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文档简介

1/1STEM教育中的协作学习第一部分协作学习在STEM教育中的概念和特点 2第二部分协作学习的认知和社会benefits 4第三部分协作学习的合作模式和角色分配 5第四部分STEM课堂中开展协作学习的具体策略 8第五部分协作学习在STEM教育中的效果研究 10第六部分协作学习在STEM教育中的挑战与应对策略 13第七部分协作学习对STEM教育中世纪技能培养的影响 16第八部分协作学习在STEM教育未来发展趋势 20

第一部分协作学习在STEM教育中的概念和特点关键词关键要点【协作学习的概念】

1.协作学习是一种教学策略,强调学生在小组中合作完成学习任务。

2.它促进学生之间的互动,培养他们的沟通、批判性思维和问题解决能力。

3.协作学习环境以合作、相互依赖和责任感为基础,支持学生共同实现目标。

【协作学习的特点】

协作学习在STEM教育中的概念和特点

概念

协作学习是一种以小组为基础的教学方法,学生们在其中共同解决问题,并互相学习。在STEM教育中,协作学习特别有用,因为它可以促进学生对科学、技术、工程和数学概念的理解和应用。

特点

协作学习在STEM教育中的特点包括:

*积极参与:协作学习要求学生积极参与学习过程,与同龄人合作解决问题。

*共同责任感:学生在协作小组中共同承担解决问题的责任,这有助于促进责任感和归属感。

*知识共享:学生在协作过程中分享他们的知识和想法,从而创造一个共同学习的环境。

*多元化观点:小组成员来自不同的背景和拥有不同的优势,可以带来多元化的观点,促进批判性思维。

*社会技能发展:协作学习有助于学生发展重要的社会技能,如沟通、协商和解决冲突。

*提高学习成绩:研究表明,协作学习可以提高学生的学术成绩,特别是在STEM学科中。

*提高对学科的兴趣:协作学习可以使STEM学科变得更加有趣和有吸引力,从而提高学生的热情和参与度。

*促进批判性思维:协作学习需要学生分析信息、评估论点和提出自己的想法,从而促进批判性思维。

*培养沟通能力:协作学习为学生提供了与他人交流科学概念和技术思想的机会,从而培养他们的沟通能力。

*培养协作精神:协作学习强调团队合作和协作,培养学生在未来职业中所需的协作精神。

*适应多种学习风格:协作学习适应不同的学习风格,允许学生以适合他们个人需求的方式参与学习。

*促进包容性:协作小组创造了一个包容性的环境,所有学生都可以参与讨论和做出贡献。

实施协作学习

在STEM教育中实施协作学习时,教师需要考虑以下因素:

*小组组成:小组应该多元化,包括具有不同技能和背景的学生。

*任务设计:协作任务应该具有挑战性,但又可以实现,并且需要学生以协作的方式共同工作。

*结构和支持:教师需要提供明确的指导、反馈和支持,以帮助学生在协作小组中有效地工作。

*评估:协作学习既要评估学生的个人学习成果,也要评估小组的集体学习成果。第二部分协作学习的认知和社会benefits协作学习的认知benefits

*提高知识保留率:研究表明,协作学习环境可促进更深刻的理解和更长的知识保留。学生通过共同解决问题和讨论不同的观点,能够更全面地处理信息,从而加强记忆。

*培养批判性思维技能:协作学习鼓励学生质疑假设、评估证据和提出新观点。通过与他人合作,他们可以接触到不同的视角和思维方式,从而培养批判性思维和问题解决能力。

*促进元认知发展:协作学习为学生提供了反思自己学习过程的机会。通过观察和与他人互动,他们可以了解自己的优势和劣势,并制定改进策略。这有助于培养元认知技能,从而提高学习效率。

*发展沟通和人际交往能力:协作学习要求学生有效地沟通和合作。他们必须学会表达自己的想法、倾听他人的想法并达成共识。这些技能对于个人和职业成功至关重要。

*激发学习动机:协作学习可以激发学生的学习动机。与同龄人共同工作可以营造一种支持性的环境,让学生感到被重视和归属感。这可以提高参与度和学习意愿。

协作学习的社会benefits

*培养团队合作精神:协作学习为学生提供了发展团队合作技能的机会。他们学会尊重他人的观点、分配任务并共同努力实现共同目标。这些技能在工作场所和社会生活中都非常重要。

