STEM项目学习下Arduino课程开发

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:chenger_123
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培养学生的创新精神和实践能力是课程改革的首要目标,创新素养是核心素养的核心成分,世界各国都把“工程技术”的教育放在重要的地位。以美国为例,在《新一代科学教育标准》中首次把“工程技术”的地位提升到前所未有的高度。它强调“工程技术”不仅仅是科学的应用,而且是人类改造世界的一项系统化实践,具有重要教育意义。可是,国内现行的科技教育课程在这方面体现的并不充分,日常的教学没有为学生的手脑并用提供充足的时间和空间,工程技术的内容比重过少。从美国中小学重视的“创客教育”中,我们可以看到,技术的发展与介入能激发学生的创造热情并为基于创造的学习提供条件。有了技术的支持,创意才得以实现。笔者有幸接触到“广西普通高中创新实践”师资班的课程,通过对Arduino课程的学习和体会,发现它可以很好的实现自己的创意和想法,是借助技术让学生将学习过程融于创造过程的一个可能途径。因此,笔者试图通过自己的实践,开发相应的课程,并运用于科技教育之上,然后以表现性评价的方式考察教学效果,最后总结出关于课程开发的几点建议。本研究首先对Arduino技术在STEM项目学习中的作用、国内外编程教育的现状、我国中小学机器人教育的现状以及表现性评价的研究现状进行文献综述。接着运用叙事研究法深描了笔者从一开始接触Arduino课程,到制作出了第一个Arduino作品,进而在教学实践中进行创新实践课程开发,最后对学生进行创意收集的历程和心得,从不同的角度思考Arduino技术对科技教育的作用。研究展示了《蓝牙小车》这门课程的开发和实施,在实习学校与驻校老师合作的蓝牙门锁、蓝居、智能垃圾桶以及智能挂钟监控器四个作品,并在此基础上,设计了《智能家居》项目两个模块的教学设计。每一个模块的教学都包括:一个丰富、复杂且与学生的生活相关的驱动性问题,实现创意的技术,有型的成品目标,基于表现的评价和两周以上的项目计划。关于驱动问题的选择,又提出了选择的框架,如:我们的问题清楚吗?我们可以在计划内的时间完成吗?我们可以以合理的成本来做,不需要购买昂贵的材料吗?设计的成品会对其他人有好处吗?我们的成品会解决现实生活中的问题吗?等等。通过教学实践,对教学过程进行记录和分析,同时为了考察Arduino课程对激发学生的创新性思维与创造热情的效果,笔者对学生进行创意收集,发现学习Arduino课程的学生,其创意想法不仅从生活中提取,还能结合Arduino的传感器等元件对原有的物品进行改进和完善。最后,本研究提供了一系列Arduino教学课例,提出技术辅助科学教育课例设计的可能途径,以及驱动问题的选择框架。试图给想要以及正在开展科技教育教学的老师和学校一些启示。回顾整个历程,笔者感触良多,总的来说师资班对笔者的影响颇为深刻,不仅改变了自己的身份认同,而且提高了自身的胜任能力和可雇佣性,对自己而言是莫大的提升。
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