Table of Contents
שינוי חינוך STEM באמצעות תרגולי בכיתה חדשנית
חינוך STEM - לעקוף מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה - הפך אבן הפינה של תוכניות מודרניות כמו בתי ספר לעבוד כדי לצייד תלמידים עם מיומנויות הנדרשות עבור כוח העבודה של המאה ה -21, בתי ספר מקומיים נעים מעבר הוראה מסורתית המבוססת על הרצאות לאמץ גישות המדגישות את הידיים על למידה, קשרים בין-תחומיים, ורלוונטיות בעולם האמיתי הם לא רק מגמות אלא גם הבנה עמוקה יותר של איך לומדים בצורה הטובה ביותר, באמצעות אסטרטגיות למידה, אלא גם למידה, עיצוב, עיצוב, מיומנויות יצירתיות, אלא גם היום, אלא גם שיטות יצירתיות מתקדמות.
למידה מבוססת פרויקטים: פתרון בעיות אמיתיות
למידה מבוססת פרויקטים (PBL) בולטת כאחת המסגרות היעילות ביותר ל מעמיק את ההבנה STEM. בכיתות PBL, תלמידים להתמודד עם אתגרים מורכבים, פתוחים מראש במשך שבועות או חודשים - תכנון מערכות סינון מים, מודלים תוכניות קיימות עירוניות, או פיתוח יישומים המטפלים בתכניות מחקר קליניות חיוניות, במקום זאת, גישה זו מעבירה תלמידים ממקבלי מידע פסיביים של חוקרים פעילים, אשר חייבים מחקר, אבטיפוס, , opia, ו-FBLate, במקום לספק פתרונות מחקר קריטיים של מחקר יעיל יותר.
דוגמאות ל- STEM-Focusing PBL בפעולה
כמה בתי ספר מקומיים שילבו את PBL עם שותפים קהילתיים כדי ליצור חוויות למידה אותנטיות.לדוגמה, תלמידי תיכון שיתפו פעולה עם מחלקת תכנון עירוני לנתח דפוסי תנועה ולהציע שיפורים בטיחות הולכי רגל.שיעורים הנדסיים בתיכון עיצבו מכשירים מסייעים לאנשים עם מוגבלויות, עובדים ישירות עם מטפלי כיבוש. פרויקטים אלה דורשים מהתלמידים ליישם מתמטיקה לניתוח נתונים, להשתמש בטכנולוגיה עבור מודלים, ומנף עקרונות הנדסיים עבור אופטימיזציה של תוצאות מוחשיות - מודלים, מודלים של בעלי עניין, או שיטות עבודה, תכונות מופשטים, תכונות לא יכולות להתאים את שיטות עבודה, או שיטות עבודה, כלומר, שיטות עבודה, שיטות עבודה, שיטות עבודה, שיטות עבודה, שיטות עבודה, שיטות עבודה, תכונות מופשטות, שיטות ניהוליות, תכונות מופשטות, תכונות ניהוליות, שיטות עבודה, שיטות עבודה, תכונות מופשטות, תכונות ניהוליות, שיטות עבודה.
שילוב טכנולוגיה אסטרטגי בכיתה STEM
הטכנולוגיה כבר לא תוספת בחינוך STEM; גרדזה מרכיב ליבה שהופך את האופן שבו התלמידים אינטראקציה עם תוכן.בתי ספר מקומיים פריסת מגוון של כלים שהופכים מושגים מופשטים גלויים ואינטראקטיביים מעבדה וירטואלית סימולציות מאפשר לתלמידים לבצע ניסויים Python שיהיו מסוכנים מדי, יקרים, או זמן-consuming עבור כיתה פיזית, כגון ג'ל אלקטרוירוזה או תגובה כימית רובוטית.
שילוב הטכנולוגיה גם תומך במגוון של תוכנות למידה הסתגלותיות יכול להתאים את הבעיה בזמן אמת בהתבסס על ביצועי סטודנטים, הבטחת כל לומד עובד ברמת האתגר המתאימה שלהם.FLT:0ISTE סטנדרטים FLT:1 עבור התלמידים מדגישים מיומנויות כגון אזרחות דיגיטלית, עיצוב חדשני, חשיבה חישובית - כל אלה מעובדים באמצעות שימוש בטכנולוגיה תכליתית.
מציאות וירטואלית ומעמיקה ב- STEM
טכנולוגיות מתפתחות כמו מציאות מדומה (VR) ומציאות מוגברת (AR) יוצרות חוויות למידה immersive שהיו בעבר בלתי ניתנות לדמיון.סטודנטים יכולים לקחת נסיעות שדה וירטואליות לתחנת החלל הבינלאומית, לחקור את הפנים של תא אנושי ב 3D, או ללכת דרך מערכת רומנית של טיהור - כל מהכיתת שלהם AR מעכב מידע דיגיטלי על אובייקטים פיזיים; לדוגמה, מצביע על לוח מודפס במעגל מוקדם עשוי עדיין להוכיח את הסימון של משימות מכניות כגון תכנות, בעוד שעדיין יעילות של משימות מכניות, כגון לוחות חשיבה מכנית, במיוחד.
