今天，我們依然來(lái)關(guān)注青少年的STEAM(科學(xué)、科技、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué))之工程領(lǐng)域的教育。
正如巴藍(lán)思相信，今天孩子在學(xué)校接受的教育是不完整的，于是我們專門給體制內(nèi)孩子原創(chuàng)開(kāi)設(shè)了《生命科學(xué)》(可點(diǎn)擊閱讀)《物理科學(xué)》入門(可點(diǎn)擊閱讀)，今天來(lái)講講美國(guó)的工程科學(xué)教育如何進(jìn)行。
我們就通過(guò)一個(gè)名叫“德魯”特許學(xué)校來(lái)看看美國(guó)工程教學(xué)新方法。
如果有興趣，本文最后附有彩蛋，那就是巴藍(lán)思國(guó)內(nèi)首發(fā)的視頻：《小學(xué)工程學(xué)：從簡(jiǎn)單的機(jī)器到終生受用的學(xué)習(xí)技能》。
好，話不多說(shuō)，看看具體。
這所叫德魯?shù)奶卦S學(xué)校(CHARTER SCHOOL)
【漲姿勢(shì)】Charter School(政府按公立學(xué)校的標(biāo)準(zhǔn)撥款，但不管具體的教學(xué)。這些教育改革者的主要想法是通過(guò)教師們主導(dǎo)的嘗試，找到更靈活、更有效的方法滿足孩子和家長(zhǎng)們的不同需求。這樣可以彌補(bǔ)公立學(xué)區(qū)大鍋飯、追求公平但缺乏因材施教的不足。)
在查爾斯河“德魯”特許學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜的工程技能和概念，幫助建立終身的批判性思維和解決問(wèn)題的能力。他們是如何做到這一點(diǎn)的?
教學(xué)設(shè)計(jì)理念
在查爾斯河德魯?shù)墓ぷ魅藛T一開(kāi)始使用“年齡適當(dāng)?shù)脑~匯，腳手架學(xué)習(xí)(scaffolded learning)，動(dòng)覺(jué)學(xué)習(xí)(kinesthetic learning)。”
“我想傳授我的教學(xué)理念，好像和我的學(xué)生講兩種不同的語(yǔ)言。”
以上這位考特尼·布萊恩特說(shuō)。
“我在相當(dāng)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言交流上的話題從非?；镜男畔㈤_(kāi)始，然后我讓他們自己體驗(yàn)以了解更多。我引入更多復(fù)雜的語(yǔ)言，讓他們通過(guò)多語(yǔ)言環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)。”
——好的工程學(xué)教育首先是好的“問(wèn)答式教育”
“當(dāng)小學(xué)適齡學(xué)生了解通過(guò)利用自己的身體來(lái)理解一個(gè)概念。我能夠引進(jìn)物理，高等數(shù)學(xué)和視覺(jué)表現(xiàn)技能，通常超出了初級(jí)水平，因?yàn)閯?dòng)手實(shí)踐讓我更熟練。”
設(shè)計(jì)思維
設(shè)計(jì)思維是一個(gè)過(guò)程，讓人們的想法、解決創(chuàng)造性和吸引人的方式。磨煉他們的合作，批判性思維和溝通技巧。了解是誰(shuí)設(shè)計(jì)的 ;為什么會(huì)有這設(shè)計(jì)思想，以及合作的一個(gè)關(guān)鍵因素 ;與他人合作的基礎(chǔ)上你的想法，獲得反饋，并學(xué)習(xí)如何使你的想法從反饋中得到解決。
研究、構(gòu)思/開(kāi)發(fā)、3D原型、測(cè)試、評(píng)估和修改。工作人員得益于努埃瓦學(xué)校的設(shè)計(jì)思維模式，使這一進(jìn)程更加穩(wěn)健。
TinkerYard和Dreamcar項(xiàng)目
學(xué)生在德魯用設(shè)計(jì)思維來(lái)創(chuàng)建自己的項(xiàng)目。
目前二年級(jí)的學(xué)生正在設(shè)計(jì)和建設(shè)一個(gè)TinkerYard，四室外臺(tái)組成一個(gè)操場(chǎng)。
四年級(jí)的學(xué)生正在設(shè)計(jì)一個(gè)Dreamcar特定客戶和虛構(gòu)的汽車公司。最終產(chǎn)品將是他們的概念車的三維模型。
那就，究竟怎么做呢?1、2、3、4、5、6、7...
