基于机器人的整合性课程对高中生STEM态度的影响研究

作     者：把玉琴 

作者单位：陕西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马红亮

授予年度：2018年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：STEM STEM态度 STEM PBL 教育机器人 

摘      要：近几年,随着STEM教育在美国的迅速发展,日本、澳大利亚和我国在内的许多国家都开始关注此领域。现如今,我国基础教育阶段,机器人教育进行的如火如茶,因其学习活动开展过程中涉及到多个学科的交叉融合,正好为中小学开展整合性STEM教育提供了良好的机遇。然而目前中小学的机器人教育以参加各类竞赛为主,忽略了教育本身的价值。本研究将以mBot Ranger教育机器人作为载体,开展整合性STEM教育,真正发挥教育机器人作为学习工具在促进学生学习过程中的作用,使其成为学生将理论知识应用于实践的好帮手。但同时也面临一些挑战,其教学活动的设计、组织和实施,比一般分科教学要复杂得多。这迫切需要对当前基于机器人的整合性STEM课程教学中学生的学习情况进行实证研究,以检验和反思其教学效果。为了检验基于机器人的整合性STEM教学的有效性,需要采用一种合适的评价维度。从国内外的研究文献来看,国外和台湾地区已经将学生STEM态度作为评价整合性STEM教学的有效手段。基于此,本研究将以Lou等人(2009)提出的学生STEM态度作为评价机器人整合性STEM课程教学的指标。即主要围绕“非机器人整合性课程中,学生对STEM的态度水平如何?和“参加基于机器人的整合性STEM课程后,学生对STEM的态度水平是否有所提高这两个核心问题展开研究。本研究共分为五个章节。第一章为绪论部分。该章节从总体上介绍了本研究的研究背景、国内外相关研究现状、研究问题的提出、研究的目标与意义以及研究内容。第二章为研究的理论基础与课程设计。主要包括本研究所依据的两个主要理论基础,介绍STEM态度和STEM PBL这两个核心概念,在其基础上提出机器人整合性STEM课程的PBL流程,然后以倒车雷达项目和声控抽奖机项目为例进行了详细介绍。第三章为研究设计。这一章节是本研究的核心章节,主要介绍了研究情境、研究对象、研究方法和研究工具。重点介绍了研究工具的信效度检验过程。第四章为收据分析与讨论。主要包括三大部分,首先,利用SPSS 22.0软件对量化数据进行了独立样本T检验和配对样本T检验分析,以及访谈资料的整理。其次,结合量化数据和质性数据的分析结果进行了讨论,详细讨论分析了基于机器人的整合性STEM教学中,学生STEM态度的总体水平及特点。第五章为结论与展望。在本章节中,笔者对整个研究过程以及研究结果进行了总结和反思。主要从这种整合性STEM教学本身出发,探讨其教学的有效性。并且结合已有的研究成果,从如何开展机器人整合STEM教学和如何提高学生对STEM态度两个层面提出了相应的策略。最后阐述了本研究中的不足,并且对后续研究进行了展望。