STEM教育方法..doc

整合的STEM教育教学的思考 Micah Stohlmann, Tamara J. Moore, and Gillian H. Roehrig 明尼苏达大学，双子城 摘要 高质量的科学、技术、工程和数学(STEM)教育对学生未来的成功至关重要。整合的STEM教育是一种使学习变得更贴近学生的一种教育。教师有效的进行STEM教学需要什么样的知识、经验和背景，还需要做进一步的研究和讨论。本研究就STEM教育教学的支架、教学、效果及教学材料(s.t.e.m)与一所中学进行了为期一年的合作。中学实施的项目是“技术课程的指路人”。s.t.e.m.模型是教师实施和提高整合的STEM教育的一个很好的起点。 关键词:整合的STEM教育；工程；引路项目；教学 引言 关于教师实现整合的教学必需的技能,信仰、知识基础和经验的研究很有限。(Fykholm Glasson, 2005）。因为科学,技术,工程和数学(STEM)整合教育相对较新,所以这个结论更具真实性。国家科学委员会(简称NSB)在“满足美国科学、技术、工程和数学教育系统的关键需求的国家行动计划”文件中，阐述了关注教师有效地进行STEM教育需要具备哪些特点的重要性。NSB在该文中强调，应该由高素质和高效的教师来教STEM。他们呼吁国家在吸引、准备、留住合格的有责任心的教师候选人上投入更多的注意力(NSB, 2007)。吸引、准备、留住合格的有责任心的教师最好的方法还有待继续研究。 本文将描述“引路项目”（PLTW）对中学实施整合课程的支持。根据PLTW称，,他们是中学和高中教育项目的最大的非盈利提供者(Lock, 2010)。本文将对教师如何在STEM整合课程中更有效力提出建议。笔者从学校实施PLTW课程的理论和实践提出支架、教学、效果和材料(s.t.e.m)模型，而这些建议是基于(s.t.e.m)模型提出来的。 研究问题 本文旨在提出教师有效的实施整合教育必须考虑的因素。本文的信息将为PLTW教师和一般STEM教师提供建议。指导这项研究的问题如下: 整合的STEM教育教学应该主要考虑的因素是什么? 在本研究所述的中学中，什么是影响教师实施PLTW课程的主要因素? 理论框架 使用综合教育有很多好处，“研究表明,使用一个跨学科或综合课程能为学习者提供更多相关而少分散的机会和更多的刺激学习者经验”(Furner Kumar,2007; p.186)。此外，这是一种以学生为中心的教学方法,它能够提高高层次思维和解决问题的能力,并能改善记忆里(Fllis Fouts,2001; King Wiseman, 2001; Smith Karr-Kidwell,2000)。 关注更具体的整合STEM教育，类似的好处被发现。比如，使学生成为更好的问题解决者,创新者,发明家,提高自力更生的,逻辑思考能力和技术素养(Morrison, 2006)。研究表明,整合的数学和科学对学生的态度和兴趣(Bragow, Gragow Smith, 1995)、他们的学习动机(Gutherie,Wigfield VonSecker,2000)和成就(Hurley, 2001)有积极影响。国家工程院院士和国家研究委员会(Katehi, Pearson Feder,2009)列举了五个将工程结合在k - 12学校的好处:提高了数学和科学成就,提高工程意识,理解并能够进行工程设计和提高科技素养。 既然整合的STEM教育有可这么多好处,那么最重要的是要确定教师如何才能有效地进行整合的STEM教育。支持教师的相关研究、教学实践、教师效能,和需要整合到STEM教育中的材料是至关重要的考虑方面。 支持教师参与STEM整合 有越来越多的机构与学校合作支持STEM教育。塔夫斯大学已经用来15年多的时间将工程整合到k - 12课程中。他们认为工程能够激发学生学习数学和科学的概念的兴趣,使技术教育成为可能。教授、大学教师和学生每周都进入教室协助老师,他们每月都开老师支持会议,培训教师技术资源知识(Rogers Portsmore, 2004)。在一项研究中,来自内华达大学的研究人员和里诺搭配中学的科学教师帮助老师成功的进行了实践。研究人员发现,通常不学习科学的学生也积极参与到设计过程中(Cantrell等, 2006)。另一项研究中,内布拉斯加州大学的教师开发了两周的夏季专业发展计划,帮助初中和高中科学和数学教师实施工程课。研究课程的影响时发现，在学生对数学、科学和工程的兴趣受到了激发。(Nugent等,2010)。此外，联邦政府的资助和数学和科学教师专业发展培训也为教师实现STEM课程整合提供了帮助(Harris Felix, 2010)。 更多整合的内容发生在数学和科学方法课程的教师教育项目中(Berlin Lee,