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STEM拓展:SEA表明,科学家是最终的研究助手

At SEA
在海上 机器人建造练习是STEM教育联盟赞助的暑期学院中最受欢迎和最有效的活动之一。图片由SEA提供

编者注:这是Ideation杂志关于各种各样的系列故事之一STEM-outreach威廉玛丽学院(William & 玛丽)的项目,这些项目走出校园,提高人们对STEM学科(科学、技术、工程和数学)的理解和欣赏。完整系列的故事是可用的在这里

“三,二,一……”

一枚由一个两升的瓶子制成的火箭射向蓝天,一缕白烟尾随其后。组成发射小组的中学生们在观看瓶形火箭下降的过程中遮住了太阳的眼睛,他们估计着火箭到达的高度,并思考着如何让它爬得更高。附近的科学家和工程师——他们在职业生涯中也面临过类似的问题,但拥有更大的设备和现实生活中的后果——随时准备提供帮助。

对学生来说,科学家是最终的学习助手,既提供指导,也为科学、技术、工程或数学领域的职业生涯提供具体的例子。对于科学家来说,学生是他们未来的同事,也是他们职业领域的未来。

专业人员和学生之间的合作是由于国防教育计划合同授予威廉玛丽的STEM教育联盟。该项目将中学教师与专业工程师和科学家配对,为他们提供指导教师和学生的机会。

“人们经常想知道为什么教育学院要参与STEM推广活动。归根结底,它总是从教育开始,”STEM教育联盟(SEA)执行董事盖尔·哈丁(Gail Hardinge)说。“如果我们希望学生有兴趣成为未来的工程师和科学家,我们就必须让他们在合适的教育环境中从事职业。”

自2004年作为弗吉尼亚州示范项目启动以来,SEA已经与来自八个学区的19,000多名学生和来自四个海军司令部的100多名工程师合作。去年夏天,该联盟协助管理和评估了有300名学生和大约75名教师参加的4个暑期学院。

哈丁格同时也是威廉玛丽教育学院的临床副教授,他说,与许多其他stem推广项目不同,联盟活动的目标,包括建造火箭或为乐高机器人编程等实践项目,并不仅仅停留在内容知识上。

“相反,STEM教育联盟是关于改变对STEM的态度和对STEM职业的认识,”哈丁说,并补充说该联盟希望培养学生对STEM主题的积极态度。

哈丁说:“研究表明,积极态度、自我效能和成功之间存在联系。”然而,她指出,该联盟并不以成绩或学习标准(SOL)分数来评估它们在改变学生态度方面的有效性。相反,SEA参与者观察学生对SEA校友对STEM职业和高级STEM课程注册的态度调查的反应。

哈丁指出,该联盟目前正在进行一项纵向研究,跟踪该项目的校友,希望更好地了解毕业生进入大学后会发生什么。

在意识方面,该联盟希望增加学生对STEM职业的认识。哈丁和她的同事们在研究全国各地的各种STEM项目时发现,很少有项目能真正把学生喜欢的活动和与之相对应的职业联系起来。

哈丁说:“孩子们参加STEM暑期学院和夏令营,喜欢这些活动,但很少有人说,‘嗨,我是某某,我是科学家或工程师,你正在做的这个活动,我在我的实际工作中做。’”

因此,该联盟现在包括了一个职业组成部分,包括教师和科学家关注的最初五条STEM教学:基于探究的教学、合作教学、精心安排的明确教学、合作学习和主题或“大创意”课堂教学。

哈丁格说,参与该联盟项目的教师仍在教授他们被要求教授的内容,包括英语专业考试所需的内容,但该联盟向他们展示了如何“将其与现实世界的问题结合起来”。

“我们的主要目标之一是为教师提供额外的教学工具。有很多互动的、吸引人的方式来增加学生的内容知识,”哈丁说,并补充说老师们的反应非常积极。

“我们从老师那里得到的反馈是,‘我终于能够成为我上学时想成为的那种老师了。哈丁说。“我们是在回应一代教师说的‘我是为了考试而教学’。”

2010年,SEA从美国国防部获得了一份为期三年的合同,总价值250万美元。

该合同使该联盟得以扩大其影响范围。SEA现在能够在网上为科学家、工程师和教师提供后续培训。过去,工作人员必须前往学校进行后续培训。

哈丁说:“我们将提供面对面和远程培训相结合的培训。“我们的目标是将研究范围扩大到佳博体育之外。例如,我们所有的后续培训都是非常昂贵的,而且我们的规模越大,需求就越大。因此,我们要做的是通过将最初的面对面课程与后续的远程课程结合起来,创造混合式学习机会。我们将提供同步和异步培训。”

该项目的助理主任Jake Joseph将于今年秋天在南卡罗来纳州查尔斯顿与海军空间和海战系统司令部一起指导该联盟的第一次飞行员同步训练。这次训练将是2011年7月在查尔斯顿为该集团进行的训练的后续。

该合同还允许该联盟支持汉普顿路地区STEM联盟,该联盟将与当地教师、工程师和科学家合作。此外,该合同还将资助扩大该联盟对STEM态度和意识量表的使用,该量表评估学生对科学、技术、工程和数学的知识和态度。

约瑟夫说:“我们在弗吉尼亚州对5000多名学生使用了我们的评估工具。“我们现在签约评估南卡罗来纳州查尔斯顿的STEM项目,以及费城的课后STEM项目。”

哈丁表示,当今STEM教育面临的最大挑战之一是如何在预算困难时期保持一致性。程序停止和启动,有价值的数据经常丢失。

“在没有适当的评估体系的情况下,人们不断地重新发明轮子。STEM项目通常不是建立在已经被评估的基础上,没有提出一个重要的问题,“我们如何从已经做过的事情中学习,以便设计一个更好的项目或改进的评估系统?”创新很重要,但在已经取得成功的基础上继续发展也很重要。”