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文檔簡介

1、STEAM教育解決方案1.背景與問題2.什么是STEM3.培生STEM解決方案4.實施建議及效果5.應(yīng)用效果展示目錄1. 背景與問題大背景 在國家實力的比較中,獲得STEM學(xué)位的人數(shù)成為一個重要的指標(biāo),各國不斷加大科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的投入,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。為應(yīng)對世界科技革命和知識經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn),世界各國都在加緊布局科技創(chuàng)新戰(zhàn)略。我國走中國特色自主創(chuàng)新道路,并將此上升到國家基本戰(zhàn)略地位。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力已成為國際社會的共識,創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要靠創(chuàng)新型教育。傳統(tǒng)單學(xué)科學(xué)習(xí)方式存在的問題對創(chuàng)新能力培養(yǎng)傳統(tǒng)講授式的教學(xué)方式占課堂教學(xué)相當(dāng)比例,學(xué)生自主、合作、探究的學(xué)習(xí)需要進(jìn)一步加強;各

2、學(xué)科知識割裂、各學(xué)科之間不能建立有效的聯(lián)系和聯(lián)接;學(xué)生自主學(xué)習(xí)的深度與廣度不夠,很難實現(xiàn)探究式、體驗式學(xué)習(xí)方式,所學(xué)的學(xué)科知識及技能不能與生活建立起聯(lián)系,不能學(xué)以致用,學(xué)生學(xué)的是知識和技能,而非如何綜合應(yīng)用所學(xué)的知識和技能解決實際問題學(xué)生學(xué)習(xí)的知識和技能和將來的學(xué)習(xí)及就業(yè)要求的技能沒有聯(lián)系評價滯后,方式單一,缺乏一整套完整、科學(xué)的評價體系,很難對過程性的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行跟蹤及評估缺乏創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的課程體系和具體實施模式不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)STEM教育是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要方式與抓手2. 什么是STEM什么是STEMSTEM項目是整合科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)科教育的統(tǒng)稱,重點是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科

3、學(xué)技能及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。STEM基于科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系綜合了各學(xué)科的特點,將知識的獲取、方法與工具的利用以及創(chuàng)新生產(chǎn)的過程進(jìn)行了有機(jī)的統(tǒng)一。綜合了四門學(xué)科的知識,更加融合了不同學(xué)科所經(jīng)歷的不同實踐活動、體現(xiàn)的不同精神和內(nèi)涵,是一種多元學(xué)科文化的融合創(chuàng)新。技術(shù)技術(shù)在我們的生活中無處不在。它不僅僅是電腦和電視機(jī),我們使用的筆、紙盒,甚至我們所穿的鞋子,都是技術(shù)的產(chǎn)物。技術(shù)就是人們?yōu)榱藵M足自己的需求而改變世界的方法。Technology 技術(shù)工程學(xué)利用科學(xué)來解決實際的問題。工程師探尋各種方法來滿足我們的需求,用科學(xué)知識發(fā)明并改進(jìn)技術(shù)。我們也可以用工程學(xué)來解決問題。Engineeri

4、ng 工程技術(shù)在我們的生活中無處不在。它不僅僅是電腦和電視機(jī),我們使用的筆、紙盒,甚至我們所穿的鞋子,都是技術(shù)的產(chǎn)物。技術(shù)就是人們?yōu)榱藵M足自己的需求而改變世界的方法。Mathematics 數(shù)學(xué) 科學(xué)幫助我們了解世界??茖W(xué)家觀察自然現(xiàn)象,提出問題,并通過實驗來發(fā)現(xiàn)大自然的奧秘。他們將自己的研究結(jié)果公諸于世,讓我們了解自己身處的世界。Science 科學(xué)STEM2006年:美國總統(tǒng)布什在其國情咨文中公布一項重要計劃美國競爭力計劃,提出知識經(jīng)濟(jì)時代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才,并稱其為全球競爭力的關(guān)鍵。由此,美國在STEM教育方面不斷加大投入,鼓勵學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué),培養(yǎng)其

