Richard M.Felder
Rebecca Brent
STEM
教学和学习——实用指南teaching and learning stem a practical guide 关于STEM学科的教学的书籍通常集中在一个学科上——物理学、比如或工程学。从生城市三维建模
物学、化学到理论数学等STEM领域的全面教学内容很少。这本书采用了一种广泛的方
法，使读者能够从各种STEM学科中获得最好的见解。
第一部分：设计课程防辐射口罩
STEM教学学习实用指南
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作者们
理查德·费尔德，博士，是北卡罗莱纳州州立大学化学工程荣誉教授HoechstCelanese，自1969年以来一 直担任该校教师。他是《化学过程的基本原则》（第四版，威利，2015年）的合著者，自1978年首次出现以来，该原则已被美国和许多国外的所有化学工程部门用作介绍性文本，他撰写或合著了300多篇关于过程工程和STEM教育的论文。他因其教学、研究和出版物获得了许多奖项，包括国际工程教育学会联合会工程教育卓越全球奖（2010年，第一位获奖者)和美国工程教育学会终身成就奖(2012年，第一位获奖者）。丽贝卡·布伦特，Eed，是教育设计公司的总裁，这是一家位于北卡罗来纳州卡里的咨询公司。她在教育方面有超过35年的教育经验，专门从事STEM教师发展、大学前教师准备和大学前和大学水平教育项目的评估，并持有乔治华盛顿大学评估学院颁发的评估实践证书。她撰写或合著了60多篇关于有效教学和教师发展的论文，并在NSF赞助的SUCCEED联盟中协调教师发展，并在北卡罗莱纳州立大学工程与科学学院的新教师指导中协调教师发展。在进入私人咨询领域之前，布伦特博士是东卡罗来纳大学的教育学副教授，在那里她获得了杰出教师奖。2014年，她被任命为美国工程教育学会的会员。 大学教学简介
1.0欢迎来到大学，那里有你的办公室，祝你好运
众所周知，熟练的专业人员通常在获得独立执业证书之前接受培训。电工、机械师和厨师获得初步指导，然后作为学徒服务几个月或几年。会计师、心理学家、物理学家和医生花了几年时间在他们的领
域获得学位，而医生花了更多的时间在有监督的实习和实习中。如果不首先接受培训，允许人们从事一种熟练的职业是不可想象的，特别是如果他们的错误会对其他人造成伤害.除非他们是大学教员。
教师生涯的标准准备工作是参加你所在学科的本科和研究生课程，并完成一个关于别人定义的主题的研究项目。一旦你加入了一个教员，你的方向可能只包括这个部分的标题，也许还有半天或一天，关于健康和退休福利以及实验室安全的重要性。未说明的假设是，如果你有一个学科的学位，你必须知道如何在大学层面上教授它。 任何曾经当过大学生的人都知道这个假设会有多糟糕。什么学生从来没有一个教授教授水平高于任何东西的学生有机会理解，或把整个课程睡觉单调50或75分钟伸展没有明显的意识到有学生在房间里，或闪PowerPoint幻灯片速度没有人的大脑可能跟上吗？ 萌发菌
不幸的是，像这样的教师都是大学的教员。如果你像他们中的任何一个一样教书，无论你知道多少，表现得多么准确，你可能都不会喜欢看学生的考试成绩或班末学生评分。成为一个优秀的老师，甚至仅仅是一个称职的老师，需要知道许多研究生院没有教过的东西，比如如何设计课程并有效地提供课程；写既严格又公平的作业和考试；处理课堂管理，建议问题，作弊，以及无数其他老师经常遇到的头痛。你自己去弄清楚这些事情并不是小事。虽然对于试错学习有一些话要说，但它并不是有效率的——而且在教学中，犯错误的人并不是遭
受后果的人。许多新教员需要数年时间来学习如何教得很好，而有些人则永远不会学习。它并不一定是这样的。众所周知的有效教学方法，也就是说，激励学生学习，帮助他们获得在大学和职业中取得成功所需要的知识、技能和价值。许多这些方法并不是特别困难——您可以只了解它们是什么，然后开始使用它们。这并不意味着他们会让教学变得简单：教授一门课程——尤其是第一次——是而且将永远是一项具有挑战性和耗时的任务。关键是，教学做得好并不必比教学做得不好更难。这本书的目的是为了帮助你学习如何好好地教学。
1.1实现学习
脑波：当我们学习的时候，大脑里发生了什么？
学习是在长期记忆中编码和存储信息的速记，以后可以从中检索和使用。根据这个过程的一个广泛使用的模型，新的信息通过感官进入，在感官寄存器中保存一秒钟，然后传递到工作记忆或丢失。一旦进入工作记忆，信息就会被处理，在一分钟的分数之后（如果信息被重复，或者更长），它就会被存储在长期记忆中或丢失。
一个新的感觉输入进入长期记忆的机会因人而异而大不相同。这些输入最有可能使其与（1）对学习者的生存或福祉的威胁有关。按降序排列，下一个最有可能被存储的输入是那些对学习者具有（2)强烈情感关联的输入；(3)意义(与学习者的兴趣、目标、先前知识和过去经验的关系)；以及(4)意义(可理
解性）。
因此，如果教师提供的信息与学生所知道和关心的任何事情无关，对他们来说没有什么意义，那么如果学生后来表现得好像从来没有听到过一样，就不会感到惊讶了。它从来没有进入他们的长期记忆，所以为了所有的实际目的，他们没有听到它。此外，即使信息使它成为长期记忆，除非它通过排练（有意识的重复）得到加强，集体包含它的神经细胞簇是弱连接的，信息可能不容易检索。
简而言之，新的信息对学生越有意义和意义，它被存储的可能性就越大。一旦存储，信息被检索和排练的频率越高，学习就越有效(苏萨，2011年，Ch。3)。
想想你真正擅长的事情。它可能是足球，自动力学，国际象棋，钢琴，物理，Java编程，或其他任何东西。继续-我们会等的。
现在想想你是怎么变好的。你可能会想到你参加的课程，但你可能不会。你更有可能考虑做你的第一次尴尬和失败的努力，从别人那里得到反馈，或者从你的错误中吸取教训，然后再试一次。如果你坚持，你最终开始成功。你得到的练习和反馈越多，你得到的越好，直到你达到你目前的水平。
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这就是人们学习的方式。掌握一项技能主要来自做事情，不会有任何缺点，也可能从别人那里得到反馈。如果我们仅仅通过阅读一篇课文或看和听别人对我们讲课来学习任何东西，它通常是不多的，而且保持很长时间的机会是很渺茫的。这一信息的真实性已得到长期承认。
一个人必须通过做这件事来学习，因为尽管你认为你知道它，你没有确定性，
直到你尝试。（索福克勒斯）
我们要学会做的，我们要通过做来学习。（亚里士多德）
你不能教一个人任何东西：你只能帮助他在自己身上到它。（伽利略）
真空管道磁悬浮列车没有想法，没有想法，可能会被传达为一个想法另一个人。（约翰·杜威）
现代认知科学和几十年的课堂研究表明，索福克勒斯和其他圣人是正确的。人们通过做和反思来学习，而不是通过观察和倾听。不幸的是，从六年级开始，继续上大学，大多数课程主要通过讲课来教授。因此，对大多数人来说，传统教育是不鼓舞人心和无效的，对一
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