人工智能与STEAM教育
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知识
式 高度结构化的内部心智模
“创客” 概念理解
• “创客”一词来源于英文单词"Maker” ，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创 意转变为现实的人。
“创客”价值意蕴
精神文化：草根创新
“万众创新”——创
新不是科学家、工程师在实验室里的 专属，人人都可以是创新者；每个人 在创意、行动、分享中体认自身价值 。
怎么去？
• 创新能力发展的基本路径：实践
• 过于倚重分割化的知识性学习，显 然到达不了我们想要去的彼岸。
怎么去 两种学习经验失衡
融合的综合学习
分割的知识学习
分割学习迁移悖论
庞杂而离散、缺乏组织和系统化的内部心智结构
综合学习 整体建构
观念
在实践中
形成观念发展能力
能力
观念驾驭能力 能力驱动知识
2.需要哪些材条料件和限制分析
？
设计方案与实施
3.如何做？ 测试评估反馈
4.扔一下看看？
STEM 多元理解
分科的 STEM
代表四门独立的学科领 域。
整合的STEM
强调整合，通过真实问题情 境为载体将多学科知识之间 的关联起来。
发展的STEM
与时俱进、延伸扩展
对教育发展的积极回应： 强调STEM不是一个
公民素养：STEM素养
人才类型：STEM人才
“在当今社会，科学、技术、
理科、工科以及以理工科为基础的
数学是变化的中心，他们引起、塑造
综合型、跨界型人才是一个国家科技创新
挑战： 并应对变化，是当代儿童适应未来社
会的基础”，是“公民素养的重要组 成部分”
的基石。国家需要吸引庞大和优秀的人群 投入到STEM专业中，才能保证科技持续有 力发展。
故事的启发：
如果没有自己的理解和主见，别人说什么都是对的，自己做什么都是错的 ！
爷爷、孙子与驴
人工智能 &&
STEAM教育
&&我们
西湖区教师进修学校 王理 2018年4月25日
人工智能
小结
人工智能 概念理解
AI Artificial Intelligence
人工智能
研究 开发
模拟
机器 延伸 人的智能 扩展
STEM 强调学科整合
浮力 称重
“茎 计量 计算 ” ******
“把零散的叶片儿串联成一个有机的整体”
STEM 聚焦真实情景
STEM 强调团队合作
STEM 强调科学探究与工程设计
STEM
案例：缝沙包
工程设计过程
A老师 1.如何剪裁？ 2.如何缝合？ 3.如何收针？ 4.如何封口？
B老师
1.沙包干嘛用确？定问题与需求
结可能性。
丰富综合学习经验 培养创新与实践能力
创客教育 STEAM教育
强调用工具 实现创意、制造产品、分享
强调跨学科、真实问题情境、 探究过程和工程设计过程
创客教育、STEAM教育与综合学习
体会
• 创客教育、STEAM为学生提供丰富的跨学 科综合学习经验，是培养学生创新实践能 力、发展核心素养的有效路径和载体。
包容“模糊性”和“不确定性
” 教学策略：STEM方式 融合学习、情境学习、项目学习
课程形态：STEM课程
跨学科、多学科融合的课程形态， 促进知识世界、现实世界和个体世界的联
、
系，形成普遍联系和系统分析的世界观和
设计学习、共享学习、非正式学习
方法论，促进知识转化应用意识和理论联
……
系实际的能力。
人工智能 &&
责任担当 实践创新 科学精神 人文底蕴
——《学生发展核心素养》
到哪里去？
培养四种关键能力： 认知能力、合作能力、创新能力、职业能力。
“要注重培养支撑终身发展、适应时代 要求的关键能力。在培养学生基础知识和基 本技能的过程中，强化学生关键能力培养。 ”
——中共中央办公厅、国务院办公厅《关于深
体会
• STEAM教育通过学生提供丰富的面向真实问题、 跨学科综合学习经验，培养实践与创新能力的价 值取向正契合我们的教育所要追求的方向。
一成不变、刻板僵化的概念 ，而是一个能够对教育发展 做出及时回应、内涵不断完 善和进化的概念,如STEAM、 STEMx、STREAM...... 对科技发展的积极回应：
强调对科学技术最 新发展的回应，如人工智能 、大数据等最前沿的技术形 态主动纳入成为STEM教育关 注的主题和应用的技术方法 。
STEM 价值意蕴
STEAM 概念理解