5、科技理工素養(yǎng)。2007年:美國國家科學(xué)委員會發(fā)表國家行動計劃:應(yīng)對美國科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)的緊急需要報告,提出的行動計劃主要包括兩個方面的措施:一是要求增強國家層面對K-12階段和本科階段的STEM教育的主導(dǎo)作用,在橫向和縱向上進(jìn)行協(xié)調(diào);二是要提高教師的水平和增加相應(yīng)的研究投入。這一報告進(jìn)一步顯示了STEM教育從本科階段延伸到中小學(xué)教育階段,希望從中小學(xué)就開始實施STEM教育。2011年:美國國家科學(xué)院研究委員會發(fā)布了成功的K-12階段STEM教育:確認(rèn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的有效途徑的報告,提出了擴(kuò)大STEM參與度,增強所有學(xué)生的STEM素養(yǎng)的教育目標(biāo); 美國州長協(xié)會針對STEM教

6、育行動發(fā)布了制定科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育議程:州級行動之更新報告,分析了該協(xié)會2007年提出的行動議程中的弱勢之處,重新提出“實施州級STEM議程”的各項具體措施; 發(fā)布總統(tǒng)預(yù)算要求和中小學(xué)教育改革藍(lán)圖法案,決定斥資2億600萬來推進(jìn)STEM有效教學(xué),計劃在未來10年中培養(yǎng)10萬名STEM教師。STEM起源STEM教育在美國得以極大關(guān)注主要源于對其國際競爭力下降的反思、對美國學(xué)生在國際數(shù)學(xué)、科學(xué)中表現(xiàn)欠佳的審視。美國STEM教育是一項由政府、國會、社會團(tuán)體、公眾共同參與和努力的系統(tǒng)工程。在美國的影響下,世界各國逐漸開始關(guān)注并加強各國的STEM教育。美國大力發(fā)展STEM 教育帶來效果來自201

7、0 年中國社會科學(xué)院城市與競爭力研究中心發(fā)布的國家競爭力藍(lán)皮書美國大力發(fā)展STEM 教育帶來效果來自2010 年中國社會科學(xué)院城市與競爭力研究中心發(fā)布的國家競爭力藍(lán)皮書3. 培生STEM解決方案 培生使命 服務(wù)終身學(xué)習(xí),助人終身進(jìn)步 培生全球最大教育機(jī)構(gòu), 營業(yè)額及服務(wù)范圍均冠絶全球, 擁有超過150年的豐富經(jīng)驗, 服務(wù)覆蓋越70個國家,為數(shù)以億計、不同年齡的學(xué)習(xí)人士及教學(xué)人員提供各種教育服務(wù)培生國際旗下有多個著名教育事業(yè)品牌,包括朗文(Longman)、Prentice Hall、Addison-Wesley、Cisco Press、Adobe Press、IBM Press、Wharton

8、 Business School Press等著名出版品牌.培生在高教的多種學(xué)科內(nèi)均處于全球領(lǐng)先地位如:計算機(jī)、工程、電子技術(shù)等,同時也有豐富的多媒體教學(xué)資源.在英語教育和中小學(xué)教育教材方面,培生也同樣處于全球領(lǐng)先地位,如:朗文辭典、新概念英語等培生向教育系統(tǒng)的管理者、教師以及學(xué)生提供了一系列的整體解決方案,培生教育不只出版承載內(nèi)容的書本而且還提供書本之外的數(shù)字化資源、價值與支持?jǐn)?shù)字化教學(xué)資源傳統(tǒng)印刷版教材定制出版教學(xué)輔助教師職業(yè)發(fā)展英語教師培訓(xùn)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境/教學(xué)平臺數(shù)字化學(xué)習(xí)資源管理學(xué)生管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通 測試設(shè)計、評判和實施 教學(xué)測評語言能力測試心理測評服務(wù)國家考試服務(wù)教學(xué)科技產(chǎn)品與服務(wù)專業(yè)