שותפות קהילתית שמפתחת למידה עשירה
אף בית ספר לא פועל בוואקום, והתוכניות ה- STEM התוססות ביותר לבנות גשרים עם הקהילה הסובבת.שותפות עם עסקים מקומיים, אוניברסיטאות, בתי חולים ומוזיאונים הפתוחים דלתות שספרי לימוד לא יכולים.שיתופי פעולה אלה לוקחים צורות רבות: חוקרים באוניברסיטה מארחים אולמות תיכון במעבדה שלהם, מהנדסים מתחנות ייצור מובילים אחרי מועדוני רובוטים של בית ספר, ומרכזי מדע מספקים תערוכות שמשלים יחידות כיתה כאלה כדי לשרת את התלמידים, במיוחד, אשר יכולים להציג מודלים אלה, אשר יכולים לספק קבוצות ייצוגיים, במיוחד, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, כמו סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, במיוחד, כמו סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, במיוחד, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, במיוחד, אשר יכולים להציג את עצמם, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, במיוחד, כמו גם קבוצות סטודנטים, כמו גם קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, במיוחד, כגון קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לשרת את עצמם, כגון, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק, במיוחד, אשר יכולים לספק קבוצות סטודנטים, אשר יכולים לספק, כגון, כגון, כמו סטודנטים, כמו סטודנטים,
ההשפעה משתרעת מעבר להשראה.(FLT:0) National Scienceהוראת Associations.ve.1) מחקרים מראים כי חוויות STEM הקשורות לקהילה מגבירות את המוטיבציה של התלמידים ועוזרות ללומדים לקבל החלטות מושכלות לגבי נתיבי חינוך עתידיים וקריירתיים.בתי ספר מקומיים נהנים גם מתכניות מובנות-מסופקות שזוגות מורים עם מנטורים בתעשייה כדי לשתף את חומרי הלימוד המוצבים ביישומים אמיתיים, אך אינם זוכים לתכנים אלא הבנה של תקשורת מקצועית, אשר הם בעלי כישורים מקצועיים, אשר מלמדים, אשר אינם מסוגלים ללמד ציפיות, שיטות למידה, ומיומנויות מקצועיות, ומיומנויות תקשורת, ומיומנויות מקצועיות, ומיומנויות תקשורת, ומיומנויות תקשורת, ומיומנויות מקצועיות, אשר מלמדות, אשר מלמדות, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, ומיומנויות תקשורת, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה קשות, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, אשר יכולות להיות מסוגלות, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות למידה, שיטות
אחווה ותנועות: למידה מעבר לחומות הכיתה
תוכניות התמחות בנויות הן בין המודלים החשובים ביותר של השותפות לקהילה.סטודנטים תיכון עשויים לבלות חלק בשבוע הלימודים שלהם לעבוד לצד מהנדסים, מדעני נתונים, או אנשי מקצוע בתחום הבריאות. חוויות אלה מספקות הקשר ללמידה בכיתה - באופן פתאומי, חישוב הופך רלוונטי כאשר ניתוח התפלגות עומס על גשר, וביולוגיה מגיעה בחיים בהגדרה קלינית. Externships, שבו מורים מבלים זמן במסגרות בתעשייה, הם בעלי עוצמה רבה מאוד, אשר יש תוכניות מחקר או מחקר אמיתי, או תוכניות מעבדה אותנטיות, אשר מחזירים, או מחקר קליני.
יוצר חללים: היכן רעיונות הופכים להיות טאנגאליים
התנועה של יצרנית מצאה בית טבעי בבתי ספר באמצעות חללי ייצור ייעודיים המשלבים כלים, חומרים ותרבות תומכת של ניסויים.הרווחים האלה בדרך כלל מכווצים עם מדפסת תלת-ממדית, חתך לייזר, תחנות ייצור, מכונות תפירה, רכיבי אלקטרוניקה, ואספקה.חשוב יותר מהציוד הוא הגישה הפדגוגית: חללים עבור שטח של שדה:0 חשיבה מעצבת, תהליכי אמפתיה, תהליך של אמפתיה, עיצוב, הוא תהליך של אמפתיה, וכישלון.
