实现创新的目的。
STEAM与创客
STEAM教育本质上与创客教育一致，源于同样的核心教育理念即学科融合带来的创新和解决问题能力的培养
创客教育 (Maker's Education) 是一种融合科学、技术、工程艺术、数学等知识与技能，遵循自由开放、创新创意、探究体验的教育理念，以实践创造学习为主，培养创新型人才的新型教育模式
STEAM更多是作为一种培养理念，创客教育更多是作为一种表现形式
案例3:深圳市创造力幼儿园为了从小培养孩子的“创造力”和“面向未来”的技能，专门从校外引入了“幼儿编程”课程。该课程采用简单的模块化硬件，通过拼接和摆放零件的形式制成“线路图”，带领小机器人通过障碍或完成任务。这种“编程”课程不需要使用电脑进行代码编写，也不需要学习计算机知识
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1,提出问题1 Ask a Question
首先，观察身边有趣现象，提出问题或确定您要解决的问题;
当你对观察的现象提出问题时，实验就已经开始了。观察的过程有时候被称为”问题定义的过程”，这个过程是很简单的。你可能会观察到一些不能用现有知识解释的现象，或者看到能用现有理论解释的现象，但是你觉得有另一种解释。因此你的脑海里会产生一个问题，来寻求该现象的解释: 这种现象，到底是怎么产生的呢? 或者这个东西是怎么做成的?
2,进行观察2 Make Observations
假设你发现汽车开不动了，你就可以问:为什么开不了了?或许你对汽车有点了解，你就可以进一步了解解决问题的办法。你也可以查说明书，或在网上找相关问题的答案。如果你是个科学家，想要探明奇特现象的原理，你可以翻翻科学杂志，上面会有一些其他科学家完成的研究报告。尽量多读一些和问题相关的读物，因为很可能你所不了解的，别人已经回答好了，也可能能找到帮助你构建假说的资料。而且在最大程度上确保你不会重复前人的错误
3,提出假设3.Form a Hypothesis
假设是对事物如何运作进行有根据的猜测，为了有用，假设必须是可检验的，这意味着您可以实际对其进行测试并看看是否正确.
假说是对现象的疑似解释。但是假说比猜想要更进一步，因为假说是根据现有知识，透彻了解相关现象的过程，假说实际上是个知识含量高的猜想。你的假说需要假定一个因果关系，比如”我的车开不动，是因为汽油没了。”你需要提出一种能解释现象的可能原因，然后可以通过验证假设来做出更远的预测。你可以给车加油，试试”没油了”的假设是否成立。如果成立，你也可以假设加了油以后，汽车就可以发动。以描述事实形式的口吻，说出假设，是真正类于假说的形式。如果有一些还是说不懂，就用”如果”、“则”的说
法: 如果我开不了车，则是因为汽油没了。
4,设计实验并验证假设
4. Design an Experimentand Test your Hypothesis
有了假设之后，继续进行第四步: 设计试验并测试您的假设。设计实验时，您必须确保每个实验中只更改一项变量来做到这一点，其他所有内容都必须保持不变。
你需要设计“可控”实验。回到我们的汽车问题我们可以通过加油，来验证假说是否成立,但是如果给汽车加油，同时改变燃料过滤器，我们就不知道是油不够的问题，还是燃料过滤器的问题。更复杂的问题中，可能有成千上百的疑似原因，在一次实验中几乎是不能完全分离开来的。
5,分析数据 5. Analyze the Data
完成试验后，请分析数据，为此，您将查看实验的结果，并尝试找出含义
假说的验证就是收集数据，从数据验证或反驳假说内容的过程。如果汽车在加油以后开动了，则分析过程特别简单一一你的假说被验证了。不过如果碰上更复杂的实验，在没有花时间研究数据前，是没有办法验证假说的。
另外，无论数据是否能验证假说，你都要查找一下其他变量，即所谓的“潜在变量”、“外生变量”等等。这些变量可能会影响实验的结果。假设加油了以后，汽车开动了，但是同时气候变化了，温度升高了，原来是零度以下的温度，现在零度以上了。那你是否能确定，汽车能启动，不是由于汽油解冻造成的呢? 你可能会发现自己的测试结果还不能得出结论。也许汽车在加油以后开了几秒钟，之后又抛锚了。
注意:记录要做好。实验需要可重复性，即做一次实验之后别人也可以按照你的同样流程来做，并得到一样的结论。因此做好实验中所有事项的记录是极为重要的。保存所有数据也是至关重要的。今天已经有一些档案室收集科学实验中的原始数据资料。如果其他科学家需要了你的实验，他们可以联系档案室，问你要你的实验数据。提供给他们所有实验细节，是非常重要的。
6,得出结论 6. Draw a Conclusion
最后，使用您的数据，您可以得出结论。如果您的结论不支持或同意您的假设，也没关系，这并不意味着实验不好。使用信息从您的第一个实验开始，您可能需要形成一个新的假设并创建一个新的实验。
即使您的结论确实支持您的假设，您也可能会有一个新问题，您想进行测试，就可以重新开始科学过程。
