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CDIO理念下的初中机器人教学活动设计与实践研究

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CDIO理念下的初中机器人教学活动设计与实践研究

作者：杜文杰西北师范大学

学位级别：硕士

随着信息技术、人工智能技术的不断发展,机器人教学被越来越多的人重视,很多中小学开设机器人校本课程来培养学生的创新能力、动手能力等综合能力。但是当前的机器人教学中还存在诸多问题需要解决,如当前的机器人教学目标不明确、教学... 详细信息

随着信息技术、人工智能技术的不断发展,机器人教学被越来越多的人重视,很多中小学开设机器人校本课程来培养学生的创新能力、动手能力等综合能力。但是当前的机器人教学中还存在诸多问题需要解决,如当前的机器人教学目标不明确、教学模式不适应机器人课程的特点,无法发挥课程本身所具备的工程性优势,忽视了学习过程对学生综合能力的培养,造成教学效果不佳。因此,本研究结合当前机器人教学活动存在的问题,基于工程教育中的CDIO理念,探究如何构建CDIO理念下的初中机器人教学活动流程来提高机器人课堂的教学效果。首先,研究使用文献研究法对CDIO理念和机器人教学进行了概念界定,梳理了当前的国内外研究现状。其次,通过现状调查分析了当前实习学校机器人教学中存在的问题及成因,并结合机器人课程的特点指出本研究的可行性。再次,借助CDIO教学大纲对初中信息技术教材中机器人教学目标进行了分析归类,整理出CDIO理念下的初中机器人教学活动三级目标,并在“双主”原则、情景体验原则和多元评价原则的基础之上,对学习者特征、教学方法、学习环境以及教学评价等进行分析,构建了围绕初中机器人教学活动三级目标开展的CDIO理念下初中机器人教学活动设计流程初步框架。最后,依据该框架设计相关的教学活动并进行了三轮实践,在每轮实践后,通过教师课堂观察、学生访谈和作品得分情况分析教学活动效果,总结教学活动中存在的不足,并作为下一轮需解决的问题,通过三轮行动研究验证该模式的有效性。通过教师课堂评价、学生访谈、作品评价以及问卷分析等方式,从学生学习沉浸度、学习态度以及作品质量来分析整体的教学效果。最终得出如下结论:CDIO理念下的初中机器人教学活动设计流程对于学生学习沉浸度的提升有非常显著的效果,对学习态度的提升效果较为显著;从作品得分情况来看,学生作品的跨学科融合、动手实践以及合作表达三方面的得分均有所提高,由此验证了CDIO理念下的初中机器人教学活动设计的有效性。

关键词： CDIO理念工程教育初中机器人教学活动设计

基于课内翻转的小学信息技术游戏化教学活动设计与实践

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基于课内翻转的小学信息技术游戏化教学活动设计与实践

作者：邓梦西北师范大学

学位级别：硕士

《教育信息化2.0行动计划》强调通过不断推进信息技术和教育的深度融合来促进教学质量的改进、管理的优化以及绩效的提升。提高教师和学生的整体信息素养水平,适应信息社会的发展要求,能够用信息技术处理教学、学习、生活中出现的问题... 详细信息

《教育信息化2.0行动计划》强调通过不断推进信息技术和教育的深度融合来促进教学质量的改进、管理的优化以及绩效的提升。提高教师和学生的整体信息素养水平,适应信息社会的发展要求,能够用信息技术处理教学、学习、生活中出现的问题。作为实现教育信息化核心内容的重要支撑,信息技术学科起着举足轻重的作用。然而,当前基础教育阶段的信息技术课程仍是以传统的“讲授—练习”为主,导致学生学习兴趣不高,课堂参与度较低,师生课堂互动缺失等问题的出现。近年来,游戏化教学不仅成为国内外学者的研究热点,而且正被引入不同的教育领域实施应用。经过长时间的游戏化教学实践,其优势已然凸显出来,但也暴露了一些问题,如教学时间分配不合理、传授知识低效、学习效果难以测量等。为了弥补这一弊端,本研究将课内翻转教学理念引入游戏化教学进行研究实践。首先,通过查阅国内外文献,确定本研究的理论基础,总结课内翻转教学和游戏化教学的研究现状。实地调查H小学信息技术课程的教学现状,分析基于课内翻转的游戏化教学在小学信息技术课堂实施的必要性与可行性。其次,在建构主义理论、做中学、心流理论、沉浸理论等理论的支撑下,依据学习者的特征分析、教学内容的选择、教学目标的确定等设计基于课内翻转的游戏化教学活动流程,并在此基础上进行教学设计和实施。最后,通过问卷调查、课堂观察、访谈、阶段性测试等方法检验基于课内翻转的游戏化教学应用在小学信息技术课程中的教学效果,并对教学效果进行分析,总结出教学实施建议。本研究数据分析结果表明,基于课内翻转的游戏化教学有利于提高学生的学习兴趣,培养自主学习能力和合作学习能力,提高学生的学业成绩;轻松愉快的学习氛围有利于提高课堂参与度,促进师生互动;教学中线上平台的使用便于测量学生学习效果,提高评价准确性。

