人工智能与STEAM教育
中小学人工智能教育与STEM教育的融合
对教师进行STEM教育培训，提高教师的专业素养和教育教学方法，促进教师与学生的互动与合作。
教师培训
与企业合作，开展STEM教育实践活动和项目，为学生提供实践机会和资源支持。
校企合作
04
人工智能教育与STEM教育的融合模式
案例二
某小学开展的人工智能与科学课程整合项目，利用人工智能技术进行科学实验和探究活动，培养了学生的创新思维和实践能力。
中小学人工智能教育与stem教育的融合
引言中小学人工智能教育现状STEM教育理念与实施人工智能教育与STEM教育的融合模式融合面临的挑战与对策结论与展望
contents
目录
01
引言
01
02
人工智能与STEM教育的融合有助于培养具备创新能力和跨学科知识的复合型人才，适应未来社会发展的需求。
人工智能技术的快速发展对教育领域产生了深远影响，为教育带来了新的机遇和挑战。
探索阶段
21世纪初，随着互联网和大数据技术的兴起，人工智能在教育中的应用逐渐增多，但仍处于初级阶段。
发展阶段
近年来，随着人工智能技术的不断成熟，其与STEM教育的融合逐渐成为教育领域的研究热点。
融合阶段
技术门槛高
教育资源有限
教育理念滞后
伦理和隐私挑战
01
02
03
04
目前的人工智能技术需要较高的技术门槛，许多教师和教育机构缺乏相关技能和经验。
学生信息素养不足
由于中小学阶段的学生信息素养普遍较低，他们在使用人工智能工具时可能会遇到困难。
加强技术培训与资源建设
为教师提供更多的人工智能教育培训机会，同时鼓励开发更多适合中小学的人工智能教育资源。
06
结论与展望
幼儿园智能科技：STEAM教育活动策划
幼儿园智能科技：STEAM教育活动策划在当今信息爆炸的时代，科技发展迅速，对于幼儿园教育而言，如何将智能科技有机融入STEAM教育活动中，已成为一项重要的课题。
本文将深入探讨幼儿园智能科技与STEAM教育的结合，以及针对该领域的教育活动策划。
一、幼儿园智能科技与STEAM教育的结合1.1 智能科技在幼儿园教育中的作用智能科技如VR/AR、编程、机器人等，能够激发幼儿的学习兴趣，培养他们的逻辑思维能力和创造力，帮助他们更好地适应未来社会的发展需求。
1.2 STEAM教育理念STEAM教育将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）有机融合，注重跨学科整合和实践性教学，旨在培养学生的综合素质和创新能力。
1.3 教育目标将智能科技融入STEAM教育，旨在为幼儿提供更富有趣味和挑战性的学习体验，培养他们的创造力、解决问题的能力和团队合作意识，为将来的学习和生活奠定坚实的基础。
二、幼儿园智能科技与STEAM教育活动策划2.1 活动主题选择在策划幼儿园智能科技与STEAM教育活动时，可以选择与季节、节日或幼儿园教育主题相关的活动主题，如“科技儿童节”、“未来世界”等，能够激发幼儿的兴趣和探索欲望。
2.2 活动内容安排活动内容应包括科学实验、工程设计、艺术创作、数学游戏等多种元素，通过有趣的方式引导幼儿进行跨学科整合的实践性探究活动，培养他们的创新精神和团队协作能力。
2.3 活动材料准备根据活动内容的安排，准备与活动主题相关的各类材料，例如植物、动物、杯子、石头、绳子、彩纸等，满足幼儿在活动中的探索和创造需求。
2.4 活动方案实施将活动内容和材料结合幼儿园的实际情况，制定详细的活动方案，包括活动流程、教师指导、安全注意事项等，确保活动安全、有序地进行。
三、观点和理解在幼儿园智能科技与STEAM教育活动策划中，我认为重要的是注重幼儿的实际需求和兴趣点，以及跨学科整合的教学理念。
智能教学系统在STEAM教育活动中的技术探究
智能教学系统在STEAM教育活动中的技术探究1. 引言1.1 背景介绍智能教学系统是指利用人工智能技术和大数据分析等手段来辅助教学、个性化学习的系统。
随着科技的发展和教育理念的更新，智能教学系统在教育领域中得到越来越广泛的应用。
STEAM教育活动则是一种融合科学、技术、工程、艺术和数学的跨学科教育模式，被认为是培养学生综合能力和创新精神的有效途径。
在传统的STEAM教育活动中，教师往往需要耗费大量时间和精力来设计课程、评估学生学习情况，而且很难做到个性化教学。
而智能教学系统的出现，为STEAM教育活动带来了新的可能性。
