布朗大学与布莱克斯通学院合作推出创新科学课程

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布朗大学（2024USNews美国大学排名：9）与位于罗德岛州波塔基特的布莱克斯通学院特许学校合作，推出了一门名为Makerlab的新科学课程，旨在通过设计和工程技能的培养，激发高中生的创造力和兴趣。这一合作不仅为学生提供了宝贵的实践经验，还展示了高等教育机构与中学教育之间的成功合作模式。布朗大学的机械工程专业学生塞雷娜·武和其他本科生在布朗设计工作坊中担任导师，指导高中生使用激光切割机、3D打印机、钻机、锯子和砂光机等工具。课程由布莱克斯通学院的科学教师亚伦·温布拉特于2022年创建，结合布朗大学工程学生开发的项目式课程，教授结构完整性、材料特性、原型设计和迭代等基本概念。学生们通过动手设计和工程挑战，培养了韧性和解决问题的能力。课程吸引了各种兴趣的学生，包括对3D打印、工程、艺术和设计感兴趣的学生。布朗设计工作坊的负责人路易斯·曼弗雷迪表示，早期接触STEM教育可以为孩子们打开机会之门。布朗大学的学生志愿者在课程中发挥了重要作用，他们不仅教授基本技能，还指导学生设计解决方案，探索工具和材料的使用。课程的成功也得益于布朗大学工程学院学生的支持，他们在布朗设计工作坊中担任监控员，监督机器操作和设备使用。课程的受欢迎程度不断提高，一些学生甚至选择再次选修该课程。

布朗大学与布莱克斯通学院特许学校的合作不仅仅是一次简单的课程开发，而是一个更广泛的教育创新项目的一部分。布朗大学获得了巴尔基金会的30万美元资助，用于开发一个试点项目，支持在普罗维登斯、中央瀑布和波塔基特公立学校工作的布朗大学教育硕士项目（MAT）毕业生。该项目旨在通过提供教学指导、专业发展和文化相关教学实践培训，帮助20名早期职业教师应对教学挑战，提升他们的教学能力和学生需求的满足度。布朗大学MAT项目主任Katherine Rieser表示，早期职业教师在文化相关教学实践方面常常存在知识缺口，这可能导致他们早早离开教学岗位，加剧全国教师短缺问题。该项目将与四所当地中学合作，包括普罗维登斯的Hope高中和Paul Cuffee学校，波塔基特的Blackstone Academy特许学校，以及中央瀑布高中。项目团队目前正在收集利益相关者的意见，以设计出一套支持措施，帮助教师在职业的前五年内建立和维持社区，参与专业学习并持续成长。布朗大学的MAT项目是一年制的小规模驻校教师培训项目，学位候选人在单一学校环境中学习，同时了解普罗维登斯地区社区的教育和文化资产。该项目还将与布朗大学Annenberg研究所的研究人员密切合作，收集和分析项目的有效性数据。

布朗大学工程学生在Makerlab课程中扮演了至关重要的角色。他们不仅是知识的传授者，更是学生们的榜样和激励者。在罗德岛州普罗维登斯，来自Blackstone Academy Charter School的学生们通过这门新课程，学习使用激光切割机、3D打印机、钻机、锯子和砂光机等工具。这门课程是当地高中教育者与布朗大学学生及布朗设计工作坊工作人员合作的成果。每周，这些高中生都会前往布朗大学的1万平方英尺的创客空间，将他们的想法转化为实际作品，学习木工、金工以及设计和工程技能。Blackstone Academy的科学教师Aaron Weinblatt于2022年创建了这门选修课，旨在为来自Pawtucket、Central Falls和普罗维登斯的300多名学生提供传统科学课程的替代选择。Makerlab的项目式课程由布朗大学工程专业的学生开发，介绍了结构完整性、材料特性、原型设计和迭代等基本概念。通过动手设计和工程挑战，学生们培养了韧性和解决问题的能力。Weinblatt表示，这门课程旨在让学生掌握工程设计过程，接受迭代，并在目标与约束之间找到平衡。九年级学生Aalyah Matos表示，她在这门课之前对工具几乎没有经验，但通过这些动手项目，她发现自己非常喜欢这些技能，并且这些技能在短期内就证明了其有用性。

早期接触STEM教育对高中生的影响是深远的。贝勒大学教育学院举办的第二届STEM+夏令营就是一个很好的例子。该夏令营专为即将升入五年级的学生设计，为期一周，重点是火箭科学，旨在通过动手项目让学生接触科学、技术、工程和数学（STEM）学科。夏令营由STEM教育副教授Suzanne Nesmith博士和数学教育教授Sandi Cooper博士共同创办，得到了Waco的Cooper基金会的资助，并在贝勒大学的Mayborn博物馆举行。学生们通过建造火箭和赛车模型车等项目学习科学、数学和工程原理。夏令营还包括艺术创作，学生们的作品将在家庭之夜展示。研究表明，夏令营有效提高了学生在STEM学科中的信心和效能感。Cooper基金会提供了47000美元的资助，贝勒大学工程与计算机科学学院提供了必要的材料。贝勒大学教育学院已有100多年的历史，致力于教育、领导力和人类发展的职业准备。

在Makerlab课程中，学生们学习了多种工具和技术，这些技能不仅在课堂上有用，在未来的职业生涯中也将大有裨益。佐治亚理工学院工程学院创建了一个独特的数字沙盒——AI Makerspace，旨在让学生在课堂上理解和使用人工智能。这个超级计算机中心为学生提供了通常只有研究人员或科技公司才能使用的计算资源，使学生能够获得实践经验，深化技能，成为新一代的AI专业人士。AI Makerspace与NVIDIA合作，提供包括NVIDIA深度学习学院资源、认证、大学大使计划、课程辅助教学工具包和开发者社区网络等支持。该合作伙伴关系代表了对技术和基础设施的重大投资，学生和教师将通过NVIDIA的资源获得支持。AI Makerspace还使佐治亚理工学院能够增强或重新设计课程，结合实际的AI工具，并开发新的课程，向所有学生传授AI的基本原理。AI Makerspace的基础设施由佐治亚理工学院的高级计算环境合作伙伴（PACE）支持，提供可持续的领先研究计算和数据（RCD）网络基础设施、软件和支持。

综上所述，布朗大学与布莱克斯通学院特许学校的合作不仅为高中生提供了宝贵的实践经验，还展示了高等教育机构与中学教育之间的成功合作模式。通过Makerlab课程，学生们不仅学到了设计和工程技能，还培养了韧性和解决问题的能力。布朗大学工程学生在课程中扮演了至关重要的角色，他们不仅是知识的传授者，更是学生们的榜样和激励者。早期接触STEM教育对高中生的影响是深远的，能够有效提高学生在STEM学科中的信心和效能感。通过学习多种工具和技术，学生们不仅在课堂上受益，在未来的职业生涯中也将大有裨益。布朗大学与布莱克斯通学院特许学校的合作为其他教育机构提供了一个成功的范例，展示了如何通过合作和创新，提升学生的学习体验和教育质量。