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

學生可以設計和創建解決方案使産品更安全或更具有成本效益。他們可能會設計一種方法，以最大程度地減少對本地環境的某種破壞。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内容具有實際的應用價值。

一、選擇真實的STEM問題的标準

識别學生可以理解和設計解決方案的現實問題可能是創建項目中最具挑戰性的部分之一。在選擇或開發STEM項目時，您可能會考慮以下一些技巧：

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

• 保持問題可行。這個項目應該把重點放在學生可以合理解決的問題上。孩子們應該帶着選擇和測試解決方案所需的知識和技能來參加這個項目。
• 确保學生可以解決問題。他們需要關心這個問題。如果學生對這個問題不熟熟悉，可以用視頻、實地考察、演講者等方式将問題聯系起來。
• 選擇允許多種可接受的方法和解決方案的問題。甚至不要用一個預先确定的方法或一個“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，學生将使用工程過程來設計和構造此問題的解決方案。而且，像工程師一樣，他們将以團隊合作的方式，提出并創創建可能的解決方案。

二、真實STEM問題的類型

您的項目應該解決什麼類型的問題？首先檢查您的課程目标。考慮問題是否需要與學校系統的進度指南中的一組特定的數學、或科學标準同步。一旦您決定了項目将要解決的标準，您可能會看到兩類問題：本地問題和全球問題。

局部問題。 邀請社區成員将本地問題發布到學校或在線課堂上；或者，他們可以直接向學生發送有關“社區STEM項目”的書面建議。

您的學生還可以發現本地問題。這些問題的範圍很廣，從影響他們個人的問題到讓學生探索學校和社區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，并且與大多數學校科學目标相吻合：可持續性，健康，安全和生活樂趣。以下是這些類别中我的學生最喜歡的一些東西：

• 經濟的太陽能。該區域涉及捕獲太陽的能量，将其轉換為有用的形式，并存儲以供使用。
• 獲得清潔水。在這一類别中，學生可能會專注于開發一種淨化循環水的方放法。或者他們可能會開始設計一種減少用水和浪費的方法。
• 保健和藥品。該領域涉及提高醫療質量和效率，設計更好的藥物以及應對廣泛的突發衛生事件。
• 環境問題。這些形式多種多樣，從設計更有效的肥料到為侵蝕創造屏障。孩孩子們可以解決涉及漏油、水污染、空氣質量、瀕臨滅絕的物種、食物短卻缺等問題。
• 城市基礎設施。支持我們社區和地區的這些基本系統包括運輸系統，電網，自來水和污水處理系統，鐵路網絡和市政結構。

到目前為止，您可能想知道學生如何解決此類複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。然後設計和測試用于解決問題的原型。（工程師在構造真實物體之前還先開發了原型。）

三、結論：

學生可以創建和設計有效的問題解決方案。強大的新技術使學生能夠創建和傳播解決前所未有的現實問題的解決方案。為孩子們進行真正有目的的改變的關鍵是人類體驗的力量-移情，人際關系，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麼？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博客作者和教學質量中心的在線社區組織者。她的職業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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