Eine neue Art, „das Problem zu definieren“
Es besteht kein Zweifel, dass es wichtig ist, den Schülern komplexe, offene Herausforderungen zu bieten, wie SIE in MINT-Labors im gesamten VEX-Kontinuum enthalten sind, um den Schülern zu helfen, ihre kreativen Problemlösungsfähigkeiten aufzubauen. Die Verwendung des Engineering-Design-Prozesses zur Organisation und Strukturierung der Problemlösungsbemühungen der Schüler ist ebenso unumstritten. Es mag jedoch überraschend sein, zu überlegen, wie viel Kreativität bei den Schülern durch eine sorgfältige und überlegte Umsetzung der Phase "Definieren des Problems" des technischen Designprozesses gefördert und entwickelt werden kann.
Es ist verlockend, die Phase "Definieren des Problems" als ziemlich einfach und unkompliziert zu betrachten und sie schnell zu durchlaufen, um zur vermeintlich fleischigeren Phase " Entwickeln von Lösungen" des Prozesses zu gelangen. Eine vereinfachte Betrachtung von „Das Problem definieren“ kann jedoch eine große verpasste Gelegenheit sein, die Kreativität Ihrer Schüler zu fördern. Die Anleitung der Schüler, mehrere mögliche Ansätze zur Lösung eines Problems zu identifizieren, kann kreatives Potenzial eröffnen und ihnen helfen, effektivere Problemlöser innerhalb und außerhalb des Klassenzimmers zu werden.
In den STEM-LABS DES Wettbewerbs, wie VEX IQ (2. Generation) und VEX EXP, wenden die Studenten den Engineering-Design-Prozess an, während sie sich mit der iterativen Problemlösung befassen, um den bestmöglichen Ansatz für den Unit-Wettbewerb zu entwickeln. Die Schüler beginnen den Prozess, indem sie das Problem definieren, das sie zu lösen versuchen – und dabei die meisten Punkte im Wettbewerb erzielen. Oberflächlich betrachtet beinhaltet dies Dinge wie das Verständnis der mit dem Wettbewerb verbundenen Scoring- und Spielregeln und die Berücksichtigung des besten Roboterdesigns für eine gewählte Spielstrategie. Tieferes Nachdenken…
Ein Rahmen zur Definition des Problems
In Ronald Beghetto's Buch, Was wäre wenn? Indem er die Problemlösungsfähigkeiten der Schüler durch komplexe Herausforderungen aufbaut, identifiziert er vier Handlungsprinzipien, die den Schülern helfen können, auf die Unsicherheiten offener Herausforderungen zu reagieren: Stoppen – Denken – Tun – Lernen1. Die ersten beiden Prinzipien, Stop und Think, stimmen mit Define the Problem im Engineering-Designprozess überein. Wenn diese beiden Handlungsprinzipien angewendet werden, können sie den Lernenden helfen, neue Denkweisen über ein Problem zu entwickeln, Möglichkeiten anzunehmen und letztendlich robustere Lösungen für Herausforderungen zu entwickeln.
Stopp
Wenn die Schüler aufhören , sich Zeit zu nehmen, um sich eingehend mit dem Problem oder der Herausforderung zu befassen, vor der sie stehen, erforschen sie das Problem und bereiten sich darauf vor, es zu lösen. Die Schüler sollten überlegen, was sie bereits über das Problem wissen und was sie noch herausfinden müssen. Den Schülern eine Checkliste zur Verfügung zu stellen, die ihnen hilft, ihre Erkundung und Vorbereitung zu gestalten, ist sehr nützlich, wenn sie ihre Fähigkeiten zur Problemlösung entwickeln. Die folgende Checkliste könnte für Schüler verwendet werden, die sich auf die Wettbewerbsstunde in einem MINT-LABOR vorbereiten.