智能教学系统可以根据学生的学习情况和兴趣自动调整教学内容和方式，提供个性化的学习支持；通过大数据分析，教师可以更好地了解学生的学习状况，及时调整教学策略，提高教学效果。
探究智能教学系统在STEAM教育活动中的应用和作用，对于促进教育教学改革，提升学生学习效果具有重要意义。
本文旨在深入研究智能教学系统在STEAM教育活动中的技术探究，探讨其在提升学习效果和激发学生学习兴趣方面的作用。
1.2 研究目的本研究的目的是探究智能教学系统在STEAM教育活动中的技术应用和效果。
通过深入分析智能教学系统与STEAM教育的关系，揭示智能教学系统在提升学习效果和激发学生学习兴趣方面的具体技术特点和优势。
通过分析实际应用案例，总结智能教学系统在STEAM教育中的作用和效果。
本研究旨在探究智能教学系统在未来发展中的趋势和挑战，为促进智能教学系统在STEAM教育领域的更广泛应用提供技术支持和指导。
通过本研究，希望可以全面了解智能教学系统在STEAM 教育中的作用和意义，为教育教学改革和创新提出可行的方案和建议。
1.3 研究意义研究意义是本文的重要部分，通过对智能教学系统在STEAM教育活动中的技术探究，可以更全面地了解如何利用先进的技术手段提升学生的学习效果和激发学习兴趣。
目前，随着科技的不断发展，智能教学系统的应用已经成为教育领域的新趋势。
人工智能在STEM教育中的应用
技术更新和维护问题
技术更新速度
人工智能技术发展迅速，新的算法和模型不断涌现，教育机 构需要不断更新技术以保持竞争力，但这会带来巨大的经济 和时间成本。
解决方案
教育机构可以与专业的技术公司合作，利用他们的专业知识 和经验来更新和维护系统。此外，也可以采用开源技术和社 区支持来降低成本。同时，教育机构应定期评估现有技术的 有效性，并根据需要调整技术策略。
境中进行实践操作，培养实验技能和解决问题的能力。
未来发展趋势预测
AI与VR/AR技术的融合
结合虚拟现实和增强现实技术，为学生提供更加沉 浸式的学习体验。
智能教育机器人的普及
教育机器人将成为学生的学习伙伴，提供陪伴式学 习服务。
大数据与AI的深度结合
通过大数据分析学生的学习行为和成绩，为AI提供 更加精准的教学建议和资源推荐。
协作能力。
04
人工智能技术在STEM教 育中的实施策略
制定合理的教学计划
确定教学目标
明确人工智能技术在STEM教育中的应用目标，如 培养学生的计算思维、创新能力等。
分析学生需求
了解学生的年龄、知识水平、兴趣等，以便为他 们提供合适的人工智能技术工具和教学内容。
安排教学时间
合理规划教学时间，确保学生有足够的时间学习 和实践人工智能技术。
培训教师和学生掌握人工智能技术
1 2
教师培训
组织针对教师的培训活动，提高他们的人工智能 技术水平，使他们能够更好地指导学生。
学生培训
开设人工智能相关课程，如编程、机器学习、机 器人技术等，让学生了解和应用人工智能技术。
3
实践项目
鼓励学生参与人工智能相关的实践项目，如机器 人比赛、智能家居设计等，提高他们的实践能力 和创新意识。
基于STEAM教育理念的中职人工智能校本课程设计与开发
通过对比学生在课程前后的知识水平、技 能水平等，对课程效果进行评价。
课程实施过程评价
对课程的实施过程进行评估，包括教学内 容、教学方法、教学资源等。
反馈与建议
收集学生、教师和行业专家的反馈和建议 ，了解课程的优点和不足。
课程优化建议与展望
更新教学内容
根据行业发展和市场需求，更新教学内容，使其更符合 实际需求。
师资培训
对担任人工智能课程的教师进行专业培训，提高教师的专业素养和教学能力。
课程实施
根据教材和教学资源，制定详细的教学计划，组织开展课堂教学和实践操作，注 重学生实践能力和创新精神的培养。
05
基于Steam的中职人工智能校本课程 评价与优化
评价方法与标准
学生学习成果评价
通过观察学生在课程中的表现，评估其学 习成果。
方法
本研究采用文献研究法、问卷调查法、案例分析法等多种研 究方法相结合的方式，对中职人工智能校本课程的设计和开 发进行深入研究和分析。
研究内容与结构
研究内容：本研究主要包括以下内容 2. 中职人工智能校本课程设计的原则和方法； 4. 中职人工智能校本课程的效果评估与改进。
1. steam教育理念与人工智能技术的结合点分析；
提倡团队协作
鼓励学生分组合作，培养团队协作 精神，提高沟通与协调能力。
引导创新思维