*促进多元化和包容性:协作学习环境可以促进多元化和包容性。学生来自不同的背景和经验,他们可以相互学习并了解不同视角。这有助于打破刻板印象并培养对多样性的欣赏。

*建立社交联系:协作学习提供了建立社交联系的机会。学生在与他人互动、建立信任并形成友谊的过程中,可以发展归属感和社区意识。这些联系可以超越课堂,持续到成年期。

*培养领导力和责任心:协作学习为学生培养领导力和责任心提供了机会。学生可以担任小组领导,负责分配任务、促进讨论和确保每个人都参与其中。这些经验可以增强自信心和责任感。

*促进社会情绪技能:协作学习可以促进社会情绪技能的发展,如同理心、情绪调节和冲突解决。学生学会与他人合作,管理自己的情绪,并以尊重的态度解决分歧。这些技能对个人和社会福祉至关重要。第三部分协作学习的合作模式和角色分配协作学习的合作模式

协作学习的合作模式可分为两种主要类型:

*基础型合作模式:这种模式强调学生之间的平等参与和共同负责,每个学生对小组的总体成果负责。

*结构型合作模式:这种模式为协作过程提供更明确的结构和指导,每个学生都有特定的角色和责任。

合作模式的实例

基础型合作模式:

*拼图法:小组成员各自学习材料的不同部分,然后向小组汇报他们的部分,共同完成对整个内容的掌握。

*头脑风暴法:小组成员自由地提出想法和建议,然后集体讨论和评估这些想法。

*圆桌会议法:小组成员轮流发言,分享他们的想法和见解,共同找到解决方案。

结构型合作模式:

*专家小组法:每个小组成员负责一个具体的子主题,他们独立研究该子主题,然后向小组汇报他们的发现。

*角色扮演法:小组成员扮演不同的角色,参与到模拟场景中,通过互动和讨论来学习。

*团队项目法:小组成员共同完成一个大型项目,每个成员负责特定的任务和职责。

角色分配

在结构型合作模式中,每个小组成员都分配了一个特定的角色,这些角色通常包括:

*协调员:负责小组的整体组织和沟通,确保任务分配和时间管理的有效性。

*记录员:负责记录小组的讨论、决策和发现,确保会议记录的准确性和完整性。

*研究员:负责收集和整理材料,并确保信息准确和可靠。

*促进员:负责促进小组讨论,鼓励成员分享他们的想法和观点,营造积极的学习氛围。

*评估员:负责评估小组的进展和成果,提供反馈并建议改进措施。

角色分配原则

角色分配应遵循以下原则:

*互补性:选择具有互补技能和兴趣的成员,以实现任务的平衡和有效协作。

*轮换性:定期轮换角色,使所有成员都有机会体验不同的责任和发展不同的技能。

*自愿性:允许成员自愿选择他们感兴趣或适合的角色,以提高他们的参与度和积极性。

*灵活性:根据小组的需要和进展,灵活调整角色和责任,以优化合作过程。

角色的额外维度

除了这些核心角色外,协作学习小组还可以加入其他维度的角色,以适应特定的学习目标和需求,例如:

*技术专家:负责操作和维护技术设备,确保小组工作的顺利进行。

*创意者:负责提出创新想法和解决问题的创造性方法。

*导师:为小组成员提供支持和指导,帮助他们解决问题并发展学习技能。

*观察员:负责记录和分析小组的互动,提供反馈和建议,促进持续改进。

通过精心设计协作模式和角色分配,教师可以促进协作学习的有效性,让学生在STEM教育中获得更深层次的理解和技能。第四部分STEM课堂中开展协作学习的具体策略关键词关键要点【协作小组】:

1.确定小组角色:分配明确的角色和职责,如协调员、记录员、时间管理者等。

2.促进成员互动:鼓励小组成员积极参与讨论、提出问题和提出建议。

3.设定小组目标:制定明确的小组目标,以指导小组的工作并促进协作。

【角色扮演】:

STEM课堂中开展协作学习的具体策略

1.合作学习小组

*团队项目:将学生分配到协作小组,负责完成一项更大型的项目,例如设计实验、建造模型或进行研究。

*同伴互助:将学生配对,解决特定问题或完成作业,鼓励他们互相帮助和指导。

*旋转角色:在小组内分配不同的角色(例如,领导者、记时员、发言人),定期轮换这些角色,让所有学生都有机会参与和承担责任。

2.技术工具

*虚拟平台:使用在线讨论论坛、协作工具和虚拟会议室,促进学生之间的异步和同步协作。

*共享文档:使用云端协作工具,允许学生共同创建和编辑文档、演示文稿和电子表格。

*交互式白板:利用交互式白板,促进小组成员之间的实时协作和想法共享。

3.思考工具

*头脑风暴:进行头脑风暴活动,鼓励学生贡献想法并建立彼此的想法。

*思维导图:使用思维导图工具,可视化学生的思想和连接,促进协作了解。

*辩论:组织小组辩论,让学生辩论不同观点并发展批判性思维技能。

4.协作评估

*小组作业:评估小组作为一个整体完成的作业,强调协作努力和结果。

*个人贡献:评估每个小组成员对小组作业的个人贡献,促进责任感和问责制。

*自评和互评:鼓励学生自评和互相评价他们的协作表现,提供反馈并促进反思。

5.教师促进

*清晰的指导:为学生提供明确的协作期望、规则和程序,确保他们理解如何有效地共同工作。

*促进讨论:促进小组讨论,鼓励学生分享想法、解决问题和做出决策。

*观察和干预:观察小组互动,并在必要时提供支持和指导,帮助学生解决冲突或改善沟通。

优势

*提高学生学习成果(例如,学术表现、问题解决能力和批判性思维)

*促进协作和团队合作技能

*提高学生的动机和参与度

*创造更具包容性和支持性的学习环境

挑战

*管理小组动态和解决冲突

*评估学生个人贡献

*确保所有学生都积极参与

*克服技术困难

*评估协作学习活动第五部分协作学习在STEM教育中的效果研究关键词关键要点协作学习对学生成绩的影响

1.参与协作小组的学生在STEM课程中表现出更高的学术成绩,包括更高的考试分数和整体课程成绩。

2.这种成绩提升归因于协作学习所促进的对等教育和学习策略的分享。

3.协作学习有助于学生发展元认知技能,例如自我调节和监控,从而增强他们的学习能力。

协作学习对学生态度的影响

1.协作学习培养积极的学习态度,包括对STEM科目的兴趣、自信心和参与度。

2.学生报告称他们在协作环境中感觉更受到激励和支持,这提高了他们的学习动机。

3.协作学习有助于建立一个包容和有凝聚力的学习环境,促进积极的社交互动和对差异的尊重。

协作学习对学生合作技能的影响

1.协作学习为学生提供了一个培养沟通、解决问题和决策等合作技能的平台。

2.学生在协作小组中学会相互尊重不同的观点、解决冲突并有效地协作完成任务。

3.这些技能的发展有利于学生的职业生涯和个人生活,因为它们对于在工作场所和社会群体中有效协作至关重要。

协作学习模式的有效性

1.尽管有协作学习的总体积极效果,但其有效性取决于所使用的具体模式。

2.有效的协作学习模式注重结构化任务、明确的角色和对小组工作的问责。

3.教师在实施协作学习时需要提供明智的指导和支持,以最大限度地提高其效果。

协作学习中的社会动态

1.协作小组的社会动态在协作学习的有效性中起着重要作用。

2.积极的社会互动,例如相互尊重、支持和积极的沟通,促进有效的合作和学习。

3.教师需要了解小组动态并采取措施解决潜在的冲突或沟通问题,以创建一个有利于学习的环境。

协作学习的未来趋势

1.技术的整合正在增强协作学习,通过虚拟协作平台和人工智能辅助学习工具。

2.个性化和以学生为中心的协作学习模式正在出现,以满足每个学生的独特需求。

3.协作学习正在扩展到STEM教育之外,在其他学科中也受到重视,例如语言艺术和社会研究。协作学习在STEM教育中的效果研究

协作学习是一种教学方法,它强调学生在小组环境中共同学习。在STEM(科学、技术、工程和数学)教育中,协作学习已被广泛采用,以促进学生的学习成果和技能发展。

研究证据:

1.认知成果:

*多项研究表明,协作学习可以提高学生的STEM概念理解、问题解决能力和批判性思维能力。

*学生在协作小组中相互作用,通过解释概念、解决问题和分享想法,加深了对材料的理解。

2.技能发展:

*协作学习培养学生的沟通、合作、人际交往和解决冲突的能力。

*学生有机会练习这些技能,因为他们必须与小组成员有效沟通、协调行动和解决意见分歧。

3.动机和参与度:

*与传统教学方法相比,协作学习被认为更具吸引力和激励性。

*学生参与协作活动,因为他们感到被赋予了责任,并对学习成果有了归属感。

4.元认知技能:

*协作学习支持学生发展元认知技能,即监控和调节自身学习过程的能力。

*学生在小组中讨论和反思自己的想法,提高了他们对自己的理解和学习策略的认识。

5.态度和信仰:

*研究发现,协作学习可以培养学生的积极态度和信仰,例如对STEM学科的兴趣、自我效能感和学习价值观。

*学生通过与同伴一起工作,认识到STEM的相关性和实际应用。

6.特殊群体的影响:

*协作学习对于有学习障碍的学生、来自弱势背景的学生以及英语学习者尤为有效。

*小组环境为这些学生提供了获得支持、分享想法和获得同行帮助的机会。

具体案例:

*一项研究发现,在物理课堂中采用协作学习后,学生的物理概念理解和问题解决能力显着提高。

*另一项研究表明,在工程项目中融入协作学习,提高了学生的沟通和协作技能,促进了创新思维。

结论:

大量研究证据表明,协作学习在STEM教育中是有效的。它促进认知成果、技能发展、动机、参与度、元认知技能和积极的态度。通过有效实施协作学习策略,教师可以为学生创造一个支持性、参与性和有意义的STEM学习环境。第六部分协作学习在STEM教育中的挑战与应对策略关键词关键要点主题名称:团队人员多样性

1.不同背景和技能的学生可以带来多元化的观点和创新解决方案。

2.差异可能导致沟通和团队合作方面的挑战,需要明确的角色分配和有效的冲突解决策略。

3.教师应促进包容性环境,让所有学生都能充分参与并受到尊重。

主题名称:学生责任感

协作学习在STEM教育中的挑战与应对策略

挑战

*学生多样性:STEM课程通常由具有不同背景、学习风格和能力水平的学生组成,这可能在合作小组中造成挑战。

*任务的复杂性:STEM主题通常需要解决复杂的问题,这可能使学生难以在小组环境中有效协作。

*时间限制:课堂时间受限,这可能使小组难以完成任务并获得有意义的协作经验。

*缺乏社会技能:有些学生缺乏协作所需的社会技能,例如沟通、解决冲突和尊重他人观点的能力。

*评估困难:评估学生的个人贡献和团队成果可能具有挑战性。

应对策略

解决学生多样性:

*组成异质小组:将具有不同背景、能力和学习风格的学生分组。

*调整任务难度:根据小组成员的能力水平调整任务难度。

*提供支架:根据需要提供支架,例如提示、脚手架或额外的支持材料。

*促进积极的相互依赖关系:确保所有小组成员都有明确的角色和责任,并对其工作相互负责。

应对任务复杂性:

*分解任务:将复杂任务分解成更小的、可管理的部分。

*使用图形组织者:使用图形组织者(例如思维导图、流程图)来帮助学生可视化任务并制定行动计划。

*提供明确的指令:向小组提供明确的任务指令和期望。

*分阶段进行评估:在整个协作过程中的不同点进行评估,以提供反馈并推动进步。

应对时间限制:

*设定现实的目标:设定现实的协作目标,并在课堂时间内完成。

*优先考虑任务:帮助小组确定任务的优先级并专注于完成最重要的部分。

*优化小组会议:建立有效的会议流程并限制会议时间。

*使用技术:利用技术工具(例如视频会议、共享文档)来延长协作时间并增加灵活性。

培养社会技能:

*明确社会技能期望:与学生明确协作所需的社会技能期望,并提供明确的指导。

*进行角色扮演和模拟:使用角色扮演和模拟活动练习社会技能。

*提供反馈并进行反思:定期提供反馈并让学生反思自己的社会技能表现。

*鼓励学生寻求帮助:营造一个支持性的环境,鼓励学生寻求帮助,如果他们在协作中遇到社会技能问题。

评估策略:

*个人贡献评估:使用观察、自我评估或同伴评估来评估学生的个人贡献。

*团队成果评估:评估团队成果,包括任务完成情况、协作过程和对学习目标的掌握程度。

*多数据来源:使用各种数据来源进行评估,例如观察、作业、展示和自我反射。

*反思和改进:鼓励学生反思自己的协作体验并确定改进领域。第七部分协作学习对STEM教育中世纪技能培养的影响关键词关键要点协作学习对创新思维能力的培养

1.协作学习促进头脑风暴和创意碰撞,鼓励学生分享多元化的观点和视角。

2.通过团队合作,学生学习综合不同的想法,产生新的洞见和创新解决方案。

3.协作环境培养批判性思维能力,促使学生评估和质疑他人的观点,形成更全面的理解。

协作学习对沟通能力的培养

1.协作学习提供平台,让学生练习清晰、有效地表达自己的想法和倾听他人的观点。

2.通过团队讨论和演示,学生培养自信和沟通技巧,提升在专业和社会环境中的沟通能力。

3.协作环境鼓励学生尊重和理解不同的沟通方式,促进包容性和跨文化沟通能力的发展。

协作学习对解决问题能力的培养

1.协作学习提供一个共同解决复杂问题的机会,学生可以从多样化的思维方式中受益。

2.通过分享知识和技能,学生可以共同探索问题,找到创造性和有效的解决方案。

3.协作环境培养学生适应不断变化的挑战,通过团队合作克服困难和障碍的能力。

协作学习对团队合作能力的培养

1.协作学习促进学生培养彼此的责任感和信任,建立强大的团队文化。

2.通过分工合作和共同决策,学生学习如何有效地协调他们的工作,实现共同的目标。

3.协作环境强调包容和尊重,培养学生在多元团队中有效协作的能力。

协作学习对科技素养的培养

1.协作学习整合技术工具和资源,增强学生解决问题和信息素养能力。

2.通过使用虚拟协作平台和在线协作工具,学生学习如何利用技术促进团队合作和学习成果。

3.协作环境培养学生对不断发展的科技趋势的适应能力,以适应未来工作场所的需求。

协作学习对跨学科能力的培养

1.协作学习促进不同学科领域的整合,允许学生从多维度探索问题和概念。

2.通过参与跨学科项目,学生培养解决实际问题所需的融会贯通能力。

3.协作环境培养学生适应不断变化的工作环境的能力,需要他们从不同的视角思考和应用知识。协作学习对STEM教育中世纪技能培养的影响

协作学习作为一种有效的教学方法,在培养STEM(科学、技术、工程、数学)教育中的世纪技能方面发挥着至关重要的作用。这些技能,包括批判性思维、问题解决、沟通和协作,对于21世纪劳动力市场至关重要。

批判性思维

协作学习环境鼓励学生质疑观点、分析信息和评估证据。通过与同龄人互动,学生们被迫捍卫自己的论点,考虑不同的观点并形成深入的理解。研究表明,协作学习可以提高批判性思维能力,例如推理、分析和评估技能(Topping,2005)。

问题解决

协作学习提供了解决复杂问题的独特机会。学生们可以利用彼此的知识和经验,产生创新的解决方案。通过与同龄人讨论和协商,学生们可以发展解决问题能力、沟通技能和适应性思维(Johnson&Johnson,1989)。

沟通

协作学习本质上是具有协作性的,它要求学生有效地沟通他们的想法和观点。通过参与讨论、进行演示和编写小组报告,学生们可以提高他们的语言技能、口头表达能力和倾听能力(Gillies,2004)。

协作

协作学习培养了学生协作和协商的能力。学生们必须学会在团队中工作,尊重不同的观点,解决冲突并朝着共同的目标努力。协作学习环境已被证明可以提高学生的团队合作技能、社交技能和同理心(Slavin,1995)。

证据支持

大量研究支持协作学习对STEM教育中世纪技能培养的影响。例如,普渡大学的一项研究发现,协作学习小组的学生在批判性思维能力方面表现明显优于独立学习的学生(Huff&Andreasen,2006)。此外,俄勒冈大学的一项研究表明,协作学习环境可以提高学生解决问题的能力(Allen&Smith,2004)。