Checkliste erkunden und vorbereiten:
Denken
Sobald die Schüler angehalten und das Problem untersucht haben, in diesem Fall ein MINT-Labor-Klassenzimmer-Wettbewerb, können sie dann über mögliche Lösungen nachdenken. Die Schüler müssen sowohl gründlichdenken – um mehrere Strategiemöglichkeiten zu generieren, alsauch konsequent – um festzustellen, welche der Möglichkeiten am ehesten eine gewinnbringende Gesamtstrategie bieten2
Beghetto schlägt vor, die Schüler zu ermutigen, „Was wäre wenn“ -Fragen zu stellen, um die Schüler dazu zu bringen, viele kreative Wege zu finden, um das gleiche Problem zu lösen3. Beim Brainstorming dieser Ideen sollte alles auf dem Tisch liegen! Dies ist nicht die Zeit, um zu entscheiden, ob eine Idee zu weit hergeholt oder albern ist. Eine Checkliste für die Verwendung divergenten Denkens, um mehrere Ideen zur Lösung des Problems eines IQ-Klassenzimmerwettbewerbs zu generieren, könnte wie folgt aussehen:
Divergentes Denken zur Lösung der Herausforderung eines Klassenzimmerwettbewerbs
Nachdem die Schüler mehrere Ideen für die Herangehensweise an das Problem oder die Herausforderung vorgeschlagen haben, sollten sie sich die Zeit nehmen, alle von ihnen generierten Ideen zu berücksichtigen und dann konvergentes Denken zu verwenden, um sie auf die besten zu beschränken, um sie auszuprobieren. Die folgende Checkliste ist ein Beispiel für Fragen, die verwendet werden können, um das konvergente Denken der Schüler zu leiten:
Konvergentes Denken zur Auswahl der bestmöglichen Strategieideen für einen Klassenzimmerwettbewerb
Die Stop- und Think-Aktionsschritte von Barghetto, die auf die Definition der Problemphase des technischen Designprozesses angewendet werden, stimmen hervorragend mit der Unterstützung der Kreativität der Schüler durch kollaborative Problemlösung überein. Um gemeinsam mehrere Ideen zur Lösung von Problemen zu entwickeln, müssen die Schüler anderen Gruppenmitgliedern Feedback geben und Wege finden, mehrere Ideen zu den besten Strategien zu kombinieren, um sie im Wettbewerb auszuprobieren.
Obwohl sich die Beispiele in diesem Artikel auf IQ und EXP STEM Labs beziehen, können Barghetto's Handlungsprinzipien angewendet werden, um das Problem in allen Arten von offenen Problemen zu definieren, sowohl in der Schule als auch im Leben. Die Fragen in den Checklisten können an die Bedürfnisse jüngerer Schüler angepasst werden. Sie können als Moderationsfragen verwendet werden, während die Schüler arbeiten, und können auch verwendet werden, um kreative Problemlösungen während der gesamten Unterrichtsdemonstrationen zu modellieren.
Die Phase "Define the Problem" des Engineering-Designprozesses ist nicht nur ein erster Schritt, um schnell Lösungen zu finden. Vielmehr handelt es sich um eine kritische Phase, die eine Denkweise des Möglichkeitsdenkens fördert und kreative Problemlösungen fördert. Die Schüler zu ermutigen, langsamer zu werden und das Problem, das sie lösen, gründlich zu überdenken, hilft ihnen, die Fähigkeiten zu entwickeln, die erforderlich sind, um mehrere Ideen zu generieren und sie effektiv zu bewerten. Wenn Sie Ihre Schüler das nächste Mal durch eine MINT-Lab-Herausforderung führen, erinnern Sie sich an die Kraft der Phase „Das Problem definieren“ und nutzen Sie sie, um die Kreativität Ihrer Schüler zu fördern.
Haben Sie Strategien zum Aufbau von Kreativität während des Entwicklungsprozesses? In der PD+ Community oder melden Sie sich für eine 1-on-1-Sitzung an, um mit einem Vex-Experten über die Entwicklung der Kreativität Ihrer Schüler ZU sprechen.