9、測試與評估 資質(zhì)認(rèn)證和課程教學(xué)與學(xué)習(xí)資源 GCSE, GCE, iGCSE BTECs 等不同等級的學(xué)位認(rèn)證服務(wù)英語語言教學(xué)英語學(xué)校入學(xué)能力考試培生教育集團(tuán)正在做什么?培生STEM項目簡介STEM項目是培生集團(tuán)向?qū)W生提供的一套先進(jìn)而嚴(yán)格的課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。STEM課程包含18個主題,內(nèi)容涉及科學(xué), 技術(shù),工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域。STEM項目每個主題活動包含教材課本,實驗工具箱和在線資源三個部分,教師可輕松地將STEM課程融合到他們已有的科學(xué)和數(shù)學(xué)課程,或作為單獨綜合實踐活動課開展項目。STEM項目同時包含高品質(zhì)的,以產(chǎn)品為中心的教師培訓(xùn)計劃,以滿足教師的培訓(xùn)和職業(yè)發(fā)展需求。STE

10、M項目也適用于課外課程,學(xué)校俱樂部和暑期課程。讓學(xué)生在動手實踐中應(yīng)用STEM的知識和技能,為學(xué)生的實踐應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新能力打下堅實的基礎(chǔ)。培生STEM 項目特點方案整體性:提供整體的解決方案,提供教材、教師專業(yè)化成包、工具、在線平臺資源的立體學(xué)習(xí)實踐環(huán)境;課程標(biāo)準(zhǔn)化:體現(xiàn)了美國科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)框架框架和我國基礎(chǔ)教育的綜合實踐活動要求;課程體系性:共18個主題,滿足中小學(xué)應(yīng)用的課程體系,保證小學(xué)段與中學(xué)段STEM課程的連續(xù)性;易于操作性:提供可操作的項目活動設(shè)計,教師專業(yè)化發(fā)展,方法的指導(dǎo)和基于項目的學(xué)習(xí)的支持;評價完整性:基于過程和結(jié)果的教學(xué)評估,多樣化的評估便于教師評價與學(xué)生自主評價學(xué)習(xí)效果

11、;培養(yǎng)能力突出性:幫助學(xué)生學(xué)科知識和生活聯(lián)系,形成大學(xué)科的概念和技能點,培養(yǎng)學(xué)生的問題解決與創(chuàng)新能力。培生STEM設(shè)計理念創(chuàng)造力自我管理創(chuàng)造力溝通協(xié)作能力問題解決能力自我發(fā)展系統(tǒng)思考自主探究信息整合數(shù)學(xué)工程技術(shù)科學(xué) 創(chuàng)新 思維情境學(xué)習(xí)理論支架式學(xué)習(xí)理論建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)知學(xué)徒制理論18培生STEM學(xué)習(xí)過程我們?nèi)绾螏椭鷮W(xué)生使用和理解這些過程?觀 察模型制作測試和精修實 驗發(fā)明/創(chuàng)造新知識,產(chǎn)品和過程采用項目制方式學(xué)習(xí)方式,學(xué)生實際操作設(shè)計出產(chǎn)品,在探究、合作、實際操作中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力、創(chuàng)新能力、合作能力、溝通能力,以及問題解決的能力。通過培訓(xùn)、備課、聽課、評課等手段,提升教師的創(chuàng)新教學(xué)

