STEAM教育理念下中职学生的手机编程课程设计

发布时间：2020-10-11 00:12

　　 近年来,以STEAM(科学,技术,工程,艺术,数学)教育为核心的科技教育在国家政策支持下发展迅速,同时编程教育已经进入中等职业学校课堂。然而,STEAM教育和编程教育在发展过程中仍存在以下问题:(1)国内STEAM教育处于探索阶段,普及面窄,没有成熟的课程体系;(2)STEAM教育活动开展所需费用较高,由于教育资源分配不均匀,以中等职业学校为首的多数偏远地区学校STEAM教育仅停留在理论上;(3)青少年接触编程的机会少,编程教育现状令人堪忧,因此,以手机编程为切入点,将手机从青少年不可或缺的娱乐工具变成学习工具。针对以上问题,本文确立以青少年含中等职业学校学生为研究对象,在STEAM教育理念下,设计手机编程课程框架体系,开发低成本,易推广的项目,建立项目资源库,并设计具体的课程案例。本文主采用文献法和实地考察法,进行了以下四方面的研究:(1)通过对国外STEAM教育的分析,总结项目开发所需的基础知识。具体包括手机的硬件及其操作系统知识、手机APP Inventor、单片机系统设计与制作和外观设计与制作;(2)根据赫尔巴特课程论、建构主义学习理论和“做中学”理论,设计STEAM教育理念下的项目课程框架体系,课程框架以“自翻转”课堂为核心,构建问题发现、项目选择、项目实施和项目评估四个阶段,解决生活中的实际问题;(3)建立线上项目资源库。项目资源库有二十个项目,包括问题提出、方案设计、STEAM核心知识、价格预算等多方面的内容。主要以视频、微视频、文档资料、远程工具等方式呈现;(4)以“笔袋”万用表为例设计具体的项目课程,并按照设计的课程框架进行项目开发、实施及其评价。在整个课程设计中,主要以STEAM教育、基于问题式学习和项目式学习为教学方法,在项目具体实施过程中,通过模块化课程将项目拟人化、简单化,提高项目实施可行性,同时也将数学、科学、技术、工程、艺术学科高度融合,为整个课程体系提供一个教学课程设计范例。本文提出的课程框架体系和教学设计为STEAM教育在中等职业学校推广提供了一种方法和途径,进而为推动偏远地区STEAM教育发展提供了可能。
【学位单位】：重庆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP311.1-4;G712
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外现状
        1.2.1 STEAM教育
        1.2.2 青少年的编程学习
        1.2.3 手机编程教育
    1.3 研究意义
    1.4 研究方法及内容
        1.4.1 问题提出
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究内容
2 课程设计理论基础
    2.1 学习理论
        2.1.1 赫尔巴特的“经验、兴趣与课程”理论
        2.1.2 建构主义学习理论
        2.1.3 杜威“做中学”理论
    2.2 教学方法
        2.2.1 SETAM教育
        2.2.2 基于问题式学习(Problem Based Learning)
        2.2.3 项目式学习(Project Based Learning)
3 课程设计技术基础
    3.1 手机的硬件及其操作系统
        3.1.2 手机硬件
        3.1.3 蓝牙通信
    3.2 APP Inventor开发环境下的手机编程
        3.2.0 手机APP开发流程
        3.2.1 手机操作系统
        3.2.2 APP Inventor用户界面设计
        3.2.3 APP Inventor代码块编程设计
    3.3 单片机系统的设计与制作
        3.3.1 电路设计
        3.3.2 电路板制作及焊接
        3.3.3 单片机编程
    3.4 外观工艺设计与制作
        3.4.1 基于3D打印的硬包装
        3.4.2 基于服装设计的软包装
4 项目课程设计及其资源库
    4.1 项目课程设计思路
    4.2 项目课程设计原则
        4.2.1 生活性原则
        4.2.2 兴趣导向原则
        4.2.3 STEAM跨学科知识原则
        4.2.4 解决具体问题原则
        4.2.5 创新性原则
    4.3 项目课程设计目标
    4.4 项目课程设计框架
        4.3.1 问题发现
        4.3.2 方案选择
        4.3.3 项目实施
        4.3.4 项目评估
    4.5 项目资源库建设
        4.5.1 项目资源库分类
        4.5.2 项目资源库简介
5 项目课程设计案例——以“笔袋”万用表为例
    5.1 课程目标
    5.2 课程时间安排
    5.3 项目课程实施过程
        5.3.1 “笔袋”万用表问题发现
        5.3.2 “笔袋”万用表方案选择
        5.3.3 “笔袋”万用表项目开展
        5.3.4 “笔袋”万用表学习评估
6 结论
    6.1 研究总结
    6.2 不足与展望
参考文献
附录A：作者攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
致谢

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本文编号：2835748