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基于机器人的整合性课程对高中生stem态度的影响研究

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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：把玉琴陕西师范大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词： stem stem态度 stem PBL 教育机器人

中学生物学教师stem教育态度、知识和能力的测评研究

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中学生物学教师STEM教育态度、知识和能力的测评研究

作者：赵芙蓉陕西师范大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和进步,社会迫切需要创造型、复合型以及具有革新精神的人才,而这些需求,推动了教育的变革。在教育改革过程中,SETM教育以其独特的魅力吸引着教育研究者的目光。教师作为教育发展的中坚力量,在stem教育的成功实施中扮演... 详细信息

随着社会的发展和进步,社会迫切需要创造型、复合型以及具有革新精神的人才,而这些需求,推动了教育的变革。在教育改革过程中,SETM教育以其独特的魅力吸引着教育研究者的目光。教师作为教育发展的中坚力量,在stem教育的成功实施中扮演着十分重要的角色。然而目前我国教师stem教育态度、知识和能力的水平究竟如何却缺乏报道。通过梳理国内外相关文献和资料,构建了中学生物学教师stem教育态度、知识和能力的维度和要素框架,并开发出“中学生物学教师stem教育态度、知识和能力量表”(初稿)。通过“问卷星”线上平台对初稿进行小规模的试测,依据试测结果对量表进行效度和信度分析,对其维度和条目进行修改和删除,以得到有较好信效度的正式量表:stem教育态度量表包含“stem教育认知”“S TEM教育情感”和“stem教育行为倾向”三个子维度,共计12个题项;stem教育知识量表包含“stem教育基本知识”和“stem教育复合性知识”两个子维度,共计7个题项;stem教育能力量表包含“stem教学设计维度”和“stem教学实施能力”两个子维度,共计8个条目。最终,通过“问卷星”线上平台在线上对正式量表进行发放、回收,最终得到434份有效量表。最后利用SPSS26.0软件对量表数据进行统计分析,揭示了中学生物学教师stem教育态度、知识和能力的现状和差异。研究结果表明,教师的stem教育态度较为消极,stem教育知识略显薄弱,stem教育能力水平较低。在差异分析中,年龄和教龄会显著影响教师的stem教育态度和知识,教龄越小且年纪越轻的教师,其在态度和知识方面的表现越好;而教师的stem教育能力只受年龄的影响,青年教师的stem能力明显高于中年教师;性别、任教学段对教师的stem教育态度、知识和能力均无显著性影响。最后,结合我国stem教育发展现状和研究结果,提出以下几点建议:(1)借鉴国外理论和经验,继续建立我国stem教育理论体系;(2)重视stem教育的宣传,尤其是在中年教师群体中的宣传;(3)开展stem教育培训活动,促进教师专业化发展;以期更好的促进我国stem教育的发展和教师专业化发展。

关键词： stem态度 stem知识 stem能力教师测评生物学教师

中学生物学教师的stem教育态度、知识和应用的调查问卷研制及其应用

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中学生物学教师的STEM教育态度、知识和应用的调查问卷研制及其应...

作者：孙磊陕西师范大学

学位级别：硕士

为了适应时代和技术进步的快速变化,教育需要不断创新和发展。近年来,stem教育已成为我国教育改革的探索方向之一。教师是stem教育发展的关键,然而我国鲜有专职的stem教师,因此理科教师的stem教育调查研究对我国stem教育的发展显得尤为... 详细信息

