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像专家一样解决问题

高中学生、教师通过新课程获得批判性思维技能

“像专家一样解决问题”课程的学生一起设计一种装置,用系绳将高尔夫球运送到特定的距离。

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学习如何更好地解决问题是几名圣地亚哥高中的学生和高中老师在加州大学圣地亚哥分校度过的部分暑假。他们参加的工程问题解决课程是其中的一部分加州大学圣地亚哥分校一个更大的项目更好地为更多圣地亚哥人的技术职业生涯做准备。加州大学圣地亚哥分校的方法包括教授从工程实践中提取出来的实际解决问题的技能。

20名圣地亚哥高中的学生花了四周时间,通过一系列实践项目学习这些技能,练习并学习识别问题并解决问题的可操作步骤。接下来的两周,7名当地高中教师也被介绍了这些技能,并制定了今年秋季可以带回课堂的课程,以进一步传播这种解决问题的技能。

这门新的“像专家一样解决问题”课程由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院与加州大学圣地亚哥分校分校合作开设,旨在帮助学生培养批判性思维技能,以便更好地分析各种情况下出现的挑战,并努力寻求巧妙的解决方案。

该课程是一项更大的大学计划的一部分,该计划旨在扩大该地区的工程和技术劳动力。加州大学圣地亚哥分校的雅各布斯工程学院和加州大学圣地亚哥分校一直致力于丰富圣地亚哥K-12学生解决问题的技能,以获得当地慈善家巴斯·伍利(Buzz Woolley)在2020年许下的三年承诺。

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院院长阿尔伯特·皮萨诺(Albert P. Pisano)说:“我们工程师有真正的责任,让每个学生,不管是不是工程专业的学生,都能通过应用工程领域开发的可靠方法,成为一个自信和积极的问题解决者。”“解决问题需要实践,作为教育工作者,我们有责任创造引人入胜的工具和体验,让解决问题的实践与当今所有学生相关。”

参加了这门课程的科尔尼高中(Kearny High School)生物医学科学与技术教师詹妮弗·奥戈(Jennifer Ogo)说,她注意到我们要求学生的内容与我们教他们的内容之间存在脱节。

奥戈说:“学生们经常被要求跳出思维定式,想出创造性的解决方案,但没有提供具体的步骤来说明如何做到这一点。”“所以这门课帮助我学习如何教他们解决问题,并提供这些步骤,让他们以新的方式思考。他们被要求创新并提出出色的解决方案,但如何实现这一目标则完全是另一回事。”

在课程中,学生和老师学习了问题识别和解决策略,包括邓克尔图、Kepner Tregoe决策分析模型和鱼骨图。他们学会了如何识别意想不到的后果,并制定和减少他们的假设清单。在这些讲座之后,学生们在每节课的第二部分将这些技能用于以团队为基础的实践活动,例如创造一辆由橡皮筋驱动的汽车,或设计一个用绳索将高尔夫球运送到特定距离的装置。

汉娜·宋(Hannah Song)是Canyon Crest Academy的大四学生,她说这门课程帮助她将名字和技巧与多年来一直在不知不觉中使用的实践结合起来。

当地高中教师参加了该课程。

当地的高中教师也参加了这门课,今年秋天,他们把所学到的知识带回了课堂。

宋说:“我认为这个项目让我对实际解决问题的策略有了更多的认识。”“我有时会无意识地执行它们,但我从来没有给它们起过名字,也没有有意识地解剖和组织它们的方法。这让我更加意识到我是如何解决问题的。我真的很享受,我真的很喜欢我们和其他同学的互动。”

圣地亚哥高中的三年级学生Yani Ciampistraneo说,首先能够准确地识别问题是解决问题的关键。

“我基本上学会了如何识别问题,以及一些不同的策略,一旦你发现问题,你就能想出简洁的解决方案,真正解决问题,并找出什么有效,什么不太有效,这样你就可以在下一个问题上进行改进。”

他的老师,在圣地亚哥高中教微积分、物理和工程学的Leqah Munaim参加了教师会议。她说,课程中使用的实践项目将成为学生们很好的教学工具。

穆尼姆说:“我所有的学生都将有机会尝试这些实践活动。“我可以看到我可以应用很多项目来教授不同的主题。所以我可以用一个项目来教授动量,同时也可以用它来教授力量等等。”

Canyon Crest Academy的三年级学生Drew Shyffer说,这门课不仅有用,而且很有趣。

“我真的很喜欢这门课,”他说。“制作东西总是很有趣的;就像你们班上最好的科学实验,但每天都在做。学校里有趣的部分但一直都是。这真的很愉快,很有趣,但你仍然可以学到东西。”

他还喜欢进入加州大学圣地亚哥分校的EnVision艺术和工程创客工作室,在那里教授课程,以及那里可用的所有设计和建造工具。

一个学生团队在测试他们的高尔夫球运输系统。

一个学生团队在测试他们的高尔夫球运输系统。

该课程由雅各布斯工程学院讲师Alex Phan博士教授,并与Curt Schurgers合作设计,Curt Schurgers是电气和计算机工程系的副教授,也是加州大学圣地亚哥分校EnVision艺术和工程创客工作室的教师主任。

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