Tufts大学
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  • 提供配置文件
  • 工程教育拓展中心已运行10多年,从一名教授和数名研究生发展为主任、助理主管、数名全时和半时工作人员以及研究生和本科生

    中心闲置塔夫茨楼底层,每日忙碌活动,本科生开发测试创新教育技术,员工促进师资讲习班,访问教授通过学期系列分享知识
产品组合

  • STOMP系统

  • STOMP在Tufts的目标之一是帮助其他大学建立和管理STEM拓展程序TuftsSTOMP记录课程培训管理信息,使其他集团更容易启动并维护程序

  • STOMP是什么

  • 师范大学工程教育推广中心于2001年启动学生师范拓展课程,以建立Tufts工程学生与K-12本地教育者之间的伙伴关系,促进K-12级STEM科学技术工程数学
    参加STOMP拓展的大学工程学生以基于项目的活动形式向K-12学生介绍STEM概念

    STOMP教程使K-12学生能够使用特定材料设计项目并实现新概念目标

    教育拓展方案的益处
    STOMP在Tufts实施的评价和实验研究显示,参加STOMP的工程学生获取领导才能和通信技巧
    STOMP参与者还认识到社区服务的价值前三位塔夫斯STOMP项目管理员获得塔夫斯总统主动公民与公共服务奖,该奖表彰塔夫斯学生社区领导、公共服务和公民参与

    2009-2010年有35名塔夫特学生平均每周花5小时开发并实践STEM活动十八所大学也采用了STOMP模型,为波士顿以外STEMK-12教育出力

    STOMP联网
    STOMP网络进一步扩大,ToptsSTOMP向有兴趣开发STEM拓展程序的其他大学提供启动设备赠款3 000至5 000美元
    网站提供过去TuftsSTOMP课堂上所有活动、照片和项目视频,供程序采纳或获取思想开发STEM新活动

    如何加入STOMP
    加入STOMP网络获取STOMP手册与程序资源STOMP网络集合外联程序,促进协作并分享资源、课程和课堂素材

    有两种方式参与塔夫茨STOMP

    • 课堂宿主
      做课堂教官塔夫特大学本科生/研究生课堂工程/技术专家帮助你教学工程/技术主题领域
    • 塔夫斯学生
      教程本科生/本科生有兴趣帮助大波士顿地区教师教工技术鼓励申请STOMP

    • 战士机器人

    • 鸡蛋冲浪

    • 继续距离

    • 哈里

    • 泰坦尼克号

  • 教育研究

  • 调查中学教工题和教程内容知识

  • 调查员:摩根海因斯

    论文评委
    Barbara Brizuela和Judah Schwartz(Tufts大学教育系)
    克里斯罗杰斯
    DavidCrismond(纽约市学院)

    目标
    研究的目的是调查中教数学科技师教工单元使用开发的主题知识理解中学教工程知识库可指导师资准备未来的工程师

    研究题
    • 中学数学和科学教师教工单元注重工程设计过程时使用并开发什么题目知识
    • 中学数学和科学老师教工程单元时知道、使用和开发什么工程教程知识
    • 数学和科学教师教工单元时如何用相同和不同方式连接主题和教学内容知识

    方法论
    6名中学教师获选参加这项研究,全部教LEGO机器人工程课程每位教师以前都曾参加由研究员或协作者牵头的暑期师职开发讲习班。从这些教师收集数据的形式有:(1)半结构式访问,(2)视频课堂观察,(3)实战思维任务和(4)学生项目

    迈尔斯和休伯曼(1994年)定性数据分析方法将用于分析访问、任务、观察和学生项目数据方法将不同类型的数据整合到显示器和矩阵中帮助减少和组织数据分析数据通过注解模式和主题分析,分组数据分析,比较关系分析,然后整理数据成概念排序矩阵和图表,帮助讲故事完整内容分析课程和前一次实验研究结果(见Hynes,2007b)为迄今为止开发的编码机制提供基础将使用对每名教师的个案内分析与跨例分析审查数据

    影响
    研究结果可帮助通知工程教育者准备师资资源开发并创建课程培养学生对工程学的了解和兴趣研究还可能提供宝贵的深入知识分析方法以及如何进一步研究方法免得小小老师和学生 与LEGO一起体验工程之欢

  • 通过LEGO工程设计变换初级科学

      • 调查员:Kristen Wendell、Chris Wright、AmberKendall &Chris Rogers、Kathleen Connolly & LindaJarvin(Tufts大学PACE中心)、Ismail Marulcu & MichaelBarnett(Boston学院Lynch教育学院)

        资金来源
        这个项目由国家科学基金会REESE项目Fund#REC-0633952资助,它与TuftsPACE中心及波士顿学院林治教育学院协作本材料表达的任何意见、结果和结论或建议均系作者所为,不一定反映国家科学基金会的观点

