STEAM教育视角下高中机器人教学活动设计与实践——以吴忠高级中学机器人社团课程为例

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以机器人教育为主的人工智能越来越受社会各界的重视,机器人从设计、搭建到编程都潜移默化的影响着学生的综合能力,如创新创造力、探究合作力、自主学习力等。随着社会结构日新月异的变化,人们对教育的理念也发生了翻天覆地的改变,教育更注重学生思维方式的转变,更加重视多元化的教育,而STEAM教育就是综合人才培养的教育,融合了科学、技术、工程、艺术、数学多种学科,从而提升其全球竞争力。基于此背景,本研究通过文献的研究综述,了解了当前国内外STEAM教育的现状,和分析总结了机器人教育的存在的问题,通过分析总结,试图将STEAM理念融入在吴忠高级中学机器人社团课程中,从而构建基于STEAM教育下吴忠高级中学机器人社团课的课程模型,以此模型为依托,进行教学实践研究,并分析其对学生的学习兴趣、创造力、课堂参与率、动手实践等方面带来的影响。具体来说,本研究的主要研究内容包括:1.文献研究根据本研究选题,经互联网、图书馆等渠道,查找与本研究相关的文献并进行梳理,了解对STEAM教育与机器人教学研究的相关论述、目前的进展情况与热点,探究二者之间的密切联系,以及在研究过程中可能遇到的困境与问题,最终分析判断研究本课题的可行性及课题内容的价值性。笔者还通过文献综述对本研究相关的核心概念及理论依据做了整理分析,为后续教学活动的设计奠定了基础。2.STEAM视角下高中机器人社团课程教学模型的构建基于课程设计方法,对前期研究和实践取得的研究成果进行综合,以教学对象和教学内容为对象,以吴忠市吴忠高级中学为例进行分析,对STEAM理念下高中机器人教学的教学原则、教学流程、教学工具、教学目标及教学方法作总体规划。对SAM教学设计模型和经典教学设计模型ADDIE,由专题内容的分析与确定、主题学习目标的分析、课程活动的分析与设计三方面进行分析比对,查找出各自的优缺点,设计教学模式的目标、内容和评价原则,构建出符合吴忠高级中学学情的STEAM视野下的机器人教学活动设计模型,并试图推广到更多的普通高中机器人教育中。3.STEAM视角下高中机器人教学课程设计与开发。构建出符合吴忠高级中学学情的STEAM视角下高中机器人教学活动设计模型后,在此基础上进行教学课程的设计,包括了教材、课件、教学物品清单、演示视频、及课后评估体系等。运用课程设计案例的方式,详细说明教学流程、实施过程及评价方法。让学生的学习与数学、艺术、技术等多学科知识充分的融合,培养学生的科学素养、发展学生的创造思维。4.STEAM理念下机器人教学活动实践STEAM教育理念下高中机器人教育教学实践成效分析是本研究的重要关注点。本研究在笔者任教学校吴忠市吴忠高级中学展开实践,在实践的过程中,利用访谈法、问卷调查法等,采集实践数据,并尝试对实教学践数据进行统计分析,涵盖有基于问卷调查的教学实践成效数据分析、调查问卷设计及检验、基于访谈调查的教学实践成效分析、访谈设计、基于访谈的教学实践成效数据分析等方面,然后具体研究获得的调查结果,以便对STEAM理念下高中机器人教育教学的实施效果进行验证,并给出相应的改进策略。得到在STEAM教育指导下的高中机器人课程教学设计的实践应用效果,进行反思和总结,完善教学模型。总体而言,融合STEAM理念的机器人课程活动对参与者的学习兴趣、技能、活动参与率、协助探究、反思总结均具有一定的促进与拉升作用,而这些维度的能力或意识,正是STEAM教育与高中机器人教学理念所追求的目标。
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