小学智能硬件课程中工程思维培养的行动研究

发布时间：2024-02-24 03:27

　　随着时代的发展,智能化的周边设备已经成为大众创业、万众创新的工具,越来越多的中小学教师开始依托诸如Arduino、Microduino、Makeblock、DFRobot等开源智能硬件产品开展各类创客课程,其教学应用受到了从事中小学教育信息化的专家学者们越来越广泛的关注。同时,STEM教育在美国的兴起,也催生了诸多以智能硬件为载体的STEM课程,此类课程强调以工程设计为引导来培养学生的科学、技术、工程、数学等方面的高阶思维。而目前智能硬件在我国中小学教育方面的研究仍大多集中在其本体知识的教学研究和科技的松散实践与竞赛培训,范范而谈“创新”,缺少明确的目标归属和对学生STEM-E高阶思维能力层面的培养。美国“K-12 STEM教育标准框架”对“科学与工程学实践”的标准界定和日本智能硬件/机器人教育体系化、低龄化特点及其对高阶思维培养的高度重视,都对我国智能硬件在中小学教育中的应用发展有着非常重要的启示意义。本研究对陕西师范大学绿地浐灞小学进行实地调查,发现相关教师对如何设计与实施智能硬件教学活动、如何挖掘智能硬件的核心教育价值存在困难,且缺乏实证的经验和参考。因此本研究从现实问题出发结合...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１工程设计过程??Ｆｉｇ．３－２?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ｄｅｓｉｇｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

集信息（３）制定可能的设计方案（４）选择最佳方案（５）实施方案（６）测试和??评估方案（７）交流结果（８）有必要的情况下重复所有步骤（９）完成决策。这九??个步骤之间互相依赖、互相影响，详见图２－１。工程设计的基本要素包括：问题??界定、探索研宄、头脑风暴法、实验方法、原型等。?....

图２－２基于设计的科学探究双循环模型（克罗德乡内）??

图２－２基于设计的科学探究双循环模型（克罗德乡内）??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｅｓｉｇｎ－ｂａｓｅｄ?ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ?ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｏｕｂｌｅ－ｃｙｃｌｅ?ｍｏｄｅｌ?（Ｋｏｌｏｎｄｅｒ）??一些科学探宄方法本身可以支持工程设计活动，如某些数学概念和技术....

图３－１学习活动流程图??Ｆｉｇ．３－１?Ｌｅａｒｎｉｎｇ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??

?３．２工程思维导向下的学习活动设计??本研宄根据前面的学习活动框架设计了本课程的活动流程图，见图３－１，该??流程图同吋也是制作幻灯片课件的依据。下面介绍在［）Ｄ１Ｅ活动框架下每个阶段??的具体活动设计。??酬趙情境??界定工程问■?（?????明确工程任务０匕工程决策＼?，?....

图４－２?ＤＩＹ小台灯程序流程图??Ｆｉｇ．４－２?ＤＩＹ?ｔａｂｌｅ?ｌａｍｐ?ｐｒｏｇｒａｍ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??

图４－２?ＤＩＹ小台灯程序流程图??Ｆｉｇ．４－２?ＤＩＹ?ｔａｂｌｅ?ｌａｍｐ?ｐｒｏｇｒａｍ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??决方案，实施工程，完成任务。??台灯原型??碰撞开关是数字信号传感器，到数字接口（即不带ａ的借口）。翘起的一端，就发出一个电信号，书中勾选出的功能模块清单，动....

本文编号：3908446