Mathematical modeling is a critical component of the current K–12 mathematics, science, and technology and engineering (T&E) educational standards in the United States. However, mathematical modeling is often overlooked or underemphasized in integrative STEM lessons. This could be attributed to teachers’ limited content and pedagogical knowledge related to integrating mathematical modeling in integrative STEM lessons. Continual advances in technologies like 3D design and printing software and additive manufacturing processes now allow students to see abstract mathematical modeling concepts in contextualized and practical forms. Consequently, we examined changes in mathematics, science, and T&E teachers’ mathematical modeling knowledge and views resulting from a 1‐day integrative professional development (PD) experience. The PD specifically focused on applying mathematical modeling concepts to design and 3D print solutions to integrative STEM lessons. A sample of 50 participating teachers reported increases in certain mathematical modeling knowledge areas, and a large percentage indicated they were more likely to implement mathematical modeling in their classrooms. The results from this study indicated that integrative PD could enhance teachers’ content knowledge, practices, and views about integrative STEM lessons including mathematical modeling and 3D printing. The findings from this study have implications for teachers, school districts, researchers, and professional development providers.

中文翻译：

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通过3D打印进行数学建模的教学：检验综合专业发展的影响

数学建模是美国当前的K-12数学，科学以及技术与工程（T＆E）教育标准的重要组成部分。但是，在集成STEM课程中，数学建模通常被忽略或强调不足。这可能归因于教师的有限内容和与将数学建模集成到STEM集成课程中有关的教学知识。3D设计和打印软件以及增材制造工艺等技术的不断发展，现在使学生能够以情境化和实用的形式查看抽象的数学建模概念。因此，我们研究了为期1天的综合专业发展（PD）经验导致的数学，科学和T＆E老师数学建模知识和观点的变化。PD特别关注将数学建模概念应用于设计，并将3D打印解决方案应用于集成式STEM课程。50名参与教师的样本报告了某些数学建模知识领域的增加，并且很大比例的人表示他们更有可能在课堂上实施数学建模。这项研究的结果表明，集成式PD可以增强教师的内容知识，实践以及有关集成式STEM课程（包括数学建模和3D打印）的观点。这项研究的发现对教师，学区，研究人员和专业发展提供者具有启示意义。50名参与教师的样本报告了某些数学建模知识领域的增加，并且很大比例的人表示他们更有可能在课堂上实施数学建模。这项研究的结果表明，集成式PD可以增强教师的内容知识，实践以及有关集成式STEM课程（包括数学建模和3D打印）的观点。这项研究的发现对教师，学区，研究人员和专业发展提供者具有启示意义。50名参与教师的样本报告了某些数学建模知识领域的增加，并且很大比例的人表示他们更有可能在课堂上实施数学建模。这项研究的结果表明，集成式PD可以增强教师的内容知识，实践以及有关集成式STEM课程（包括数学建模和3D打印）的观点。这项研究的发现对教师，学区，研究人员和专业发展提供者具有启示意义。以及有关集成STEM课程的观点，包括数学建模和3D打印。这项研究的发现对教师，学区，研究人员和专业发展提供者具有启示意义。以及有关集成STEM课程的观点，包括数学建模和3D打印。这项研究的发现对教师，学区，研究人员和专业发展提供者具有启示意义。