并非所有STEM都是平等的:STEM教育的三个阶段

并非所有STEM都是平等的:STEM教育的三个阶段

干教育席卷全国。从机器人比赛到编码游戏,学区都在争先恐后地提供STEM程序,而教师则通过数千个Pinterest引脚进行筛选以寻找优质活动。作为STEM主管,我一直在寻找新的课程构想,但最大的挫败感是标有“ 干”字样的各种活动。 使用意大利面条和胶带建造塔楼与将Lego Mindstorm编程为迷宫一样。一个项目需要10分钟,而另一个项目则需要数周的批判性思考和学习编程语言。 我们需要进一步澄清以区分STEM教育中的这些级别。为了帮助指导教育工作者和管理人员实施课程和计划开发,我们提出了STEM教育的以下三个阶段。 


听我们 干 Space播客 讨论STEM的三个阶段!在iTunes或Spotify上找到STEM空间,或单击 这里 直接从我们的网站上收听。

 

寻找教师专业发展吗? 我们在STEM的三个阶段及其他阶段提供实时的虚拟和自定进度的在线培训。访问我们的 教师培训页面 有关详细信息。


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阶段1:挑战

从建造最高的索引卡塔到驾驶纸飞机,第一阶段STEM挑战是最基本的活动。这些挑战与数学和科学概念没有明显的联系,起初似乎是肤浅的活动。但是,它们是重要的主要活动,有助于建立解决问题,团队合作,沟通和勇气的技能基础。 

Pinterest充满了第一阶段STEM挑战,其中最受欢迎的是 塔挑战。在我们的课后STEM计划中,我们使用简单的STEM挑战作为破冰船。我们最喜欢的是管道清洁器塔式挑战,将在下面进行详细描述 这里。学生们以团队合作的方式建造最高的塔楼,通过这一挑战,他们学习了如何在小组中工作,发现交流解决方案,有效地使用材料以及在遇到困难和失败时仍能坚持不懈。您可以找到更多破冰船STEM挑战 这里

第二阶段:工程设计挑战

在第2阶段,学生使用工程设计过程将数学和科学概念应用于问题。无需立即进行构建,系统地指导学生进行集思广益,设计,构建,测试,重新设计和共享其解决方案的过程。 

我们最受欢迎的产品,弹射器挑战(已找到 这里),是此阶段的一个很好的例子。学生运用弹性势能知识设计弹射器,以击中目标或最大化距离。在测试阶段,学生通过绘制结果图表,平均数据并比较不同发射角度的结果来分析弹射器设计。该过程提高了学生的批判性思维能力,同时将数学和科学技能整合到了动手的工程项目中。真实世界的联系进一步提高了课程设置-包括讨论工程职业,与现实生活中使用的弹射器的联系 航空母舰以及战争中的历史弹射器。 

重要说明:在线上流行的许多挑战都不具备Stage 2 干的严格要求,包括数学和科学联系。仅促进第一阶段的活动可以迅速导致STEM被视为肤浅的和不必要的而被驳回。 但是,许多教师抱怨缺乏高质量的STEM课程,我们正在与其他积极进取的教育者一起努力填补这一空白。我们认为,大多数课堂STEM活动应进入第二阶段。教师和课程编写者应致力于将STEM活动与相关的数学和科学标准相联系,并在整个工程设计过程中正确地指导学生。


第三阶段:设计比赛

机器人竞赛已经占领了教育界! 第三阶段STEM涉及长期项目,例如 FLL机器人 应用数学和科学概念通过工程设计过程解决开放性问题。学生应已成功完成第1阶段和第2阶段的项目,以建立技能和对工程设计过程的理解基础。第三阶段挑战学生深入研究问题,严格应用工程设计过程,学习新技术并展示结果。

设计竞赛的另一个例子是我们的太空俱乐部每年组织的“火星殖民地竞赛”。在火星上设计长期人类栖息地以保持人类快乐和健康面临着挑战。学生们研究火星的气氛,了解社区计划,设计工程和心理健康解决方案。他们回答以下问题:您的殖民地将如何度过沙尘暴?您将如何招待殖民者执行火星任务?最终产品包括一个原型,该原型将提供给STEM专业人员进行评审。您可以找到此项目的完整说明,专栏和学生讲义 这里

2019年3月更新: 您的学生在研究中挣扎吗?现在,我们有一个“火星任务”游戏,可以帮助您的学生学习火星和NASA技术!游戏卡指导他们辩论哪种解决方案最适合使人类存活和快乐。我们的学生喜欢这个游戏! 在这里查看。


干教育的三个阶段

成功的为期一年的STEM计划应指导学生从第1阶段到第3阶段的STEM挑战,以建立技能和自信心的基础。认识到STEM的不同阶段,使教师可以轻松地将第1阶段的活动纳入课堂,因为知道这是不期望甚至不建议从第2或3阶段的STEM挑战开始的。通常,教师认为STEM活动必须包括非常具有技术挑战性的技能,例如编程或电气工程,并且他们害怕与STEM有任何关系。 我们要求所有教师将一定程度的STEM纳入他们的课程!

关于职业联系的说明:在Vivify,我们认为所有STEM挑战都应纳入STEM职业联系,并根据实际情况提出问题。然后,学生对STEM途径感到兴奋,并受到鼓舞地从事STEM职业,从而实现了STEM教育的重要目标。 

干阶段是一个新的讨论主题,因此下面我们创建了一个信息图,以帮助您完成STEM阶段。我们很乐意听到您在下方的任何评论!


活化STEM阶段(TM)上的信息图Vivify 2017