פעילויות Maker משלבות באופן טבעי מספר דיסציפלינות STEM.A סטודנט בעיצוב של צג בריאות לביש חייב להבין מעגלים בסיסיים, לתכנן מיקרובקר, לשקול מיקום חיישן ( ארגונומיה), וליצור משיכה (עיצוב) זה תערובת בין-תחומית מראה את הדרך שבה אנשי מקצוע לפתור בעיות - ללא גבולות מלאכותיים, בתי ספר השתמשו גם חללי ייצור כדי לתמוך בנושאים אחרים; תלמידים עשויים ליצור מודלים של המצאות עתיקות, בעוד שתלמידים עם תאורה נמוכה במיוחד.
למידה של כל הרמות
חללי ייצור יסודיים מתמקדים לעתים קרובות בבניית פתוח עם קרטון, חומרים ממוחזרים, מעגלים פשוטים, מעודד ילדים צעירים לראות את עצמם כיוצרים.מרחבי בית הספר התיכון מציגים מיקרו-בקרים ניתנים לתוכנה כמו מיקרו:ביט או Arduino, יחד עם כלים בסיסיים ותהליכי בטיחות.רווחי ייצור תיכון יכולים לתמוך בפרויקטים מתקדמים כגון איסוף, עיצוב ממוחשב (CAD), וניסויים מדעיים על ידי פיסול.
הון ובלעדיות: הבטחת גישה לכל התלמידים
אחד האתגרים הגדולים ביותר בחינוך STEM הוא להבטיח שכל התלמידים - ללא קשר למין, גזע, רקע חברתי-כלכלי או יכולת - יש הזדמנויות משמעותיות להשתתף ולהצלחה. פערים היסטוריים בתחומים STEM ישארו, אבל תוכניות מקומיות חדשניות פועלות באופן פעיל כדי לסגור את הפערים האלה.FLT:0Cultally Responal RevisionFLT:1 היא אסטרטגיה מרכזית, שבו מערכות STEM לחוויות משפחתיות, לדוגמה, שיטות תרבותיות, יכולות לשלב שיעורים סביבתיים.
תוכניות יוצאות ממוקדות גם עושה את ההבדל.בנות-במועדונים, צוותי הרובוטיקה למיעוטים בלתי מיוצגים, ושותפויות עם ארגונים כמו FLT:0 Black Girls CodeFLT:1 ליצור קהילות תומך שבו תלמידים יכולים לחקור את האינטרסים שלהם ללא הטיה.בתי ספר בודקים את שיטותיהם שלהם כמו גם: ביקורת אשר סטודנטים להירשם בקורסים מתקדמים STEM, בחינת משמעת עבור סטודנטים לפירוק, והכשרה מעשית, אשר יכולים להיות שותפים עם סטודנטים עם הכשרה מקצועית.
עיצוב אוניברסלי ללמידה ב STEM
החלת עקרונות יוניברסל עבור למידה (UDL) מבטיח כי ההוראה STEM נגיש לסטודנטים עם צרכים למידה מגוונת.זה אומר מתן אמצעי מרובים של ייצוג (למשל, הפגנות וידאו לצד הוראות טקסט), ביטוי (למשל, המאפשר לתלמידים להציג ממצאים באמצעות מודלים, מצגות, או דוחות בכתב), ומעורבות (למשל, המציעה פתרונות בנושאים הקשורים להקרנה, קוראי תוכנה מתאימה, כדי להתאים את כל החוויות של למידה, במקום להשתמש בתוכנות תכנות, במקום להשתמש בתוכנות מתקדמות יותר מאשר ב- STEM, או פעילויות מעבדה, במקום להשתמש בהן).
אסטרטגיות ל-STEM Learning
תוכניות STEM חדשניות דורשות שיטות הערכה מעבר למבחנים מסורתיים וחידון.מחנכים משתמשים יותר ויותר (FLT:0 ביצועים מבוסס הערכות sveFLT:1), הדורשות מסטודנטים להפגין ידע באמצעות משימות אותנטיות.לדוגמה, במקום לענות על שאלות מרובות-choice על מעגלים, התלמידים עשויים לבנות מעגל מתפקד המפתור בעיה מסוימת ומסבירים את אפשרויות העיצוב שלהם.
רובריקים למיומנויות שיתופיות, יצירתיות ועיצוב רציונטיבי הם מעודן כדי להפוך את ההערכות האלה אמין יותר והוגנות. הערכת פ"פ והשתקפות עצמית משולבים גם, ללמד את התלמידים לביקורת על עבודתם שלהם וללמוד מעמיתים.גישות אלה תואמים עם המטרה של הכנת תלמידים לעולם שבו הם ימוקמו על יכולתם לפתור בעיות חדשניות, לא על יכולתם לזכור עובדות תחת לחץ זמן.
