美国的K-12教育继续面临两个主要挑战，与世界上其他工业化国家相比，学生在数学和科学方面的表现较差，并且在将技术集成到农村学校教师中方面缺乏专业发展。虽然肯定有这种情况的结构性原因，但教学要素也有贡献。课堂上的积极性和参与性导致更深入的学习和学术上的成功。因此，学习环境应在情感，行为和认知上吸引学生。然而，设计和实施一个学习环境以吸引和激励学生是教学挑战的主要方面。适当地使用技术可以支持这种学习环境的设计。本文提供了基于创新技术的学习环境的详细信息，以向中学生讲授某些数学和物理概念。开发了通过结合飞行模拟软件使用主动学习方法的学习模块。该教学方法是在教师专业发展研讨会上建立的。