引导学生从不同角度思考问题，培 养创新思维，提高解决问题的能力 。
课程目标与内容
掌握人工智能基础知识
熟悉人工智能技术
让学生了解人工智能的基本概念、发展历程 和应用领域。
通过实践操作，让学生熟悉人工智能技术， 如机器学习、深度学习、自然语言处理等。
VS
意义
幼儿园AI技术融合方案及STEAM教育实践
题目：幼儿园本人技术融合方案及STEAM教育实践一、引言在当今数字化、信息化的时代，人工智能技术呈现出日新月异的发展态势，对教育领域也带来了新的发展机遇和挑战。
特别是在幼儿园教育领域，本人技术融合方案和STEAM教育实践的结合，不仅能够提升教学效果，丰富教育内容，更能够培养幼儿的创新思维和实践能力。
本文将深入探讨幼儿园本人技术融合方案及STEAM教育实践的相关内容，并共享个人观点和理解。
二、本人技术在幼儿园教育中的应用1. 语音识别技术在幼儿园教育中，本人技术的语音识别功能可以帮助幼儿学习语言。
幼儿可以通过与智能语音助手互动，提高语言表达能力和沟通能力。
2. 智能绘画本人技术可以帮助幼儿进行智能绘画，通过手势识别和图像识别技术，引导幼儿进行创意绘画，促进他们的想象力和艺术表达能力。
3. 情感识别通过面部识别技术，本人可以识别幼儿的情感变化，帮助老师更好地了解幼儿的情感需求，提供个性化的情感关怀。
4. 个性化学习本人技术可以根据幼儿的学习兴趣和能力，提供个性化的学习内容和方式，让幼儿更加主动地参与学习，培养他们的学习兴趣和学习能力。
三、STEAM教育实践在幼儿园的应用1. 科学通过实验和观察，幼儿可以学习科学知识，培养科学思维，探索自然规律。
2. 技术幼儿可以通过搭建积木、编程玩具等活动，接触和了解科技产品，培养动手能力和逻辑思维。
3. 工程幼儿可以通过设计和制作简单的机械结构、建筑模型等活动，培养动手能力和创新精神。
4. 艺术通过绘画、手工制作等活动，幼儿可以发挥创意，表达情感，培养审美情趣和艺术修养。
四、幼儿园本人技术融合方案及STEAM教育实践的深度和广度幼儿园本人技术融合方案及STEAM教育实践的深度和广度主要体现在以下几个方面：1. 课程内容的设计本人技术融合方案可以辅助老师设计丰富多彩的STEAM教育课程，涵盖科学、技术、工程、艺术、数学等领域，从而提供更加全面的知识和技能培养。
2. 教学方法的改变本人技术的应用可以改变幼儿园教师的教学方法，引入更多的探究式教学、项目式学习等方法，激发幼儿的学习兴趣和潜能。
STEAM教育跟人工智能教育有什么关系？
少儿编程与STEAM教育有什么关联？有家长在问：少儿编程和STEAM有哪些关联呢？切入点是什么？通过积木式编程方法，可以使教育目标集中于对孩子的逻辑能力、思维的缜密性、提高创造力，和对数学、科学等学科的触类旁通能力的开拓。
因此，图形化编程是儿童接触STEAM教育的切入点。
从社会趋势上看，国内已经把包括少儿编程在内的STEAM教育纳入基础学科。
人工智能时代，少儿编程与STEAM教育息息相关，相辅相成。
对于面向K12的编程课，不少人提出质疑，小小年纪学习编程是要让每个人都成为程序员？这大概是我们听到直面的回答：学法律的人未必都成为律师，但法律教你一种思考方式。
编程可以培养一个人的逻辑思维能力、现实抽象能力、解决问题能力和创造力。
学习编程到底有没有用呢？所谓编程，就是让计算机代为解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行，并最终得到相应结果的过程。
学习编程当然是有作用的，它可以培养孩子的观察力、创造力，提高孩子的逻辑思维能力。
问题在于，如今的少儿编程培训行业鱼龙混杂，师资素质也参差不齐。
此外，并不是所有孩子都适合学编程，学编程也不是越早越好，需要具备一定的认知基础和理解能力。
因此，家长也要理性看待少儿编程培训，切勿为了升学盲目跟风。
如若要选择学习编程，也要事先做好“功课”，既要找一个靠谱的培训机构，也要先和孩子做好沟通，这样才能程度地调动孩子的积极性，做到事半功倍。
极客晨星少儿编程就是不错的选择，深受广大家长和孩子的欢迎。
真正的编程教育，应该是注重系统性思维的培养，强调在对问题本质、周围环境的充分认知后，综合多学科知识分析、运用，进而借助编程这一手段更有效的解决问题；而不是只培养了学生的逻辑思维能力，只教会了学生编写代码而已。
毕竟编程教育的最终目的不是为了编程而学编程！。