如果数据不能验证假说的真与假，则需要换一个假说来证明。而这个方法的好处是，之前的研究已经提供了一些很有价值的研究信息，可以让你做出新的假设。即使验证了一个假设，还需要更进一步的研究，来确保研究具有可复制性，而不是偶尔出现的结果。这个研究一般是其他科学家进行的，但是你也可以亲自做深一步的验证。
要小心外生变量。即便是最简单的实验中，环境因责也可以对结果造成多多少少的影响，一定更让数据说话。科学家总要避免让偏见、错误和自我意识误导数据结果。一定要确保你的实验报告做得真实详细。
活动1:课程设计
请结合steam教学理念设计一节主题为“生命的循环”的课程，让孩子们认识生命
的过程并了解相关的知识。
要求: 课程需要包含实验及课后讨论。使用科学研究方法
能够让孩子们参与选择真实世界的问题来解决。孩子们应该选择一个他们感兴趣的问题。能够寻找专业帮助来明确问题
与数学或科学 (不管你教什么学科) 的老师合作，整合课程。适当地规划科技的使用,
能够让孩子们通过丰富的手段和方式参与到有意义的研究中，并获得关于这个问题的知识。
能够有效地组织团队合作。最终的目标是让孩子们能够自我管理。
，能够让孩子们提出正确的问题。这意味着你也需要能够提出正确的问题一不是回答"是“和“否"的问题---而是激发好奇心的问题。
认知发展
知识不是教师传授得到的·
知识是学习者通过主观努力，在情景交互的作用过程中自行构建的
建构主义理论
皮亚杰简介
(Jean Piaget,1896-1980) 瑞士儿童心理学家，日内瓦学派创始人，建构发生认识论，提出智慧本质观，提出儿童心理发展的阶段论。
主要著作:《儿童的语言和思维》1923《儿童的判断和推理》1924《儿童的道德判断》1932《智慧心理学》1947《发生认识论导论》1950等
导入Channel
热身环节--迅速进入课堂气氛和情绪带动，可以以游戏的方式收集孩子的注意力__-大泡泡和小泡泡的游戏、萝卜蹲、木头人等。
让孩子将新的体验和已有的““知识库”联系起来，当孩子接触到一种极具吸引力的想法，从而激发孩子了解更多知识的愿望，这样也可以让孩子们充分了解为什么要学习这些新知识让他们对学习的内容感兴趣。
联系Contact
孩子们要在””新知识”中收集大量的信息，这些信息在孩子脑海中进行着各种“头脑风暴”，最终孩子会将这些信息进行分析和总结，进行决策的旋转，最终制定一个解决问题的方案。
导入和联系的方式方法
故事:
完整的故事_-在故事中，认真倾听，寻找线索、发现问题、思考并寻找解决问题的方案，通过搭建解决问题。
后续故事将故事讲述一半，后一半有孩子自己设计故事情节和结尾
图片:
图片对比，准备N个图片，淘汰其他图片最终锁定搭建目标 (世界八大奇迹)·
看图讲故事 (船);注: 6+大型机械需要图片展示
表演:
唱歌: 把要上课的重点编成熟悉音乐唱出来 (3+我的好朋友) ;
哑剧，搭建一个简易场景，表演哑剧后C说出场景发生地 (3+看医生、消防员)
T出示课程重点(图片，无声动漫)让C解说，适合“小小导演”的课程包;
游戏
设置的游戏与本节课相关--3+我的好朋友一贴鼻子游戏、3+早起运动一藏小球;4+直升飞机一掰手腕游戏、5+结构一椅子、5+蛇、5+连杆火车
画画:1、将要搭建的内容画出来或者填色(5+以上画、3+4+用蜡笔) 填色)-4+飞机;B、T边讲边画[奖杯];Aeroplane
建构Construct
通过建构主义理论的“做中学”,根据最终可执行的计划实施方案，让孩子们用动手建构的方式去解决问题，也在脑海中建构知识。同时建构他们有兴趣的事物，挑战孩子思维的创新及缜密，专注、耐心、坚持的心理品质也得到充分体现。
注意: 第一次搭建: 教师需要介绍各种器材零件的使用方法和搭建方法
团队搭建: 每个人完成整体搭建任务的一部分，然后合体
注意: 在搭建过程中，教师不允许拿出搭建成品给孩子看或者模仿;教师可用语言来引导学生搭建。
延续Continue
提供新的知识去面对新的挑战，学习者将被带到一个新的阶段，这时又把学生引入新的“联系”阶段，他们在一个螺旋式上升的良性循环中超越难度、不断增加挑战。
效果测试、任务测评
游戏: 1、拍卖游戏 (适合5+以上孩子) ; 2、就不告诉你;3、记者发布会
场景模拟:3+看医生、去超市、消防员:4+倒垃圾、建筑工地、空中播撒机、火车站
效果评价Evaluation
分享评价 总结经验
教师和孩子: 教师将本节课的主要活动目标和过程跟孩子过一遍，加深孩子的印象。
孩子和家长: 让孩子给家长介绍自己的作品、上课的过程和如何解决故事的问题的。
教师和家长: 教师将本节课的主要活动目标和过程跟家长过一遍，让家长了解本节课的内容;简单对每个孩子进行点评;可以单独和某一两个家长沟通孩子情况。
通过对自己搭建的作品和完成的任务做一个全面、系统的评价，回顾整个过程，优点和不足的经验的累计，让下次做得更好学生和教师、家长和学生、教师和家长的分享和沟通，让孩子的语言表达能力和逻辑思维能力大幅度的提升。
