训练新一代问题解决者STEM教育创新
人类面临前所未有的环境、社会和经济挑战,其特征是气候变化升级和全球COVID-19大流行参加科学技术工程数学教育的学生今天将承担寻找未来解决方案的任务正因如此,极需STEM教育促进科学学习和将学习应用到实用青年问题解决但在现实中,大学前教程很少使学生准备应用课堂学习解决方案工程设计
社会科学题用词描述以解决问题为重点的科学教育全世界日益支持强调SSI的方案,从面向学龄儿童到旨在利用人口力量解决科学问题的公民科学倡议
犹他大学Nancy Butler Sanger教授及其合作者(包括 Prasad Ram博士、Kirby Whittington博士、Tanya Dewey博士、Michelle Newstadt博士、Tamara Gayolan博士、Guillermo D博士Ibarola Recalde和Roger Espinosa使用一套跨学科预科指令和实地数据收集资源设计、交付和评价,重点是STEM教育开发环境解决方案方案为中小学生提供机会,为增加本地多城区生物多样性创造解决办法由美国国家科学基金会资助,教学素材通过Gouru学习导航器交付,Goora系统是一个数据主干系统,组织课程活动、评估、教学素材并编成一个交互系统,为学生、教师和研究人员提供定制实时和近时数据
人类面临前所未有的环境、社会和经济挑战,其特征是气候变化升级和全球COVID-19大流行
学习方法
SSI程序往往有四大特征:
- 个人关联性(即使用与目标学生群相关的问题);
- 社会重要非三重论题(即聚焦社会重要题有多重立场,3) 道德推理(选择有道德考量并便利基于证据推理的专题)并
- 个人开发(i,促进性格建构和社会/环境意识)。
总的来说,开发与学生群文化上和实际上相联的方案需要注重局部问题。师资可以并应该远离教科书教学,转而促进第一手探索并随后展开讨论和反射关键分量三维科学学习即科学和工程实践知识、学科核心思想和交叉概念
Sanger教授及其同事开发的生态解析方法侧重于学生环境问题,强调通过设计本地解决方案加深学生对生命科学内容理解的一系列活动基于生态解析概念,为美国文化、种族和语言多样性学校的师生设计材料,包括宾夕法尼亚州费城和犹他州盐湖市
生态解析与传统教学模式有何不同传统方法旨在帮助学生理解题目时,生态解决要求学生询问项目问题传统方法使用现有信息向学生提供信息时,生态解析任务由学生收集原创数据并盘问自生成证据传统方法鼓励概念理解时,生态解析促进讨论并请求学生建论传统方法可能旨在提供对问题更广泛的理解时,生态解决要求学生设计自己的复杂社会生态问题解决方案
生态解析:坚果和螺栓
生态解析方法设计基础是应用SSI教学的定性和量化研究,可归纳为六大步骤,对应为小学学生(8-11岁)设置六周课程单元
- 确定少数三维科学工程学习目标以构建课程基础所选数应考虑学生年龄和目标复杂性
- 与(1)或紧接其后确定本地问题说明所选学习结果举例说,以城市生物多样性为重点的学习结果可以通过地方市公园旨在增加授粉者数的播种项目来说明。
- 开发一系列小学习目标, 并发面向总体学习目标
- 设计课堂活动实现学习目标这类活动应便利学生讨论不应该有简单答案
- 使用第(4)段确定的课堂活动,开发必要的教程计划,最终为学生设计并向本地决策人员和其他社区成员介绍解决方案
- 开发评估方式和路径允许反馈多评估路径应选择面向不同主题领域并获取学生性能整体度量
Sanger教授及其同事使用这个工作流通过三阶段测试过程编程设计,更新并改进周期后方法近些年来的一个关键学变换是从教育个人认知过程转而承认知识获取过程不能脱离文化和社会背景来看待。生态解决方法在2014年奥巴马政府确定的市区内测试, 挑战遍历贫穷、有限资源及缺机邻里学生往往达不到标准教育测试94名学生和他们的老师来自三所文化、种族和语言多样性学校
生态解决需要学生自己设计解决复杂社会生态问题的办法
各种评估路径数据显示,这些学生在参与生态解析程序后取得了重大学习增益学生特别从与本地科学家的互动和访问本地网站中受益学生前往本地城市农场时了解本地生物多样化与可持续性,从知识中鼓励学生开发解决方案,以缓解非本地昆虫并鼓励本地授粉者物种学习非常实战,学生帮助收割、净化和运输产品市场非正式反馈环境也提供,包括访谈、开放式调查和讨论方案的一个特别成功之处是提高了对本地问题的认识和新发现的愿望,即通过积极行动为当地社区服务。学生们也越来越多地把自己看成科学家,尽管多数人以前没有与专业科学家或甚至与“科学家”概念打交道的经验。简言之,方案有求必应,也许是所有语法目标中最强的目标。
脱机
开发资料中包括现场数据收集工具,称为动物多样性网页指南指南基于网络工具内容定制帮助学生识别美国城市中最常遇到的本地昆虫动物工具中特别包括物种账户和高分类群信息(比物种级高)帮助学生导航内容(例如查找蝴蝶)利比多并浏览所观察的蝴蝶种类资源还向学生提供传统科学工具二分法密钥,向用户提供两种选项描述一系列特征通过遍历选项,用户可识别特定物种,以趣味易行方式在数字设备上识别可见特征(即田里特征)。sanger教授及其团队相信二分式密钥是学生唯一工具,它格式代表技术新用法
个人响应
下一个开发阶段是什么将生态解法测试扩展至不同的地理区域(和不同的社会文化环境)和/或扩展至不同的教育层次(例如中学甚至大学本科教学)
<>
作为教育者,我们相信我们有社会职责增强学前学生的权能,以提问、调查并协同他人为当前和未来的跨学科问题找到解决办法。师生需要指令资源组织学生学习、现场数据采集、解决方案生成和评价下一步从我们与年轻对象的工作拓展到设计评价生态解析教学材料,供中学生参与解决环境问题,包括减少本地入侵物种影响的解决方案
你的工作处于教程STEM研究前沿, 可你如何在学术领域外展示这些思想?即教师如何学习这些思想, 以及新方法需要多久才能成为主流教学的一部分?
<>
深入了解生态解决方案和教学素材 良好的起始点就是项目网站https://lrhe.utah.edu.网页样本教程、为教师写研究论文和后续查询联系邮件生态解决方法尚非主流教程, 多国数项STEM创举强调校前STEM课程编程和解决问题,实验项目由美援署资助的STEM学校项目开发埃及中学,所有学生学习应用解决埃及大挑战https://www.21pstem.org/videos)