Engineering design skills coverage in K-12 engineering program curriculum materials in the USA
Engineering design skills coverage in K-12 engineering program curriculum materials in the USA
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美国 K-12 工程课程教材中工程设计技能的覆盖范围
DOI：
10.1080/09500693.2017.1367862
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发表时间：
2017
影响因子：
2.3
通讯作者：
Mumba, Frackson
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chabalengula, Vivien M.;Mumba, Frackson
美国现行的K-12科学教育框架和下一代科学标准(NGSS)强调将工程设计融入科学教学，以提高学生的科学素养和工程设计技能。因此，许多工程教育方案都开发了在K-12环境中使用的课程材料。然而，关于这些K-12工程教育方案课程材料中概述的工程设计技能的性质和程度，人们知之甚少。我们分析了九个K-12工程教育课程，以了解工程设计技能的性质和范围。结果表明，开发可能的解决方案和原型的实际设计是高度覆盖的工程设计技能；明确的目标、标准和约束的规范得到中等覆盖率；定义和识别工程问题；优化设计解决方案；演示原型如何工作，以及进行迭代以改进设计，覆盖率较低。这些趋势在不同年级和不同学科的课程材料中都是相似的。这些结果对K-12环境下的工程设计综合理科教与学有一定的借鉴意义。
The currentK-12 Science Educationframework andNext Generation Science Standards(NGSS) in the United States emphasise the integration of engineering design in science instruction to promote scientific literacy and engineering design skills among students. As such, many engineering education programmes have developed curriculum materials that are being used in K-12 settings. However, little is known about the nature and extent to which engineering design skills outlined in NGSS are addressed in these K-12 engineering education programme curriculum materials. We analysed nine K-12 engineering education programmes for the nature and extent of engineering design skills coverage. Results show that developing possible solutions and actual designing of prototypes were the highly covered engineering design skills; specification of clear goals, criteria, and constraints received medium coverage; defining and identifying an engineering problem; optimising the design solution; and demonstrating how a prototype works, and making iterations to improve designs were lowly covered. These trends were similar across grade levels and across discipline-specific curriculum materials. These results have implications on engineering design-integrated science teaching and learning in K-12 settings.
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DOI：
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J. Foster
DOI：
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J. Daugherty
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