12、、評價能力與素養(yǎng),探索培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新路,掌握培養(yǎng)學(xué)生21世紀(jì)能力的方法和策略,提升教師專業(yè)化水平。 豐富學(xué)校課程內(nèi)容,幫助學(xué)校開展校本課程建設(shè),搭建STEM課程體系。本項目整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)四個學(xué)科知識和方法,可與學(xué)校相關(guān)課程無縫整合,通過STEM項目可以讓學(xué)校現(xiàn)有課程內(nèi)容更豐富,教學(xué)形式更多樣。探索、總結(jié)多樣化的評價方式,提煉實施21世紀(jì)能力培養(yǎng)的有效辦法和管理經(jīng)驗。19 STEM項目實施目標(biāo)培生STEM國外應(yīng)用情況培生STEM有效實現(xiàn)創(chuàng)新教育服務(wù)內(nèi)容創(chuàng)新實驗室;高素質(zhì)的教師;高質(zhì)量課程、工具及資源支持;明確評估機(jī)制;創(chuàng)新實驗室延伸作用:實施STEM課程外,還可以是機(jī)器

13、人制作等其它課程實施場地所在創(chuàng)新實驗室主要包括教學(xué)與探究區(qū)、操作區(qū)、展示區(qū)、小型閱覽區(qū)、加工區(qū)、儲物區(qū)等不同區(qū)域,配置一定硬件以及與主題相關(guān)的制作工具包多媒體投影儀、3D打印機(jī)、3D掃描儀、電子白板、展示臺、桌椅、電腦、工具箱等高素質(zhì)的教師手段:培訓(xùn)與聽評課活動對象:管理者與教師方式:線上與線下方式、國外專家與國內(nèi)專家相結(jié)合內(nèi)容:創(chuàng)新教學(xué)的理念、教學(xué)策略及教學(xué)方法,21世紀(jì)能力的概念、內(nèi)涵、培養(yǎng)方法、評價工具等方面落實:示范課、聽課、評課等活動DEMO:應(yīng)用知識及實踐環(huán) 節(jié)時 間日程安排什么是STEM90分鐘介紹STEM是如何整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的完成“ Flight of Marshm

14、allow ”的任務(wù)概覽工程學(xué)概念和設(shè)計90分鐘在課堂教學(xué)中整合工程學(xué)的概念及設(shè)計過程完成“Packaging the Chew”的任務(wù)反思STEM 課堂環(huán)境的創(chuàng)設(shè)90分鐘設(shè)計STEM教室的布置場景,這會幫助搭建一個促進(jìn)STEM成功的基于問題的學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境課堂常規(guī)(儀式和流程)90分鐘設(shè)計激發(fā)學(xué)生像工程師一樣思考的STEM課堂的課堂常規(guī)(儀式和流程)環(huán) 節(jié)時 間日程內(nèi)容工程學(xué)、數(shù)學(xué)和科學(xué)的關(guān)系90分鐘檢查工程師在他們的工作中使用科學(xué)和數(shù)學(xué)的方式深入理解工程設(shè)計是如何和7E一致的比較和對比工程設(shè)計過程和科學(xué)方法的不同。STEM 實踐:共同核心的聯(lián)系80 分鐘建立演示數(shù)理熟練程度和工程學(xué)概念及

15、設(shè)計之間的聯(lián)系完成STEM任務(wù)分析及反思STEM實踐:與下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系90 分鐘討論科學(xué)和工程實踐并展示科學(xué)理念,工程理念和設(shè)計及真實世界的高度應(yīng)用之間的聯(lián)系參與一項整合科學(xué)和工程實踐、數(shù)學(xué)實踐的任務(wù)完成STEM任務(wù)分析及反思示范課90 分鐘參與一節(jié)示范課,并建立理論和工程過程設(shè)計的聯(lián)系。下一步10 分鐘討論下一步進(jìn)行實驗室研究的環(huán)節(jié)12高質(zhì)量課程、工具及資源專家支持小學(xué)設(shè)計小徑和道路制作量雨量器設(shè)計再生紙制作小船建造溫室制作飼蟲盒設(shè)計喂鳥器制作肺活量計設(shè)計環(huán)保清潔劑控制土壤侵蝕制作超級跑鞋設(shè)計橋梁初中建造抗震設(shè)施設(shè)計航天器設(shè)計假體設(shè)計環(huán)保水壩設(shè)計云霄飛車設(shè)計凈水系統(tǒng)高質(zhì)量課程拓展延伸:

16、在此基礎(chǔ)上,學(xué)??梢酝卣归_發(fā)與某個主題相關(guān)的其它課程,進(jìn)一步豐富課程體系1-3年級4-6年級包含18個主題,每個主題遵循同樣的教學(xué)結(jié)構(gòu):主題介紹、教學(xué)以及評估。這些主題覆蓋生命、地球和物理科學(xué)等,闡述STEM的四個領(lǐng)域是如何通過知識學(xué)習(xí)和實踐檢驗等學(xué)習(xí)探索活動融合在一起的。包括教師用書與學(xué)生用書培生STEM Project將跨學(xué)科知識無縫銜接,按照項目驅(qū)動方式組織研究和實踐活動任務(wù),充分實現(xiàn)了學(xué)科整合。培生STEM Project以具有學(xué)校或社會生活情景的主題來組織內(nèi)容,讓學(xué)生在“做中學(xué)”,在探究學(xué)習(xí)中實踐創(chuàng)新,啟發(fā)學(xué)生思考各學(xué)科教育的社會應(yīng)用價值。培生STEM Project 全面培養(yǎng)學(xué)生的

17、綜合科學(xué)素養(yǎng),提升學(xué)生團(tuán)隊合作能力、批判思維能力、創(chuàng)新思維能力等21世紀(jì)技能。課程優(yōu)勢高質(zhì)量課程提供實現(xiàn)STEM創(chuàng)新教學(xué)模式的紙質(zhì)的學(xué)生用書。學(xué)生用書通過工程學(xué)或者其他學(xué)科的設(shè)計過程引出解決問題的方案的過程,并針對相關(guān)主題引出需要學(xué)生探索和學(xué)習(xí)的內(nèi)容,建立起所學(xué)知識和工程學(xué)、技術(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)等其他學(xué)科之間的聯(lián)系。同時設(shè)計了聯(lián)系生活的專題實踐活動,引導(dǎo)學(xué)生在完成專題任務(wù)的過程中探索科學(xué)的概念、生命、地球的概念,并設(shè)計相應(yīng)的產(chǎn)品來應(yīng)用科學(xué)、生物學(xué)、技術(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)的知識及方法來解決問題。并提供評估和測驗,跟蹤學(xué)生的對相關(guān)主題的內(nèi)容的掌握情況.學(xué)生用書高質(zhì)量課程DEMO:學(xué)生用書樣章 Project

18、 STEM教師用書為教師提供了清晰的教學(xué)指導(dǎo),幫助教師設(shè)計和組織教學(xué)活動。包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、核心知識點、建議學(xué)時等內(nèi)容,為教師教學(xué)提供課程實施建議。 教師用書高質(zhì)量課程高質(zhì)量課程、工具及資源支持工具DEMO:設(shè)計肺活量測量計工具包序號名稱數(shù)量1塑料袋、 Zip Lip, 10 x62管道膠帶、 2 x 10 碼33覆蓋膠帶 3/4 x 60 碼34溴百里酚藍(lán)鈉鹽15透明塑料杯 300 mL126塑料包裝紙 12,100 卷17塑料匙18塑料吸管 包/50,19雕塑粘土.5 kg (1 磅)110塑料吸管, 包/50,111一次性燒杯 250612鋁箔鍋, 13 x 9613乙烯塑料管 5