פיתוח מקצועי עבור STEM מחנכים
אפילו תכנית הלימודים החדשנית ביותר נופלת שטוחה ללא מורים מיומנים ליישם אותה.בתי ספר מקומיים משקיעים בפיתוח מקצועי מתמשך אשר בונה הן ידע תוכן והן ביטחון פדגוגי. תוכניות יעילות ללכת מעבר סדנאות חד פעמיות; הם כוללים אימון, זמן תכנון משותף, וקהילות למידה מקצועיות שבו מורים חולקים אסטרטגיות ואתגרי פתרון בעיות. מכונים קיץ כי לטבול מורים בחוויות STEM ידיים - כגון בניית רחפנים או ניהול מחקר אקולוגיה - מחנכים לעזור שיטות לימוד אותנטיים.
תוכניות ההכנה של המורה מתפתחות גם, עם דגש חזק יותר על שילוב STEM והוראת מחקר מבוסס הספר.בתי ספר ששותפים עם אוניברסיטאות להציע תעודות STEM ברמת בוגר או תואר שני עבור מורים בשירות רואה תוצאות חזקות במיוחד.כאשר מורים מרגישים נתמך ומוכנים היטב, הם נוטים יותר לקחת סיכונים עם שיטות הוראה חדשות, להשתמש בטכנולוגיה מורכבת ביעילות וליצור סביבות בכיתה שבו תלמידים לשגשג.
חשיפה מוקדמת: החל STEM בשנים יסודיות
החוקרים מדגישים כי עניין STEM לעתים קרובות טפסים בבית הספר היסודי, לפני סטריאוטיפים על מי שייך בתחומים אלה לקחת להחזיק.בתי ספר מקומיים מציגים חוויות STEM בגיל-appropriate בכיתות מוקדם באמצעות פעילויות כמו בנייה עם בלוקים, התבוננות במחזורי חיים תוך התבוננות, באמצעות יישומים פשוטים, ועריכת חקירות מדעים על הידיים. אלה חוויות יסוד לבנות נוחות עם אוצר מילים, תהליכים, ופתרון בעיות הוא מוקדם של קהילות מתחילות מהשתתפות רגשית.
תוכניות STEM יסודיות לעתים קרובות להשתמש יחידות מתודולוגיות משולבות המשלבות מדע, מתמטיקה ואוריינות - לדוגמה, קריאה של גשרים, ולאחר מכן מאתגר תלמידים לבנות אבטיפוס גשר חומרים ספציפיים העומדים בקריטריונים מסוימים. גישה זו ממשיכה ללמוד מחובר ומשמעותי, ולא משולשים לנושאים נפרדים.השקעה בחינוך STEM יסודי באיכות גבוהה משלמת דיבידנדים לטווח ארוך, יצירת צינור של סטודנטים מוכנים להמשיך לעבודות ביניים מתקדם ומתקדמים בבית הספר תיכון.
התפקיד של למידה חיצונית וסביבתית
חינוך STEM אינו חייב להיות מוגבל בכיתות ביתיות.מספר גדל והולך של בתי ספר משלבים חללי למידה בחוץ - גן עדן, שבילי טבע, תחנות מזג אוויר, ואזורי מחקר רטובים - המספקים קונטקסטים עשירים לחקירה מדעית.תלמידים יכולים לאסוף ולנתח דגימות אדמה, לפקח על דפוסי הגירה ציפורים, איכות מים בדיקה בזרמים מקומיים, או מבנים יעילים אנרגיה להגיב לתנאי אקלים מקומיים אלה.
חינוך STEM סביבתי גם מלווה את עצמו באופן טבעי לעבודה בין-תחומית.סטודנטים חוקרים את ההשפעה של מינים פולשניים עשויים להשתמש במתמטיקה כדי מודל צמיחה באוכלוסייה, טכנולוגיה למפות התפשטות באמצעות כלי GIS, הנדסה כדי לתכנן אסטרטגיות להסרת תהליכים, ומדע כדי להבין דינמיקות אקולוגית. גישה הוליסטית זו מסייעת לתלמידים לראות את הקשר בין דיסציפלינות ואת הרלוונטיות של STEM לבעיות הדוחקות ביותר של זמננו, משינוי להפסד המגוון הביולוגי.
מסקנה: בניית מערכת אקולוגית עתידית
השינוי של חינוך STEM בבתי ספר מקומיים אינו מתרחש באמצעות יוזמה אחת, אלא באמצעות שילוב מכוון של גישות מרובות. מבוסס פרויקט, שילוב טכנולוגיה, שותפויות קהילתיות, חללי ייצור, אסטרטגיות ממוקדות הון, הערכה חדשנית, פיתוח מקצועי, חשיפה מוקדמת, וקשרים סביבתיים פועלים יחד כדי ליצור מערכת אקולוגית עשירה של הזדמנויות למידה.