Growing interest in integrated science, technology, engineering, and mathematics (iSTEM) education has been promoted as one way to increase innovation capacity, support future employment, and enhance learning outcomes in K-12 education throughout the USA. Existing efforts to construct iSTEM curricula have largely focused on finding points of integration among commonly shared disciplinary practices, but these efforts have not explicitly accounted for the distinct epistemologies of the disciplines. In this study, we critically examined the concept of iSTEM by conducting a thematic analysis of K-12 STEM learning standards documents to identify cross-cutting themes among the practices of the various disciplines. We then analyzed these themes using disciplinary epistemologies in order to highlight some promises and perils of an integrated approach to STEM education. We identified eight cross-cutting themes: communicating, investigating, modeling, using tools, working with data, making sense of problems or phenomena, solving problems, and evaluating ideas or solutions. Through our analysis of practices and epistemologies, we discuss the promises of iSTEM, including fewer learning standards, enhanced epistemic fluency, increased diversity and inclusion in STEM, and opportunities to challenge settled and siloed disciplinary knowledge. We also discuss potential perils, which consist of conflation and/or exclusion of various STEM practices and epistemologies. We urge continued examination of iSTEM with an eye toward the epistemic implications.

中文翻译：

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通过学科实践和认识论探索综合 STEM 的前景和风险

人们对综合科学、技术、工程和数学 (iSTEM) 教育的兴趣日益浓厚，已成为提高创新能力、支持未来就业和提高美国 K-12 教育学习成果的一种方式。现有的 iSTEM 课程构建努力主要集中在寻找共同学科实践之间的整合点，但这些努力并没有明确说明学科的不同认识论。在这项研究中，我们通过对 K-12 STEM 学习标准文件进行主题分析来确定各个学科实践中的交叉主题，从而批判性地研究了 iSTEM 的概念。然后，我们使用学科认识论分析了这些主题，以突出 STEM 教育综合方法的一些前景和风险。我们确定了八个交叉主题：交流、调查、建模、使用工具、处理数据、理解问题或现象、解决问题以及评估想法或解决方案。通过我们对实践和认识论的分析，我们讨论了 iSTEM 的前景，包括更少的学习标准、增强的认知流畅性、增加 STEM 中的多样性和包容性，以及挑战固定和孤立的学科知识的机会。我们还讨论了潜在的危险，其中包括对各种 STEM 实践和认识论的混淆和/或排除。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。我们确定了八个交叉主题：交流、调查、建模、使用工具、处理数据、理解问题或现象、解决问题以及评估想法或解决方案。通过我们对实践和认识论的分析，我们讨论了 iSTEM 的前景，包括更少的学习标准、增强的认知流畅性、增加 STEM 中的多样性和包容性，以及挑战固定和孤立的学科知识的机会。我们还讨论了潜在的危险，其中包括对各种 STEM 实践和认识论的混淆和/或排除。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。我们确定了八个交叉主题：交流、调查、建模、使用工具、处理数据、理解问题或现象、解决问题以及评估想法或解决方案。通过我们对实践和认识论的分析，我们讨论了 iSTEM 的前景，包括更少的学习标准、增强的认知流畅性、增加 STEM 中的多样性和包容性，以及挑战固定和孤立的学科知识的机会。我们还讨论了潜在的危险，其中包括对各种 STEM 实践和认识论的混淆和/或排除。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。并评估想法或解决方案。通过我们对实践和认识论的分析，我们讨论了 iSTEM 的前景，包括更少的学习标准、增强的认知流畅性、增加 STEM 中的多样性和包容性，以及挑战固定和孤立的学科知识的机会。我们还讨论了潜在的危险，其中包括对各种 STEM 实践和认识论的混淆和/或排除。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。并评估想法或解决方案。通过我们对实践和认识论的分析，我们讨论了 iSTEM 的前景，包括更少的学习标准、增强的认知流畅性、增加 STEM 中的多样性和包容性，以及挑战固定和孤立的学科知识的机会。我们还讨论了潜在的危险，其中包括对各种 STEM 实践和认识论的混淆和/或排除。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。其中包括合并和/或排除各种 STEM 实践和认识论。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。其中包括合并和/或排除各种 STEM 实践和认识论。我们敦促继续检查 iSTEM，着眼于认知含义。