为了适应时代和技术进步的快速变化,教育需要不断创新和发展。近年来,stem教育已成为我国教育改革的探索方向之一。教师是stem教育发展的关键,然而我国鲜有专职的stem教师,因此理科教师的stem教育调查研究对我国stem教育的发展显得尤为重要。然而,关于中学生物学教师的stem教育进展和发展的文献研究十分有限。本研究借鉴已有的stem教育调研工具,开发出了适合我国中学生物学教师的stem教育调查问卷。调查问卷从stem态度、stem知识及stem应用三个维度对生物学教师的stem教育情况进行了评估。stem态度维度下设计了 3个题项,分别评估教师“是否同意使用stem教育”、“是否认同stem教学方式更受学生欢迎”、“是否积极运用stem教育”。stem知识维度下设计了 5个题项,分别评估教师“是否了解stem词语”、“是否了解stem教育概念”、“是否了解stem教育特征”、“是否了解stem教育实施的难点”、“是否了解stem教育内涵”。stem应用维度下设计了 7个题项,分别评估教师“是否能实践stem教学要求”、“是否能实践工程教学”、“是否能实践技术教学”、“是否能实践数学教学”、“是否能实践多课时安排”、“是否能实践多种教学方法”。问卷开发完成后,经过专家一致性评价和小规模试测确定了调查问卷的质量。结果显示,题项与所测评维度一致性良好,问卷的信效度良好。经过线上调查获取了来自全国的2140名生物学教师的问卷调研数据,通过这些数据对中学生物学教师的stem态度、stem知识及stem应用进行了评估。本研究采用定量分析的方法研究了三个维度下的stem教育程度和差异性比较,并采用定性分析的方法加强定量结果分析。结果显示,生物学教师对stem教育的态度十分积极,具有良好的stem教育认知基础,但stem教育实践能力普遍有待提升;影响stem教育发展的因素主要有性别、学段、教龄和地区等。

关键词： stem知识 stem态度 stem应用生物学教师影响因素

面向计算思维培养的stem工程设计教学模式及应用

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现代远程教育研究 2022年第1期34卷 104-112页

作者：周平红牛钰琨王康张屹李幸上超望华中师范大学人工智能教育学部湖北武汉430079 淄博齐盛高级中学山东淄博255000 湖北省武汉市教育科学研究院湖北武汉430070 江汉大学教育学院湖北武汉430056

计算思维是stem问题解决中的一项关键能力,培养学生的计算思维已逐渐成为stem教育的重要目标。然而当前如何在stem工程设计教学中培养学生的计算思维,还有待深入探索。面向计算思维培养的stem工程设计教学模式以计算思维、stem学科内容... 详细信息

计算思维是stem问题解决中的一项关键能力,培养学生的计算思维已逐渐成为stem教育的重要目标。然而当前如何在stem工程设计教学中培养学生的计算思维,还有待深入探索。面向计算思维培养的stem工程设计教学模式以计算思维、stem学科内容知识以及教学法的整合为核心,通过工程设计发挥"系统流程"优势,将科学、技术与数学相关活动整合在一起,让学生在"需要知道"和"需要做"的循环过程中感知情境性问题,解决挑战性任务。该模式在stem课程"植物工厂"中的教学应用表明:将计算思维的概念与实践融入stem工程设计的各个环节,能显著提升学生的stem态度和计算思维能力,并且stem态度对计算思维具有预测作用。未来,通过stem教育发展计算思维将成为一种跨学科的思维实践,基于证据的多元评价方式将有利于stem教育中计算思维的培养。

关键词： stem教育计算思维工程设计教学模式 stem态度

维普期刊数据库

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理科师范生stem素养发展的实证研究

教师教育研究 2020年第2期32卷 32-38页

作者：黄晓骆康康包程程浙江师范大学教育学院浙江金华321004 上海齐齐哈尔路第一小学上海200082

基于学者Alan Zollman的stem素养内涵界定,提出评测stem素养的一级指标,包括stem学科概念理解、问题解决能力、stem态度,并编制问卷,问卷信度系数为0. 931。以浙江省高师院校不同专业背景的理科师范生为研究对象,基于问卷、访谈,分析理... 详细信息

基于学者Alan Zollman的stem素养内涵界定,提出评测stem素养的一级指标,包括stem学科概念理解、问题解决能力、stem态度,并编制问卷,问卷信度系数为0. 931。以浙江省高师院校不同专业背景的理科师范生为研究对象,基于问卷、访谈,分析理科师范生stem素养在不同维度是否与专业、年级和性别存有相关性。表现为:(1)学科概念理解存在偏差;(2)综合问题解决能力亟待提升;(3) stem态度与职业理想需要涵养。进而从课程、教学、课堂环境、专业定位等方面进行归因分析,提出走向综合、开放、多元的理科师范生stem素养发展,即注重教师教育课程的综合性,加强学科交叉理解;创设开放的问题解决课堂环境,实现教学方法的多元;引领多元化的职业理想与定位,涵养师范生stem态度。

关键词：理科师范生 stem素养 stem学科概念理解问题解决能力 stem态度