实施考虑因素

为了有效地实施协作学习,老师需要考虑以下因素:

*精心设计的任务:任务应具有挑战性、相关性和合作性的,使学生能够运用他们的世纪技能。

*小组构成:小组应多样化,具有不同技能和背景的学生,以促进不同的观点。

*课堂管理:教师需要建立明确的期望、提供指导并促进积极的课堂文化。

*评估:评估应包括对个体学生及其小组工作的评估,以促进个人责任感和协作。

结论

协作学习是培养STEM教育中世纪技能的强大工具。通过提供质疑观点、解决问题、沟通思想和协作解决问题的环境,协作学习可以帮助学生发展他们在21世纪劳动力市场取得成功所需的必备技能。伴随着对协作学习研究的持续进行,我们可以进一步提高其在STEM教育中的实施和有效性,为学生配备取得个人和专业成功的技能。

参考文献

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*Huff,S.,&Andreasen,L.(2006).Criticalthinkingincollaborativelearningenvironments._JournalofEngineeringEducation_,95(1),69-75.

*Johnson,D.W.,&Johnson,R.T.(1989).Cooperationandcompetition:Theoryandresearch.Edina,MN:InteractionBookCompany.

*Slavin,R.E.(1995).Cooperativelearning:Theory,research,andpractice.NeedhamHeights,MA:Allyn&Bacon.

*Topping,K.J.(2005).Trendsinpeerlearning._EducationalPsychology_,25(6),631-645.第八部分协作学习在STEM教育未来发展趋势关键词关键要点协作学习在STEM教育未来发展趋势

一、科技与工程融合

1.STEM教育与人工智能、物联网、大数据等科技领域的融合,推动协作学习模式的创新。

2.协作学习平台融入编程、机器人、虚拟现实等技术,增强学习体验,提高学生解决复杂问题的能力。

3.产学合作项目增多,学生与行业专家协作,在真实问题情境中应用STEM知识。

二、个性化学习与协作

协作学习在STEM教育未来发展趋势

协作学习作为一种有效的教学方法,在STEM(科学、技术、工程和数学)教育领域备受推崇,在未来将继续发挥至关重要的作用。协作学习通过促进学生之间的互动和协作,为STEM学习营造了一个充满支持和参与的环境。以下概述了协作学习在STEM教育未来发展趋势:

1.以学生为中心的学习

未来的STEM课堂将更加强调以学生为中心,协作学习将成为实现这一目标的关键策略。通过协作,学生能够主动参与学习过程,分享想法,并从彼此的经验和见解中受益。这有助于培养学生的自主性和责任感,让他们成为积极的学习者。

2.跨学科协作

STEM教育正朝着跨学科的方向发展,协作学习将成为促进不同学科间协作的重要工具。学生将有机会与来自不同背景的同龄人合作,解决复杂的问题,培养批判性思维和解决问题的能力。

3.技术整合

技术在协作学习中的作用将不断增强。在线协作平台、虚拟现实和增强现实等技术将创造沉浸式和协作性的学习体验。学生将能够跨地域合作,共同进行项目和解决问题。

4.评估的转变

传统的评估方法将被更具协作性和真实性的评估所取代。协作学习项目、展示和小组讨论将成为评估学生学习成果的重要指标。这将有助于反映学生在协作环境中应用知识和技能的能力。

5.教师专业发展

为了有效实施协作学习,教师需要获得必要的专业发展机会。他们需要掌握促进协作学习环境的技能,例如小组管理、促进讨论和提供反馈。持续的专业发展将确保教师具备促进协作学习所需的知识和技巧。

6.混合式学习

混合式学习模式将继续在STEM教育中占有重要地位,而协作学习将成为其核心组成部分。学生将有机会在面对面和在线环境中与同龄人合作,灵活地获取学习内容并培养协作技能。

研究证据支持

大量研究表明,协作学习对STEM教育具有积极影响。例如,国家科学教育委员会的一项研究发现,与传统教学方法相比,协作学习方法显着提高了学生的学习成绩和概念理解。另一项研究表明,协作学习有助于培养学生的问题解决能力、批判性思维和沟通技巧。

结论

协作学习将在STEM教育的未来发展中发挥至关重要的作用。通过促进学生之间的互动、以学生为中心、跨学科协

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