在STEM中教“ E”

犹他州西班牙叉子的纽黑文学校的科学老师大卫·布莱克（David V. Black）注意到，越来越多的学生对工程学感兴趣，但并非所有教育工作者都准备指导这一领域的研究。大卫解释说：“如果我们希望今天的学生成为未来的科学家，工程师，数学家和技术人员，那么我们需要鼓励和培训他们今天有效地收集和分析真实的数据。学生的科学和工程项目越多，他们就越有可能成为科学家和工程师。”

戴维（David）在社会2019年共同领导的一项突破性的课程中分享了他的经验和建议。高中研究教师会议。该会议欢迎各个级别的老师，从从未帮助学生进行工程项目的老师到想要提高支持这些项目能力的人。其他资深参与者可能会参加，因此他们也可以向该小组提供专业知识。

大卫开始了会议，解释了工程设计与科学方法没有太大不同：“科学和工程研究旨在解决问题。工程使用科学理论和数据分析来创建实用的产品和流程。”

根据大卫的说法，工程包括以下关键步骤：

• 鉴别- 发现需求并定义要解决的问题。
• 构想- 学生进行研究，集思广益的解决方案并使用特定标准来决定最佳行动方案。
• 设计- 学生准备设计原型并建立最佳解决方案尝试。然后必须在现实情况下对原型进行测试。
• 修订- 学生然后分析他们收集的数据，必要时修改其原型并进行重新测试。“许多学生在这个关头很难。大卫指出，很难解决失败，但重要的是要了解“您不会第一次做正确的事情”。
• 分配- 最终产品是生产并销售给潜在消费者的。“但是，工作并没有结束。然后，学生必须征求下一次迭代的反馈。

使用这些指导步骤，戴维的学生进行了现场研究，分析了正宗的NASA天体物理学数据，并与Mercury and Mars科学家合作，使用Messenger和Mars太空探针的数据进行研究。David监督的其他工程项目包括3D打印的滑板鞋，太阳能帐篷，水轮机，伪造鼓风机，甚至是人造的手和手臂。

出席的老师也有机会与David的联合主持人进行一些动手练习Vineeta Ribeiro，来自弗吉尼亚州沃伦顿的老师。她用Arduino套件建立了多个笔记本电脑站，Arduino套件是一个开源的电子平台，许多社会的校友和现任竞争对手用于他们的研究。教师与DHT11合作，DHT11是一种检测湿度和温度的传感器。为了证明如何用于工程项目，Vineeta向教育工作者展示了YouTube演示的演示。铁厨师，”设计用于防止火灾的厨房安全系统。它使用Arduino传感器跟踪炊具上的表面温度。在人们不小心将炉子放在炉子上的情况下，系统会被提示打开连接的风扇，以防止温度变得危险。Vineeta也指出tryEngineering.org作为教师的另一个资源，可以按年龄选择课程计划。

Vineeta发现Arduino对于自动化数据收集非常有用。“它有很多好处。拥有完全开放的体系结构意味着它与各种不同的软件兼容。您还可以廉价获得一系列的低成本传感器，激活器和其他外围设备。一些Arduino模块不到$ 2！”她解释说。“最重要的是，它有一个可以利用帮助的大型用户社区。”

大卫和Vineeta领导的突破性会议反映了社会研究教师会议的目标，以使各级教育者通过互相学习，在自己的教室中实施有效的实践。虽然工程研究项目可能会恐吓以前从未遇到过的教师，但社会希望大卫和Vineeta的见解和指导将使他们的同龄人能够效仿。