STEM 缘起
美国对两个问题的回应：
1.美国国内劳工的理工科素养不高、理工科就业岗位需求 增加而相关人才缺乏 2.保持全球领先的科技创新优势
STEM 发展历程
2013
NGSS
STEM 发展历程
STEM 发展历程
STEM 内涵构成
STEM 基本特征
• 强调学科整合 • 聚焦真实情境 • 强调合作探究 • 注重工程设计 • ……
理论 方法 技术
应用系统
人工智能 体会
• 技术形态——前沿、普遍、主流的技术形态 • 职业领域——人工智能相关研究领域、行业…… • 国家战略——国家安全、综合国力、经济社会动力与基础…… • 社会形态——智能社会、智能时代、人机融合增强…… • 伦理挑战——人工智能与人类智能、地球主义、宇宙主义……
因！
人工智能本身是跨学科的研究领域
厘清关系STEM&AI
能够应对未来、理解现象、解决问题的能力与品质
终身的、
智慧
整体的
知识
信息
数据
香浓—“数据信息知识”模型
创新实践：创造性活动
根据现实问题和用户需求，形 成创意想法，并把想法通过现代工 具、技术和方法，做出现实产品。
就业途径：创造理想职业
“大众创业”——开 辟了一条自谋职业、体验创 业的途径。
创客空间：共享环境
创客空间把各种专业背景 的人，各类工具、技术、资源融 合在一起，形成一个的跨界融合 的环境，为问题解决提供丰富联
到达了吗
？
今天考试，看谁 先爬上这棵树！
评价机制
体会
• 用单一的尺度不能衡量学生全面素养发展的面貌，强调真实性 评价、表现性评价和传统教学评价等多种形式综合运用，凸显 能力和素养导向提供策略。STEAM在这方面有很好的实践。
2.人工智能和STEAM?
厘清关系STEM&AI
我天生就自 带着STEAM基
关系讨论
STEAM教育
1.STEM是美国提出，解决 美国的问题，与我们何关 ？
教育的原点思考
• 要wk.baidu.com哪里去？ • 怎么到那里？ • 到了那里了吗？
到哪里去？
• 立德树人、能力为重、个性发展
——《深化课程改革指导意见》
到哪里去？
培养适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力
学会学习 健康生活
式 高度结构化的内部心智模
“创客” 概念理解
• “创客”一词来源于英文单词"Maker” ，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创 意转变为现实的人。
“创客”价值意蕴
精神文化：草根创新
“万众创新”——创
新不是科学家、工程师在实验室里的 专属，人人都可以是创新者；每个人 在创意、行动、分享中体认自身价值 。
怎么去？
• 创新能力发展的基本路径：实践
• 过于倚重分割化的知识性学习，显 然到达不了我们想要去的彼岸。
怎么去 两种学习经验失衡
融合的综合学习
分割的知识学习
分割学习迁移悖论
庞杂而离散、缺乏组织和系统化的内部心智结构
综合学习 整体建构
观念
在实践中
形成观念发展能力
能力
观念驾驭能力 能力驱动知识
2.需要哪些材条料件和限制分析
？
设计方案与实施
3.如何做？ 测试评估反馈
4.扔一下看看？
STEM 多元理解
分科的 STEM
代表四门独立的学科领 域。
整合的STEM
强调整合，通过真实问题情 境为载体将多学科知识之间 的关联起来。
发展的STEM
与时俱进、延伸扩展
对教育发展的积极回应： 强调STEM不是一个
公民素养：STEM素养
人才类型：STEM人才
“在当今社会，科学、技术、
理科、工科以及以理工科为基础的
数学是变化的中心，他们引起、塑造
综合型、跨界型人才是一个国家科技创新
挑战： 并应对变化，是当代儿童适应未来社
会的基础”，是“公民素养的重要组 成部分”
的基石。国家需要吸引庞大和优秀的人群 投入到STEM专业中，才能保证科技持续有 力发展。
故事的启发：
如果没有自己的理解和主见，别人说什么都是对的，自己做什么都是错的 ！
爷爷、孙子与驴
人工智能 &&
STEAM教育
&&我们
西湖区教师进修学校 王理 2018年4月25日
人工智能
小结
人工智能 概念理解
AI Artificial Intelligence
人工智能
研究 开发
模拟
机器 延伸 人的智能 扩展
STEM 强调学科整合
