基于Arduino的STEM校本课程开发研究

发布时间：2022-01-15 11:20

　　随着时代的不断发展,世界各国对于科技创新越发重视,STEM教育应运而生,引起了世界范围的广泛关注。STEM教育重点旨在促进学科融合,培养学生的综合素养。目前我国对于STEM教育实践的研究,尤其STEM课程设计开发实践方面,还未形成统一标准,研究成果也尚不成熟,不少想要进行STEM教育尝试的学校机构都深感无从入手。因此STEM课程如何在我国落地生根便成为广大学者专家、一线教育工作者迫切想要研究解决的问题。为此,本文以Arduino为主要平台,开展了 STEM校本课程的开发研究,旨在开发出一套具有实效性的STEM校本课程,以此促进本校学生STEM综合素养的提升,推动学校特色发展。围绕研究目的,本研究主要开展了如下工作:采用文献法对国内外STEM教育理论及课程实践进行梳理,得出STEM课程的内涵特点、实践模式、方法,从而确定了基于工程设计的STEM项目式教学作为本课程的实践模式。在此基础上,根据校本课程开发流程进行了 STEM校本课程开发实践,确定了课程目标、教学方式、课程内容和评价方式。随后在本校进行了为期八周的课程教学实验,以小组学习表现（形成性评价和总结性评价）、问卷调查和访谈方式进行... 

【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

图２．?１基于Ａｒｄｕｉｎｏ的ＣＦ－Ｂｏａｒｄ主控板??

是一款专门为Ａｒｄｕｉｎｏ和Ｓｃｒａｔｃｈ入门学习者准备的控制板。它的组成包括??Ａｒｄｕｉｎｏ?ＵＮＯ主控板，Ａｒｄｕｉｎｏ扩展板，电机驱动板等，ＣＦ－Ｂｏａｒｄ主控板是这??些板子的统一，如下图２．］所示。支持ＡＳ－Ｂｌｏｃｋ?（基于Ｓｃｒａｔｃｈ２．０）图形化编程??和ＡｒｄｕｉｎｏＩＤＥ代码编程等方式。??电机接口??％?数字僭号ａ??外接电髁接ａｔＫＨ｜ｆ??■?＿?隊：；?廨敏攘?口??电鐮开＝?？?？?Ｓ＇；－ｉ?】??，．ｓ?？?ｒ?＾?Ｍｉｉｉ＾ｗｃａｆｆｌｔｅａ??电澳臟电机号口??餿牙接ｐ數码管ｚ多??彩灯接ａ??图２．?１基于Ａｒｄｕｉｎｏ的ＣＦ－Ｂｏａｒｄ主控板??ＡＳ－Ｂｌｏｃｋ是由创趣天地基于Ｓｃｒａｔｃｈ?２．０和Ａｒｄｕｉｎｏ进行深度二次开发，推出??的一款适合青少年学习的图形化编程软件，如图２．２所示。??Ｓｃｒａｔｃｈ软件是美国麻省理工学院（ＭＩＴ）设计开发的一款面向儿童的图形??化的编程软件。根据孩子的年龄特点和认知水平，省理工学院进行了非常深入的??１２??

并发展了这两种模式，更加完整、全面系统概括了校本课程开发的流程，同时也??更具有指导性和可操作性。鉴于此，笔者将以此为基础制定本课程的开发模式。??模式如下图３．１所示。??方案编制?目标拟疋??图３．１吴刚平校本课程开发模式图??在吴刚平所提出的校本课程开发模式基础上，笔者进行了细微修改，整合了??Ｊａｍｅｓ?Ｒ．Ｍｏｒｇａｎ等人提出的基于工程设计的ＳＴＥＭ项目教学模式。根据上述国??内外ＳＴＥＭ课程案例的研究分析，ＳＴＥＭ课程研究越来越侧重于工程设计方面，??有研究表明，工程设计思想的融入，提高了课堂所学内容在现实生活中的实用性??！３９］。经过对工程设计流程案例的分析，笔者发现ＪａｍｅｓＲ．Ｍｏｒｇａｎ等人提出的“七??１崔允部．校本课程开发：理论与实践．教育科学出版社，２０００：?７４．??２崔允溆．校本课程开发：理论１?ｊ实践．教育科学丨Ｊｉ版社，２０００：?７８．??３吴刚：ｆ？．校本课程开发评价的基本框架［Ｊ］．集美大学教育学报，２００１?（３）?：?５７．??１８??


本文编号：3590526