        研究概述
        解决美国提高学生科学成绩双重挑战(National教育统计中心,2000年)和他们的技术素养(2002年Pearson and Young),教育者建议技术设计活动作为科学教学背景使用(Fortus、Dershimer、Krajcik、Marx和Mamlok-Naaman,2004年!Kolodner,2006年小学学生(K-4级)可能特别接受基于设计的科学教学,因为这一年龄段的儿童对设计努力的恐惧度比成人或少年少(Baynss,1994年)。教育者认为,当儿童参与设计活动成功完成需要理解特定科学内容时,儿童将同时向两个主要教育目标进步。一方面,青年学生将开发工程设计知识和技能,这些是技术素养基本构件(Pearson and Young,2002年)。另一方面,孩子们将加深对科学内容的理解,因为他们使用科学为设计完成服务(Layton,1993年)。变换初级科学 通过LEGO工程研究 我们正在调查初级科学教学基于设计法

        目标
        我们工作的主要目标是确定基于LEGO工程设计挑战的课程如何影响三四年级课堂科学学习基于LEGO工程挑战开发了四种新科学课程模块,我们正在研究当地城市学校协同教师发布这些模块新建工程设计课程模块有:(1) 声音科学:设计乐器素材属性设计建模院动物研究:设计动物模型简单机器设计人员移动器每一模块耗时约12小时教学,在整个模块中,学生使用LEGO MINDSTORMS素材用于人工制作、电子遥感和机器人编程

        研究题
        1. 和学生如何学习工程设计挑战
        2. 设计有效工程科学课程的最佳做法是什么
        3. 工程环境能改善小学教师科学教学实践吗?

        方法概述
        实验师学习半实验性干预,参加为期一周的两套工程课程模块夏令营,随后在下一学年期间在课堂上实施这些模块比较师资同区继续使用传统课程处理等效内容师资提供比较数据后一年即成为实验师资课程编程测试包括所有学生干预前和后知识评估、干预前和干预后与选定学生的访谈、课堂观察录相带和所有学生和教师态度调查

        在2008-09年期间,我们在14个实验类课程(工程设计基础课程)和6类比较类课程(传统课程)中进行了科学内容学习研究测试前和后测试用于测量物性、声音、简单机和动物适配领域科学内容性能

        总体说来,配对测试显示从单先测试到后测试大增,遍及所有四个领域和两个处理组然而,主要效果是处理法(Engineeration vs.传统课程)的广度预增益评分平均而言,四个科学领域中的三个领域(物质属性、简单机器和动物适配)工程设计科学生比比较学生大增(p<.01),如图所示声音领域工程学生平均增益比比较学生高,但差别不大工科学生获得等量音后评分,尽管声预评分比比较学生低得多。工程设计声音课程模块完成后,学生能够实现与先前表现优于他们的比较学生相同的水平

  • 多表示科学思想

      • 研究项目旨在学习学生如何以各种形式表达科学、数学和工程思想表格中包括口语、绘画、构件手工艺品以及使用ECEOSAM动画软件的拦截电影

        布赖恩EGraval科学教育博士候选

        目标概述
        受资助研究项目的首要目标是调查动画使用问题,将其作为科技学习工具使用SAM动画软件(停止运动动画软件),学生可创建简单框架逐行科学、数学和工程概念动画更具体地说,本研究旨在发现学生如何自发地在动画介质上表达对科学的想法,而与其他比较传统的科学推理方法相比。

        科学领域由概念表达法开发使用决定 概念解释世界换句话说 科学语言表示儿童开始理解科学思想时,通过多形式表达式交互作用来理解科学思想无论是语言文字表示 图形表示或手势表示 科学核心表示不可否认然而,专家科学家使用的传统表达系统是儿童理解并理解自然界时必须理解的系统。科学理解与表达知识并发gravel(2008年)深入探讨这项工作的理论基础

        研究题
        • 学生能在不同外部表示系统中代表什么概念方面和粒子模型
        • 学生对空气和粒子特性的理解如何通过跨系统表达这些概念而受到影响
        • 动画制作与口语、绘画和建构物理人工品等其他系统制作的表示相近和不同吗?

        方法论
        波士顿区中学五年级学生参加了这项研究研究由参加三次面试的每个学生组成,他们在各种系统制作表情相关科学任务/探索是相关针头问题(下文)。在此演示中,每个针头插口(喷嘴)使用一块清晰塑料管连接参赛者推倒一个针头时 另一滑动者延展



        学生被要求分享他们对空压的了解, 基于设备, 使用口语、画画、拦截电影和物理构造所有学生都参加了课堂项目,在参加研究前熟悉SAM动画软件面试顺序如下:(1)口语画画,(2)动画和(3)物理构造学生在由实验研究学生制作的每场课中都展示实例,以了解学生如何能够用其他方式评析连接式注射器中的空气工作方式

        实验学习结果
        实验研究以非常相似的方法进行,结果如下:本研究使用四种初级表达形式(语言、绘图、动画和物理构造)中,学生对空气压力的解释似乎有两种趋势。学生往往偏重空气中的某些“物质”方面,偏重空气中的其他环境中的“过程”。物素方面空气包括描述气体、气体填充空间和粒子性质物过程描述指空气可移动对象,空气可压缩具体环境,以及空气流流流流量与这两种视角、状态和过程并发,学生往往使用某些基本解释框架的似然性,视上下文而定。模型中包括“空取空间”、“空气连续流出材料”、“空气集合粒子”。每种模型都以不同方式使用来理解相关针头的不同方面分析这些数据时将遵循状态论论过程和初级解释模型 学生使用

