解決問題是STEM研究的核心，STEM專注于能夠激發(fā)學生好奇心和調(diào)查興趣的真實項目，這些問題在孩子從事真正重要的工作時會產(chǎn)生熱情和同理心。

學生可以設(shè)計和創(chuàng)建解決方案使產(chǎn)品更安全或更具有成本效益。他們可能會設(shè)計一種方法，以最大程度地減少對本地環(huán)境的某種破壞。他們可能會針對健康問題或可訪問性問題尋求解決方案。當他們一起工作時，他們意識到在課堂上學習的內(nèi)容具有實際的應(yīng)用價值。

一、選擇真實的STEM問題的標準

識別學生可以理解和設(shè)計解決方案的現(xiàn)實問題可能是創(chuàng)建項目中最具挑戰(zhàn)性的部分之一。在選擇或開發(fā)STEM項目時，您可能會考慮以下一些技巧：

確保問題是真實的。它必須立足于影響人們生活和社區(qū)的問題。如果你遇到一個使用虛構(gòu)場景（太空外星人、卡通人物、想象中的動物等）的項目，只要繞過并繼續(xù)尋找。

保持問題可行。這個項目應(yīng)該把重點放在學生可以合理解決的問題上。孩子們應(yīng)該帶著選擇和測試解決方案所需的知識和技能來參加這個項目。

確保學生可以解決問題。他們需要關(guān)心這個問題。如果學生對這個問題不熟熟悉，可以用視頻、實地考察、演講者等方式將問題聯(lián)系起來。

選擇允許多種可接受的方法和解決方案的問題。甚至不要用一個預(yù)先確定的方法或一個“對”或“錯”的答案來考慮問題。

選擇一個基于工程的問題。請記住，學生將使用工程過程來設(shè)計和構(gòu)造此問題的解決方案。而且，像工程師一樣，他們將以團隊合作的方式，提出并創(chuàng)創(chuàng)建可能的解決方案。

二、真實STEM問題的類型

您的項目應(yīng)該解決什么類型的問題？首先檢查您的課程目標。考慮問題是否需要與學校系統(tǒng)的進度指南中的一組特定的數(shù)學、或科學標準同步。一旦您決定了項目將要解決的標準，您可能會看到兩類問題：本地問題和全球問題。

局部問題。 邀請社區(qū)成員將本地問題發(fā)布到學?；蛟诰€課堂上；或者，他們可以直接向?qū)W生發(fā)送有關(guān)“社區(qū)STEM項目”的書面建議。

您的學生還可以發(fā)現(xiàn)本地問題。這些問題的范圍很廣，從影響他們個人的問題到讓學生探索學校和社區(qū)尋找需要解決方案的問題。

全球問題。要更廣泛地了解我們世界面臨的真實問題。這些問題分為四類，孩子可以與之相關(guān)，并且與大多數(shù)學?？茖W目標相吻合：可持續(xù)性，健康，安全和生活樂趣。以下是這些類別中我的學生最喜歡的一些東西：

經(jīng)濟的太陽能。該區(qū)域涉及捕獲太陽的能量，將其轉(zhuǎn)換為有用的形式，并存儲以供使用。

獲得清潔水。在這一類別中，學生可能會專注于開發(fā)一種凈化循環(huán)水的方放法。或者他們可能會開始設(shè)計一種減少用水和浪費的方法。

保健和藥品。該領(lǐng)域涉及提高醫(yī)療質(zhì)量和效率，設(shè)計更好的藥物以及應(yīng)對廣泛的突發(fā)衛(wèi)生事件。

環(huán)境問題。這些形式多種多樣，從設(shè)計更有效的肥料到為侵蝕創(chuàng)造屏障。孩孩子們可以解決涉及漏油、水污染、空氣質(zhì)量、瀕臨滅絕的物種、食物短卻缺等問題。

城市基礎(chǔ)設(shè)施。支持我們社區(qū)和地區(qū)的這些基本系統(tǒng)包括運輸系統(tǒng)，電網(wǎng)，自來水和污水處理系統(tǒng)，鐵路網(wǎng)絡(luò)和市政結(jié)構(gòu)。

到目前為止，您可能想知道學生如何解決此類復雜問題的真實解決方案。請記住，學生的解決方案可能實際上并未實施。通常，他們會集思廣益。然后設(shè)計和測試用于解決問題的原型。（工程師在構(gòu)造真實物體之前還先開發(fā)了原型。）

三、結(jié)論：

學生可以創(chuàng)建和設(shè)計有效的問題解決方案。強大的新技術(shù)使學生能夠創(chuàng)建和傳播解決前所未有的現(xiàn)實問題的解決方案。為孩子們進行真正有目的的改變的關(guān)鍵是人類體驗的力量-移情，人際關(guān)系，改善的機會，以及對他們所做的事情有意義和有意義的感覺。

您教的學生年輕時會做什么？想到你有一個地方讓他們掌握真正的技能、理解力和未來的思維方式，真是令人興奮！

作者簡介：Anne Jolly 是美國知名STEM教育專家，MiddleWeb博客作者和教學質(zhì)量中心的在線社區(qū)組織者。她的職業(yè)生涯始于阿拉巴馬州莫比爾縣學校的一名中學科學老師，并且是前阿拉巴馬州年度最佳教師。Anne最近在國家科學基金會的支持下共同開發(fā)了國家認可的STEM課程。她為各種出版物撰稿。她的最新著作《 Design of STEM》由Routledge Press出版。

作者：Anne Jolly，翻譯：STEAM在線觀察家

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