1
Brief
簡(jiǎn)介
一個(gè)簡(jiǎn)短的目標(biāo)是概述項(xiàng)目和交流的期望和目標(biāo)。
向?qū)W生簡(jiǎn)要介紹了創(chuàng)建項(xiàng)目以及它的使用，以及概述了他們考慮問(wèn)題的目的。
在四年級(jí)Dreamcar項(xiàng)目為例，學(xué)生接受一個(gè)簡(jiǎn)短的識(shí)別什么是老師正在尋找的，和他們將預(yù)計(jì)該項(xiàng)目年底完成的情況。
簡(jiǎn)要概括讓學(xué)生知道需要做：
確定一個(gè)客戶端和想象他們的需求。
考慮哪些設(shè)計(jì)改進(jìn)可能會(huì)使之更輕松。
選擇/創(chuàng)建整車特征，這將使每個(gè)人的行程更好。
創(chuàng)建多個(gè)想法草圖和共享你的想法。
選擇一個(gè)想法，并創(chuàng)建一個(gè)最終的至少兩個(gè)串聯(lián)的草圖展示了概念車的前部，側(cè)面和三季度的看法。
創(chuàng)建車輛的粘土原型。
展示他們的想法草圖和原型。
2
Research
研究
研究階段的目標(biāo)是為在設(shè)計(jì)時(shí)可以更好地了解學(xué)生。它們?cè)诖诉^(guò)程中學(xué)習(xí)研究、分析和面試技巧。
在二年級(jí)TinkerYard項(xiàng)目中，科比的學(xué)生研究使用的書籍，谷歌的圖片，和在線視頻的能源網(wǎng)站上可以了解到的簡(jiǎn)單機(jī)器。
(巴藍(lán)思學(xué)院在2月份寒假互聯(lián)網(wǎng)工具課：面向9歲以上的孩子教授了——具體的在線視頻圖片工具使用辦法，有興趣回顧我們是怎么做的，可點(diǎn)擊《這一次，大一點(diǎn)的孩子需要學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》)
他們看建筑雜志——有關(guān)的形狀，圖案和顏色的想法。他們還動(dòng)手做研究。
“操縱的物理項(xiàng)目的集合 ，像繩索、滑輪、車輪、木件，以及其他的材料。要?jiǎng)討B(tài)地創(chuàng)建他們自己的簡(jiǎn)單的機(jī)器。”
四年級(jí)的學(xué)生去高等藝術(shù)博物館——夢(mèng)想之車展覽，采取有關(guān)的大小，形狀，形式和材料說(shuō)明。
他們了解成分，材料和使用(例如，有多少乘客被用于這款車)，以及它們?nèi)绾螒?yīng)用這些知識(shí)，以自己的目標(biāo)客戶的欲望。
在他們的研究中，學(xué)生們還通過(guò)采訪用戶，深入研究了解自己的客戶體驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，分析用戶數(shù)據(jù)需求得不到滿足的原因——自己的目標(biāo)客戶去哪兒了?誰(shuí)自帶的呢? 他們采取什么了?