        进程思想和动画关系的一个假设是停止运动固有时间性为了制作动画,学生必须生成图像序列每一图像都由时间实例组成,图像收集表示随时间变化学生生成图像时,他或她知道前图像并预测下一图像-从某种意义上讲,同时考虑三种实例中度迫使学生思考时段(尽管较小), 提供方法分析小段时间变化换时,我们认为这有助于学生更好地了解过程,帮助学生分解随时间变化

  • 服务学习作用:提高工程教育

  • 调查员
    Adam Carberry、Gay Lemons、MaryMcCormick、Chris Rogers、ChrisSwan和LindaJarvin

    协作者
    William Oakes(浦度大学)
    Russel Faux公司

    资金来源
    此项研究由国家科学基金会IEECI方案资助,Grant NoECE-08398材料中表达的任何意见、结果和结论或建议都是作者的意见、结论或建议,不一定反映国家科学基金会的观点。

    目标概述
    本研究项目的总体目的是测量工程服务经验作为教学工程方法的有效性,并研究这些经验如何吸引比目前工科学生群更多样化的工科学生群项目将调查参与工程服务与学生工程设计自效率、工程认知信教和理解基本工程概念之间的动态交互关系我们的分析将用于量化这类程序-具体为师资拓展指导程序(STOMP)、工程师无国界项目(EWB-USA)和工程社区服务学习项目-在吸引和保留学习工程的学生方面所起的作用

    此外,由于这些工程服务经验中女性参与者总百分比偏高,与工程项目中女性百分比之比相比,这个项目还将使用这三个构造解释为什么这些课程对工程中的女性特别有吸引力。

    研究题

    • 工程服务经验如何影响学生自我效率、对工程性质的看法以及对工程设计概念理解
    • 主动自效工程技术 会招生保留工程技术吗
    • 工程服务引导更精确地观察工程性质
    • 学生概念理解工程设计透视工程服务经验
    • 工程服务经验为何吸引高百分比的女性参赛者
    • 工程服务会提高工程界女性保留率吗?

    方法论
    工程学本科生参加STOMP、EWB和EPICS类比工科学生学习传统课堂学习和本科生研究机会每位参与者将得到一组测量和设计任务分析自身对工程设计、工程认知信条和对工程设计过程概念理解前两次评估将使用经验证的在线调查进行后一种工具将作为一项实战设计任务管理

    初步结果
    语言协议分析设计任务实验研究刚刚完成研究结果可见于我们的REES大会出版物、设计研究出版物和ASEE会议记录中。研究成果被用于开发数字工作手册(使用机器人手册),旨在收集量化数据。纯量化研究目前正在进行中,希望在2010年夏前有可展示结果

  • 探索规划影响一年级学生规划与工程设计问题解决方案

  • 调查员
    Merredith Portsmore和Chris Rogers
    Barbara Brizuela和Ana Schliemann(Tufts大学教育系)

    资金来源
    这项研究由Karol联谊会资助

    研究概述
    K-12工程教育是美国教育中创新强势运动设计是工程基本构件之一 正在多间教室推广教程设计是各级研究领域初级阶段,我们很少知道如何最优教孩子设计基本构件这项研究旨在研究让儿童参与规划如何影响他们的规划能力外观描述幼儿识别和理解工程设计问题

    研究题
    • 学生参与规划对课堂工程设计问题解决方案质量有何影响
    • 由学生规划时间产生解决课堂工程设计问题的办法
    • 经验规划与执行需要规划的任务之间的关系何在?

    问题

    一年级学生辨识出什么问题

    方法论
    研究仍在开发中,使用定性方法记录课堂交互此外,学生完成预评和后评时使用的任务成绩评价产生性能评分

  • 按性别和学术年划分工程学习特征

  • 调查员:亚当卡莓

    目标化
    研究的目的是检验和描述通过服务学生学习的感知、信仰、特征和自概念

    研究题
    • 工程学习、工程认知信仰、个性特征和自概念-自效率、动机、结果期望和焦虑-对通过服务经验学习工程学生工程设计的理解是什么?
    • 工程学习、工程认知信仰、个性特征和自概念对通过服务参与工程学习的学生工程设计有何不同?性别与学年期间有交互作用吗?
    • 工程学习源、认知学信德和个性特征预测通过服务学生学习工程成绩效果效果如何

    方法论
    研究是对多类构造的一次性跨段评估,设计通过主动参加学习服务学生深入描述学习特征综合源码设计为广泛概述通过服务学习的学生所选构造分析学生如何将服务与传统课程作业比较为学习专业技术的源码,他们的认知学信念对工程学的什么,他们的个性特征是什么,以及他们对工程设计关键服务构件的自概念是什么测量分析每种构造以调查构造与预测实现力之间的动态交互作用