浮力 称重
“茎 计量 计算 ” ******
“把零散的叶片儿串联成一个有机的整体”
STEM 聚焦真实情景
STEM 强调团队合作
STEM 强调科学探究与工程设计
STEM
案例：缝沙包
工程设计过程
A老师 1.如何剪裁？ 2.如何缝合？ 3.如何收针？ 4.如何封口？
B老师
1.沙包干嘛用确？定问题与需求
结可能性。
丰富综合学习经验 培养创新与实践能力
创客教育 STEAM教育
强调用工具 实现创意、制造产品、分享
强调跨学科、真实问题情境、 探究过程和工程设计过程
创客教育、STEAM教育与综合学习
体会
• 创客教育、STEAM为学生提供丰富的跨学 科综合学习经验，是培养学生创新实践能 力、发展核心素养的有效路径和载体。
包容“模糊性”和“不确定性
” 教学策略：STEM方式 融合学习、情境学习、项目学习
课程形态：STEM课程
跨学科、多学科融合的课程形态， 促进知识世界、现实世界和个体世界的联
、
系，形成普遍联系和系统分析的世界观和
设计学习、共享学习、非正式学习
方法论，促进知识转化应用意识和理论联
……
系实际的能力。
人工智能 &&
责任担当 实践创新 科学精神 人文底蕴
——《学生发展核心素养》
到哪里去？
培养四种关键能力： 认知能力、合作能力、创新能力、职业能力。
“要注重培养支撑终身发展、适应时代 要求的关键能力。在培养学生基础知识和基 本技能的过程中，强化学生关键能力培养。 ”
——中共中央办公厅、国务院办公厅《关于深
体会
• STEAM教育通过学生提供丰富的面向真实问题、 跨学科综合学习经验，培养实践与创新能力的价 值取向正契合我们的教育所要追求的方向。
一成不变、刻板僵化的概念 ，而是一个能够对教育发展 做出及时回应、内涵不断完 善和进化的概念,如STEAM、 STEMx、STREAM...... 对科技发展的积极回应：
强调对科学技术最 新发展的回应，如人工智能 、大数据等最前沿的技术形 态主动纳入成为STEM教育关 注的主题和应用的技术方法 。
STEM 价值意蕴
STEAM 概念理解
STEM 缘起
美国对两个问题的回应：
1.美国国内劳工的理工科素养不高、理工科就业岗位需求 增加而相关人才缺乏 2.保持全球领先的科技创新优势
STEM 发展历程
2013
NGSS
STEM 发展历程
STEM 发展历程
STEM 内涵构成
STEM 基本特征
• 强调学科整合 • 聚焦真实情境 • 强调合作探究 • 注重工程设计 • ……
理论 方法 技术
应用系统
人工智能 体会
• 技术形态——前沿、普遍、主流的技术形态 • 职业领域——人工智能相关研究领域、行业…… • 国家战略——国家安全、综合国力、经济社会动力与基础…… • 社会形态——智能社会、智能时代、人机融合增强…… • 伦理挑战——人工智能与人类智能、地球主义、宇宙主义……
因！
人工智能本身是跨学科的研究领域
厘清关系STEM&AI
能够应对未来、理解现象、解决问题的能力与品质
终身的、
智慧
整体的
知识
信息
数据
香浓—“数据信息知识”模型
创新实践：创造性活动
根据现实问题和用户需求，形 成创意想法，并把想法通过现代工 具、技术和方法，做出现实产品。
就业途径：创造理想职业
“大众创业”——开 辟了一条自谋职业、体验创 业的途径。
创客空间：共享环境
创客空间把各种专业背景 的人，各类工具、技术、资源融 合在一起，形成一个的跨界融合 的环境，为问题解决提供丰富联
到达了吗
？
今天考试，看谁 先爬上这棵树！
评价机制
体会
• 用单一的尺度不能衡量学生全面素养发展的面貌，强调真实性 评价、表现性评价和传统教学评价等多种形式综合运用，凸显 能力和素养导向提供策略。STEAM在这方面有很好的实践。
2.人工智能和STEAM?
厘清关系STEM&AI
我天生就自 带着STEAM基
关系讨论
STEAM教育
1.STEM是美国提出，解决 美国的问题，与我们何关 ？
教育的原点思考
• 要wk.baidu.com哪里去？ • 怎么到那里？ • 到了那里了吗？
到哪里去？
• 立德树人、能力为重、个性发展
——《深化课程改革指导意见》
到哪里去？
培养适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力
学会学习 健康生活