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凤凰机器人为中国文化上市公司“凤凰传媒”旗下高端教育培训品牌,由南京译林教育管理咨询有限公司运营,致力于服务3-16岁中国儿童和青少年的科技创新教育。从小基于凤凰机器人课程的学习和充满创新的研究,将对中国儿童和青少年的未来发展产生深远的影响。

凤凰机器人不仅仅教授相关的科技知识,更注重创新思维及创新能力的培养。我们的教育理念源于STEM教育 项目。STEM将四大学科系统的整合在一起,除了让学生掌握基本的知识外,更注重与创新最为关联的4C能力,即批判性思维、创新性解决问题、交际表达、团队协作。

1.什么是STEM

STEM代表科学(Science)、技术(Technology)、 工程(Engineering)和数学(Mathematics)。STEM教 育就是科学、技术、工程和数学的教育。在国家实力的比较 中,获得STEM学位的人数成为一个重要的指标。 美国政府 STEM计划是一项鼓励学生主修科学、技术、工程和数学 (STEM)领域的计划,并不断加大科学、技术、工程和数 学教育的投入,培养学生的科技理工素养。

2.美国推进STEM的路线图

  • 早在1986年,美国国家科学委员会就发表过《本科的科学、数学和工程教育》报告,这被认为是美国STEM教育集成战略的里程碑,指导了国家科学基金会此后数十年对美国高等教育改革在政策和财力上的支持。该报告首次明确提出“科学、数学、工程和技术”教育的纲领性建议,从而被视为STEM教育的开端。
  • 1996年,美国国家科学基金会发表了题为《塑造未来:透视科学、数学、工程和技术的本科教育》报告,并提出今后的“行动指南”。报告针对新的形势和问题,对学校、地方政府、工商业界和基金会提出了明确的政策建议,包括大力“培养K-12教育系统中STEM教育的师资问题”。
  • 2006年1月31日,美国总统布什在其国情咨文中公布一项重要计划——《美国竞争力计划》(American Competitiveness Initiative,ACI),提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才,并称其为全球竞争力的关键。由此,美国在STEM教育方面不断加大投入,鼓励学生主修科学、技术、工程和数学,培养其科技理工素养。
  • 2007年10月30日,美国国家科学委员会发表《国家行动计划:应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》报告,提出的行动计划主要包括两个方面的措施:一是要求增强国家层面对K-12阶段和本科阶段的STEM教育的主导作用,在横向和纵向上进行协调;二是要提高教师的水平和增加相应的研究投入。这一报告显示了STEM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段,希望从中小学就开始实施STEM教育。

    也正是在2007年,美国参众两院在8月2日一致通过了《美国创造机会以有意义地促进技术、教育和科学之卓越法》(又称作《美国竞争法》)。《美国竞争法》一共包括8个部分,其中第六部分的标题即为“教育”,其他部分也有多项条款与教育有关。教育条款主要涉及教师教育、STEM教育、外语教育和本科生研究生奖学金等4个方面。

    《美国竞争法》对STEM教育的重视,极大程度上反映了美国社会的一种共同关注趋势。例如,2007年度美国州长协会冬季会议就高度强调STEM教育在各州乃至全美国创建“创新环境”中的重要意义。又如美国学术竞争力委员会在2007年5月公布的委员会报告中,分析研究了2006年度总额达31亿 美元的105项联邦STEM教育项目。

  • 2009年1月11日,美国国家科学委员会(National Science Board)代表NSF发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信,其主题是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学教育》。明确指出:国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEM教育是建立领导地位的基础,而且应当是国家最重要的任务之一。委员会敦促新政府抓住这个特殊的历史时刻,并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM知识和技能。
  • 2011年,奥巴马总统推出了旨在确保经济增长与繁荣的新版的《美国创新战略》。新版的《美国创新战略》指出,美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合,以加强科学、技术、工程和数学(STEM)教育。

    2011年,美国国家科学院研究委员会发布了《成功的K-12阶段STEM教育:确认科学、技术、工程和数学的有效途径》的报告,报告认为在中小学实施STEM教育的目标主要有三个:一是扩大最终会在STEM领域修读高级学位和从业的学生人数,并扩大STEM领域中女性和少数族裔的参与度;二是扩大具有STEM素养的劳动力队伍并扩大这一队伍中女性和少数族裔的参与度;三是增强所有学生的STEM素养,包括那些并不从事与STEM职业相关工作的学生或继续修读STEM学科的学生。 美国州长协会在2011年12月又针对STEM教育行动发布了《制定科学、技术、工程和数学教育议程:州级行动之更新》报告,分析了该协会2007年提出的行动议程中的弱势之处,重新提出“实施州级STEM议程”的各项具体措施。

3.四种素养

STEM教育是一种“后设学科”,即这一学科的建立是基于不同学科之间的融合然后形成一个新的整体,将原本分散的学科形成一个整体,由此形成当今日趋受到重视的、跨领域的STEM教育。美国高度重视STEM教育的根本原因,在于其深刻认识到美国科学技术的滑坡在于其人才的严重短缺,这在美国近10余年来的大量文献中屡屡被提及。 STEM教育重在培养学生的四种素养:

是一种运用科学知识和过程(如物理、化学、生物科学和地球空间科学)理解自然界并参与影响自然界的有关决策,主要包括三大领域:生命与卫生科学、地球与环境科学、技术科学。

是指使用、管理、理解与评价技术的能力。学生应当知道如何使用技术,了解技术的发展过程,具备分析新技术如何影响自己、国家乃至整个世界的能力。技术是对自然环境的革新与改造以满足人们的现实需要。

是指对技术的工程设计与开发过程的理解。工程课程是基于项目,整合了多门学科的知识,使得难以理解的概念与学生生活密切相关,激发学生解决问题的兴趣。工程设计是把科学与数学原理系统地、创造性地用于实践的结果。

指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。