关键词：小学信息技术游戏化教学课内翻转教学活动设计

基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动设计研究

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基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动设计研究

作者：张永双山东师范大学

学位级别：硕士

随着信息技术的迅速发展,编程教学逐渐成为基础教育阶段不可或缺的教育任务。传统的编程语言语法较为复杂,不适合小学阶段的学生学习,而图形化编程因其可视化的特点,更加符合小学生的心理特征。因此,图形化编程课程逐渐由社团兴趣课程... 详细信息

随着信息技术的迅速发展,编程教学逐渐成为基础教育阶段不可或缺的教育任务。传统的编程语言语法较为复杂,不适合小学阶段的学生学习,而图形化编程因其可视化的特点,更加符合小学生的心理特征。因此,图形化编程课程逐渐由社团兴趣课程转变为许多小学的常规必修课程。虽然图形化编程教学在学校教育中受到广泛的欢迎,但其教学方法仍然以讲授法为主,学生局限于既定的学习目标,对教师的演示案例进行机械模仿,背离了图形化编程教学的初衷,难以满足创意设计、换位思考等需求。而设计思维模式在这些方面已经具备了相对成熟的理论、方法体系和工具,能够给学生的思维过程提供支持。基于此,本研究梳理和分析了相关文献,采用问卷调查法、访谈法和实验法等研究方法,设计了基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动。首先,本研究梳理了设计思维模式和图形化编程教学的相关研究现状,基于已有的研究成果对设计思维、图形化编程以及教学活动设计进行概念界定,并通过对杜威的“做中学”教育理论、建造主义学习理论和活动理论进行分析,得到对本研究的指导。其次,本研究通过梳理图形化编程教学存在的一些问题,分析设计思维模式融入小学图形化编程教学的可行性,确立了设计思维模式支持小学图形化编程教学的依据,在此基础上,进一步总结了基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动设计的原则,并构建了基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动框架,该框架包括发现问题、定义问题、方案设计、作品制作和分享展示五个阶段。最后,本研究对基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动框架进行要素设计和配置,设计了基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动,通过在J市某小学的教学实践中开展教学实验,验证了该教学活动的效果。实验表明,基于设计思维模式的小学图形化编程教学活动能够改善小学生对于编程的兴趣、对科学的学习态度和对编程课程的态度,使小学生更好地掌握图形化编程的相关知识和技能,提高小学生的创造力倾向水平。

关键词：设计思维图形化编程 Scraino 教学活动设计

提升高中信息技术课程学习投入的教学活动设计与实践研究

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提升高中信息技术课程学习投入的教学活动设计与实践研究

作者：朱鹏程西北师范大学

学位级别：硕士

在教育部最新修订的《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中指出,普通高中信息技术课程当下的时代目标就是要全面的培养高中生信息技术核心素养,帮助他们掌握信息技术课程的基础知识和基本技能,信息技术课程的角色越来... 详细信息