基于人工智能和STEAM教育的无人机专业人才培养模式研究
基于人工智能和STEAM教育的无人机专业人才培养模式研究一、人工智能在无人机领域的应用在无人机领域，人工智能技术的应用是一个重要的发展方向。
人工智能可以提高无人机的智能化水平和自主化能力，使其具备更加复杂的任务执行和环境适应能力。
通过人工智能技术，无人机可以实现自主飞行、智能避障、目标识别和跟踪等功能，大大提高了其在各个领域的应用价值。
培养无人机专业人才需要注重人工智能技术的学习和掌握，使学生具备对无人机进行智能化设计、开发和应用的能力。
二、STEAM教育在无人机专业人才培养中的应用STEAM是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Art（艺术）和Mathematics（数学）五个英文单词的首字母组合，代表了综合性跨学科的教育理念。
在无人机领域，STEAM教育可以帮助学生全面了解无人机的原理和应用，促进学生的跨学科综合能力的提升。
通过STEAM教育，学生可以了解无人机的工程原理和设计过程，同时也能够结合艺术和数学知识，设计出更加创新和实用的无人机产品和解决方案。
基于STEAM 教育的无人机专业人才培养模式，可以帮助学生全面提升综合素质和应用能力，为未来的无人机领域做好准备。
1.构建人工智能技术课程体系在无人机专业人才培养模式中，需要构建涵盖人工智能技术的课程体系。
这些课程包括人工智能基础知识、无人机自主飞行技术、智能避障技术、目标识别和跟踪技术等。
通过这些课程的学习，学生可以系统地掌握人工智能技术在无人机领域的应用，为将来从事相关工作打下坚实的基础。
2.开展STEAM项目实践除了理论课程的学习，学生还需要参与STEAM项目实践，全面提升自己的综合素质和应用能力。
学校可以组织开展无人机设计与制作比赛、飞行比赛等活动，让学生在实际项目中应用所学知识和技能，培养学生的创新精神和团队合作能力。
3.导师制度和实习实训基地在无人机专业人才培养模式中，导师制度和实习实训基地也是非常重要的环节。
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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
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
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
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。
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
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 。
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
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
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。
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 • ……
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 &&
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
• 要到哪里去？ • 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
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。
到达了吗
？
今天考试，看谁 先爬上这棵树！
评价机制
பைடு நூலகம்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
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