促进STEM和计算机教育中解决问题的框架

背景：近期在STEM和计算机科学教育中的发展，强调了21世纪技能，例如解决真实问题。这些技能通常超越单一学科。因此，解决问题必须被视为一项多学科挑战，相应的实践和过程需要使用一个综合框架来描述。目的：我们提出了一个细致、综合和跨学科的解决问题框架，用于STEM和计算机科学教育，逐渐包括这些领域的所有解决问题的方法。因此，该框架作为一个工具箱，提供多种选项，按照步骤和过程供学生选择。该框架可以用来培养解决问题的能力。证据来源：该框架基于文献综述而开发。我们包括了STEM和计算机科学中所有突出的领域特定的问题解决方法，主要由以实证为导向的方法组成，例如科学探究，以及仅以理论为导向的方法，例如数学证明。主要论点：随着对综合STEM和计算机科学教育的需求不断增加，尤其是在研究自然现象和真实问题时，单独涵盖自然科学或其他单一领域的问题解决框架显得不足。结论：我们的框架可以通过提供一个共同的背景，支持实践和研究，将不同领域中解决问题的方法、步骤、过程和活动与一个共同的参考联系起来。通过这样做，它可以帮助教师解释科学问题可以被解决的多种方式，并构建反映这些多种方式的问题。STEM和计算机科学教育研究可以利用该框架在细致的层面上发展解决问题的能力，构建相应的评估工具，并研究在什么条件下可以实现学习进步.