在教育部最新修订的《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中指出,普通高中信息技术课程当下的时代目标就是要全面的培养高中生信息技术核心素养,帮助他们掌握信息技术课程的基础知识和基本技能,信息技术课程的角色越来越重要。近年来,评价教育质量的范式逐渐向学习过程评价进行偏移,而学习投入是保证学生在学习过程中能够专注学习的最重要的依据,并且也已经成为评价教育质量高低的重要指标。但是,由于信息技术是非高考学科、学生对教学内容不感兴趣等原因,当下信息技术课堂的学习投入情况并不是很高,所以提升信息技术课程的学习投入势在必行。本研究在综述国内外对学习投入研究的基础上,基于Asitin的学习投入理论、建构主义学习理论和学习动机的自我决定理论,运用文献研究法、调查研究法、课堂观察法及访谈法对高中信息技术课堂学习投入现状进行调查。发现信息技术课程中学生学习投入方面存在的问题,并分析导致学生学习投入低的原因,从而提出有针对性的教学策略,将这些教学策略融入本人的教学活动设计中,初步构建提升高中信息技术课程学习投入教学活动设计。随后通过三轮行动研究的迭代实施,在每一轮教学实施后借助课堂观察量表、访谈提纲和课堂评价量表,对学习投入的提升效果进行评价和反思,发现信息技术课堂中学习投入方面存在问题并改进教学活动设计。通过对教学设计的不断修正和完善,最终形成科学合理的、切实有效的提升高中信息技术课程学习投入的教学活动设计。通过问卷数据、教师访谈和三轮行动研究的观察以及对教学过程中的课堂教学评价进行分析,对学生在信息技术课堂的学习投入进行分析。分析结果表明,提升高中信息技术课程学习投入的教学活动设计可以有效的提升和改善课堂学习投入,由此验证了该教学活动设计的有效性,为当下信息技术课堂提升学习投入提供了新的借鉴,同时也为一线教师开展信息技术课程教学提供了一些思路。

关键词：学习投入高中信息技术课程教学活动设计

学历案视域下的教学活动设计——以“共点力的平衡”为例

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物理教师 2023年第4期44卷 28-30,34页

作者：赵屹峰上海市新场中学上海201314

以“共点力的平衡”为例,介绍了如何利用学历案来进行教学活动设计,提升学生的物理观念,培养学生的学习习惯.通过学历案6个要点说明如何设计教学活动,使学生真正参与到学习中,教师则成为课堂的指引者,为学生构建知识的脚手架.

关键词：学历案教学活动设计共点力平衡

基于设计型学习的小学创客教学活动设计与实践

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基于设计型学习的小学创客教学活动设计与实践

作者：李海荣广西师范大学

学位级别：硕士

现今,信息技术的蓬勃发展已成为不可遏制的趋势,并对教育界产生了愈发显著的影响。在未来不断变幻的社会中,教育研究者和教育工作者的关注点在于培养适应信息化时代的实践型、创新型、知识型综合能力的人才。随着政策文件的相继颁布,创... 详细信息

现今,信息技术的蓬勃发展已成为不可遏制的趋势,并对教育界产生了愈发显著的影响。在未来不断变幻的社会中,教育研究者和教育工作者的关注点在于培养适应信息化时代的实践型、创新型、知识型综合能力的人才。随着政策文件的相继颁布,创客教育逐渐被教育工作者所重视,其主要目的在于锻炼与培养学生的动手实践能力及创新精神。然而,在实际课堂教学中,仍存在多个亟待解决的问题,尤其是缺乏适当的教学模式作为教学设计的指导,导致学生的创新能力培养效果不佳。设计型学习作为一种国外新型教学模式,已在众多研究中显示其在培养学生创新能力方面具有独特优势。因此,本研究结合当前小学创客教学中存在的问题,以设计型学习为基础,提出“如何设计并实施基于设计型学习的小学创客教学活动”的研究问题。本研究的主要内容聚焦于基于设计型学习的创客教学活动设计与实践。具体而言,该研究分为四个阶段:第一阶段为文献梳理。通过对相关文献的综述和分析,本研究探讨了设计型学习和创客教育的理论基础及其在教学实践中的应用。第二阶段为框架构建。基于文献梳理的结果和创客教学活动的需求,本研究提出了相应的教学活动设计原则,并构建出了基于设计型学习的创客教学活动框架,以更好地指导创客教学活动的设计与实施。第三阶段为框架应用。本研究将构建的教学活动框架应用于一线小学创客课堂中,选取3D打印教学内容,开展三轮教学实践,并通过总结和反思,探讨该框架在实际教学中的应用效果,以及如何进一步完善框架。第四阶段为效果验证。本研究采用问卷调查、观察记录和成果展示等方法,对创客教学活动的效果进行验证,主要从学生的创新能力方面进行评价,以验证框架的可行性和有效性,并提出相应的改进策略,以解决教学实践中存在的问题和不足。本研究通过对学生作品得分情况、创新能力测验量表数据前后变化、课堂观察和教师访谈数据的综合分析,得出以下结论:基于设计型学习的创客教学活动框架在小学3D打印教学中具有良好的教学效果,学生的作品制作水平和创新能力得到显著提高,同时也改善了传统教学模式下小学3D打印教学存在的问题,验证了基于设计型学习的小学创客教学活动设计方案和框架的有效性,为一线教师提供了新的思路。