19、/16614聚丙烯測量杯115塑料滴管1 與18個主題相匹配的工具包,是方便學(xué)生實施設(shè)計方案,制作產(chǎn)品的必要材料。學(xué)生通過小組協(xié)作一起完成方案,做出作品。高質(zhì)量課程、工具及資源支持資源國內(nèi)外創(chuàng)新課程專家數(shù)字資源在線平臺(目前開發(fā)中)培生提供專業(yè)在線學(xué)習(xí)支持服務(wù),通過在線學(xué)習(xí)平臺,廣大師生可以了解創(chuàng)新學(xué)習(xí)世界最新動態(tài),師生也可以通過在線學(xué)習(xí)平臺下載創(chuàng)新學(xué)習(xí)需求的各種資源,以及進(jìn)行互動學(xué)習(xí)。數(shù)字化資源案例明確的評估機(jī)制STEM課程學(xué)習(xí)評價包含學(xué)前測試,表現(xiàn)評估和結(jié)題測試三種評估方式。STEM課程多樣化的評估方式涉及到每個主題的背景知識、科學(xué)探究、職業(yè)發(fā)展、工程設(shè)計等過程,可以用于監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)過程

20、與學(xué)習(xí)結(jié)果,還可以用于評估學(xué)生在升學(xué)和求職準(zhǔn)備上的水平,培養(yǎng)學(xué)生們的批判性思維能力解決問題能力,最終提升學(xué)習(xí)成績和綜合能力。多維度評估:傳統(tǒng)評估,表現(xiàn)評估和標(biāo)準(zhǔn)化的測試預(yù)備傳統(tǒng)評估與表現(xiàn)評估:評價學(xué)生對STEM概念的理解測試預(yù)備:可以快速檢驗學(xué)生對概念和技能的理解評價形式:三種評估方式包含概念圖、多項選擇、學(xué)生寫作和KWL圖表等多種形式。培生STEM項目技術(shù)控標(biāo)點主要需求關(guān)鍵衡量指標(biāo)培生的滿足情況及客戶收益課程體系性滿足中小學(xué)應(yīng)用的完整課程體系小學(xué):設(shè)計小徑和道路、制作量雨計、設(shè)計再生紙、制作船只、建造溫室、搭建昆蟲屋、設(shè)計喂鳥器、制作肺活量計、設(shè)計綠色清潔劑、建造侵蝕防治結(jié)構(gòu)、制作超級跑鞋、

21、橋梁設(shè)計等12個主題課程;中學(xué):搭建防震建筑、設(shè)計太空飛船、設(shè)計太空飛船、設(shè)計生態(tài)友好的大壩、設(shè)計過山車、設(shè)計凈水系統(tǒng)等6個主題課程保持小學(xué)段與中學(xué)段STEM課程的連續(xù)性教師專業(yè)化發(fā)展STEM教師專業(yè)化發(fā)展發(fā)展需求的國外培訓(xùn)課程內(nèi)容培訓(xùn)模塊示例:應(yīng)用知識及實踐培訓(xùn)模塊:什么是STEM、工程學(xué)概念和設(shè)計、STEM 課堂環(huán)境的創(chuàng)設(shè)、課堂常規(guī)(儀式和流程)的設(shè)計、工程學(xué),數(shù)學(xué)和科學(xué)的關(guān)系、STEM 實踐:共同核心的聯(lián)系、STEM實踐:與下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系、示范課等內(nèi)容;強化和評估實踐培訓(xùn)模塊:培訓(xùn)21世紀(jì)技能、如何發(fā)起課堂討論、實踐應(yīng)用:檢查一個STEM任務(wù)、應(yīng)用領(lǐng)域:工程,數(shù)學(xué)和科學(xué)、STEM 基于項目的學(xué)習(xí)環(huán)境等內(nèi)容培養(yǎng)專業(yè)化的STEM教師評價完整性課程中包括完整的評價體系課程中包括傳統(tǒng)評估、表現(xiàn)評估和標(biāo)準(zhǔn)化的測試預(yù)備三種評估方式便于教師評價與學(xué)生自主評價學(xué)習(xí)效果5. 實施建議及效果項目實施過程建議前期準(zhǔn)備階段(項目實施前一個月)實驗室建設(shè)教師培訓(xùn):STEM產(chǎn)品培訓(xùn)、STEM創(chuàng)新教學(xué)模式培訓(xùn)等教學(xué)研討教學(xué)材料準(zhǔn)備:學(xué)生用書,教師用書和工具包建

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