3Idea Generation/Development
產(chǎn)生想法與發(fā)展想法
為理念生成/開(kāi)發(fā)階段，科比說(shuō)，“應(yīng)該是學(xué)生能夠綜合信息，并開(kāi)始做出設(shè)計(jì)決策，這將改變其產(chǎn)品的工程的樣子，感覺(jué)給用戶。
老師也希望學(xué)生能夠成功地傳達(dá)自己的想法 - 在視覺(jué)上，口頭或書面形式 - 并能夠與世界分享他們。
“二年級(jí)的學(xué)生繪制自己的創(chuàng)意草圖顯示每個(gè)TinkerYard站可能是什么樣子。 “學(xué)生們學(xué)習(xí)如何繪制他們的想法的角度來(lái)看，學(xué)生們則看到3D繪圖最好的溝通他們的想法。”
四年級(jí)的學(xué)生也畫2D和3D草圖溝通自己的想法，但他們可以通過(guò)渲染一個(gè)概念車從別人的想法而產(chǎn)生開(kāi)始，這樣當(dāng)談到時(shí)間繪制和分享自己的想法，他們會(huì)感到有信心。
“學(xué)生也可以添加描述性語(yǔ)言，以自己的圖紙捕捉，涉及到概念的思路和想法。”
43D Prototyping
3D原型
三維原型制作階段的目的是讓學(xué)生“看到自己的想法的外觀和在現(xiàn)實(shí)生活中可能會(huì)發(fā)揮作用。”
該TinkerYard是一個(gè)工作原型。 “作為一類，我們可以嘗試的想法寫在紙上，并開(kāi)始建立它在TinkerYard，才知道原來(lái)對(duì)象需要轉(zhuǎn)移，或不工作，我們很設(shè)想的方式，”科比說(shuō)。 “該TinkerYard是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，它永遠(yuǎn)不會(huì)是徹底完蛋了。”
同時(shí)，四年級(jí)一班正在打造的3D粘土模型。 “他們遵循的過(guò)程非常相似的行業(yè)，”科比說(shuō)。 “汽車行業(yè)仍使粘土模型，盡管有許多3D打印機(jī)和其他手快速成型材料。”
5
Testing
測(cè)試
測(cè)試階段的目標(biāo)是為了使改進(jìn)以獲得在原型的反饋。
放在一起的TinkerYard的能源站后，第二個(gè)年級(jí)班有一個(gè)“軟開(kāi)放” - 他們邀請(qǐng)學(xué)生和老師在車站打，它可以揭示需要一旦設(shè)計(jì)者看到用戶如何與什么交互進(jìn)行更改他們創(chuàng)建的。
當(dāng)問(wèn)題從測(cè)試的出現(xiàn)，學(xué)生回到教室，產(chǎn)生新的想法，和原型解決方案。
6Evaluation and Modification
評(píng)估和修改
評(píng)估和修改階段的目標(biāo)是讓學(xué)生協(xié)作，看想法如何結(jié)合，并了解反饋，使迭代的重要性。
“評(píng)估是在過(guò)程中的許多問(wèn)題需要確保你是在正確的軌道上。一旦評(píng)估正在進(jìn)行中，它可能會(huì)變得清晰，創(chuàng)意，圖紙，或原型修改進(jìn)展到下一步之前是必要的。”
對(duì)于這兩種下限和上限小學(xué)項(xiàng)目中，學(xué)生們分享了他們的圖紙，并獲得他們的設(shè)計(jì)迭代反饋。
“學(xué)生學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中是很重要的，它是一次就成功，學(xué)生想設(shè)計(jì)的東西要快，并希望他們的第一次嘗試就可以了。學(xué)生們互相幫助，看到迭代是必要的。他們提供反饋，這是有益的，當(dāng)它沒(méi)有從老師來(lái)了。通常情況下，學(xué)生們更愿意從一個(gè)諍友考慮的反饋。“
“量化是工程設(shè)計(jì)的評(píng)估戰(zhàn)略的重要組成部分，在夢(mèng)幻汽車欄目，學(xué)生一到三個(gè)規(guī)模反映了他們是如何滿足客戶的需求，有效的建模和視覺(jué)吸引力打分自己和自己的汽車。下一步，各評(píng)級(jí)，他們解釋為什么他們給自己的評(píng)分。