关键词：设计型学习创客教育教学活动设计创新能力

基于项目化学习的初中说明文阅读教学活动设计研究

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基于项目化学习的初中说明文阅读教学活动设计研究

作者：付明月海南师范大学

学位级别：硕士

项目化学习是在真实创设的情境中综合运用各种知识技能去解决具有挑战性的问题,在合作与探究中生成多样化学习成果,并获得批判性思维和团队协作能力的一种学习方式。这一学习方式一经引进就焕发了极强的生命力,在中小学各学科得到重视... 详细信息

项目化学习是在真实创设的情境中综合运用各种知识技能去解决具有挑战性的问题,在合作与探究中生成多样化学习成果,并获得批判性思维和团队协作能力的一种学习方式。这一学习方式一经引进就焕发了极强的生命力,在中小学各学科得到重视并广泛应用,语文学科也不例外,但由于语文学科的特殊性,在构建基于项目化学习的语文学科形态、教学活动设计、实施操作流程等问题方面尚未形成完备的理论体系,基于说明文开展项目化学习则少之又少,研究试图在这一方面进行探索。研究在探讨研究目的及意义的基础上,采用文献研究法、课堂观察法、案例研究法及调查研究法,分析了相关概念界定并对国内外有关文献进行综述。以此为基础,研究从教材内容应与活动要求紧密结合、在真实情境中推动合作探究学习、在关注知识运用中落实科学评价三方面来阐释基于项目化学习的初中说明文阅读教学活动设计理念;并提出应用项目化学习的三个原则:一是要立足说明文问题情境;二是依据语文课程标准;三是正确定位师生角色;随后,从选定项目、制定方案、活动探究、作品制作及活动评价五方面来展示项目化学习的流程。为了拓展说明文阅读教学的实践路径,以统编版教材八年级下册第二单元为蓝本,进行了相关案例实施。从研究结果来看,项目化学习有利于提高学生学习兴趣,培养学生善于思考、积极探索,解决问题的能力;促进学生语文素养形成,提升学生语言表达能力;促进学生学习方式改善,培养学生合作探究能力。但是,在传统教学为主导的情况下,想要通过项目化学习冲破壁垒进行改革并不容易,难以在短时间内被完全接纳。

关键词：项目化学习初中语文说明文教学活动设计

促进批判性思维发展的混合式教学活动设计与应用研究——以高中信息技术课程为例

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促进批判性思维发展的混合式教学活动设计与应用研究——以高中信...

作者：邵雪辽宁师范大学

学位级别：硕士

随着信息技术的飞速发展和教育信息化的深入,全球化人才的竞争日趋激烈,培养具有批判性思维和创新能力的未来人才是当今教育改革所关注的重点。我国在学生核心素养发展要求中明确提出科学精神这一核心素养,其包含的理性思维和批判质疑... 详细信息

随着信息技术的飞速发展和教育信息化的深入,全球化人才的竞争日趋激烈,培养具有批判性思维和创新能力的未来人才是当今教育改革所关注的重点。我国在学生核心素养发展要求中明确提出科学精神这一核心素养,其包含的理性思维和批判质疑是重视学生批判性思维培养的体现。信息技术作为一门交叉学科,具有一定的创造性和开放性,可以给学生提供更多的质疑思考的机会。高中信息技术课程多采用演示/实践的传统授课方式,如何革新教学理念,通过改变教学方式和教学模式来优化教学,提升学生的创新思维和实践能力成为当前课程改革需要解决的问题。为探究批判性思维能力培养与混合式教学融合的新路径,本研究结合高中新课程改革的目标,查阅国内外的相关文献资料,分析国内外批判性思维要素和混合式教学模式在教育领域的应用现状,对批判性思维和混合式教学进行概念界定和契合性整合,以建构主义理论、人本主义学习理论、发现学习理论为指导。在调研的基础上,以高中信息技术课程为依托,结合信息技术课程与教材、教学环境、教学资源和学习者分析,设计了促进批判性思维的混合式教学活动流程,并在该流程的基础上针对具体的教学内容进行案例设计。以大连市一所普通高中的学生为研究对象,进行为期一学期的教学对比实践,通过课堂观察、问卷调查和访谈进行多元化评价,围绕批判性思维对实验结果进行科学的数据分析。通过实践表明:在高中信息技术课程中开展混合式教学活动实践,对学生的批判性思维发展具有一定的促进作用。通过一学期混合式教学实践的对比分析,学生的批判性思维在寻找真理、开放思想、分析能力、系统化能力、自信心、求知欲以及认知成熟度等各个特质上均有较好表现,其中寻找真理、认知成熟度两个维度得到显著提升。

关键词：批判性思维混合式教学高中信息技术教学活动设计

基于STEAM理念的高中数学教学活动设计研究——以函数主题教学为例

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基于STEAM理念的高中数学教学活动设计研究——以函数主题教学为例

作者：韦丁嫚华中师范大学

学位级别：硕士

我国在《中国教育现代化2035》中指出“要加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养,加大应用型、复合型、技术技能型人才培养比重”.这也给中国的人才培养指明了发展方向.在这样的时代背景下,社会提倡多元化发展,学生需要从单一学科的学... 详细信息

我国在《中国教育现代化2035》中指出“要加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养,加大应用型、复合型、技术技能型人才培养比重”.这也给中国的人才培养指明了发展方向.在这样的时代背景下,社会提倡多元化发展,学生需要从单一学科的学习转变为跨学科学习成为未来教育发展的主流方向,而STEAM教育能够将众多学科整合到一起,重视学生综合实践能力培养的特点与我国现阶段人才培养需求不谋而合.基于以上时代背景,STEAM教育是我国未来教学的主流发展方向.高中数学作为最重要的基础教育学科之一,其教学理念以及教学模式也应与时俱进,从而适应社会人才培养需求.因此,从跨学科的角度重新审视作为基础教育学段中重要的高中阶段数学教学活动设计具有十分重要的意义.本研究对STEAM理念和高中数学教育融合进行思考,将STEAM的教育理念融入到具体高中数学教学活动设计中,以提升高中数学核心素养为目标,探索高中数学整合性课程教学活动设计形态、模式与开发流程,并在此基础上选择函数主题教学进行案例设计、实践和展示说明.本研究包括以下四个方面内容:(1)通过文献研究,挖掘高中数学教育和STEAM教育两者的关联,从而分析STEAM教育理念能够和高中数学融合在一起的可行性;(2)结合以美国为主的国外STEAM教育的经验,确定适合我国国情的基于STEAM理念的高中数学教学活动设计模式,并结合人教A版高中数学必修一说明开发流程;(3)选取必修一中的函数主题,设计以问题串为核心的高中数学大单元教学课时设计案例,并将教学设计应用于实际教学实践;(4)基于实践研究结果分析,完善基于STEAM理念的教学策略,提出将STEAM教育理念在我国国内发展的一些对策及建议,从而能够给STEAM教育在我国的发展和应用提供有价值的参考.基于此,笔者采用基于设计的研究,即“设计——实施——评价——完善”.首先通过阅读国内外的文献,理清STEAM教育的起源与发展、内涵与外延,研究能够将STEAM教育理念和高中数学相融合的课程设计路径,并初步完成STEAM理念下的教学活动设计模式的设计;然后以“函数单调性”为例,对基于STEAM理念的教学活动设计进行实践与反思;接着从学生和教师两个角度使用多元评价方式对实践效果进行了分析;最后结合实践探究结果对STEAM理念下的教学活动设计模式进行调整和完善.笔者在完成研究之后,对STEAM教育理念融入高中数学教学活动设计有了一些粗浅的认识:STEAM教育理念与高中数学进行融合具有可行性和很强的可操作性,这可以在某种程度上打破学科之间的壁垒,让学生使用综合性学习方式来处理问题,让学生具有更强的创造力以及知识的应用能力,提升数学学科核心素养.然而目前的STEAM教育理念实际数学课程开发过程中,还存在着整合学科知识的连贯性与逻辑性、教师的知识结构与指导水平、学生的知识能力基础要求、课程资源的匮乏、不同地域本土教育条件支撑的限制等众多方面的阻碍因素,这些因素也成为推广STEAM教育理念的数学课程研究中需要思考的问题,但是在众多教育工作者前赴后继的努力以及国家对STEAM教育的大力支持下,STEAM教育课程必将得到逐步推广.同时伴随信息技术2.0工作的不断推进,信息技术和数学教学相融合为能够给STEAM课程的深入开发提供有力支持.

关键词： STEAM理念教学活动设计函数主题核心素养高中数学教学