基于Arduino的中职学生智能家居创客课程开发研究
发布时间：2021-09-04 05:57
随着移动互联网、物联网和人工智能技术的发展,产业领域的智能化产品层出不穷,如何将智能技术与其他行业技术融合,培养中职学生的设计思维、计算思维、创新思维和智能素养就成为当前职业技术教育的重要研究课题。实践调查发现,很多中等职业学校已经建立创客教育空间,但是缺乏支持学生开展创客活动的课程,中等职业学校教师在开发创客课程方面存在较大难度。鉴于此,本研究首先运用文献研究法,分析国内外创客课程研究现状,提出一个包含创客课程目标、创客课程内容、Arduino创客空间、创客学习活动、创客课程评价五个要素的创客课程开发框架。其次,本研究在体验式学习、设计思维和计算思维理论基础上,构建“体验学习、项目设计”双轮驱动创客学习模式。再次,基于Arduino开源平台,本研究开发了一个以Arduino Mega 2560为主板、使用多种智能传感器模块获取环境数值、利用蓝牙与基于App Inventor设计的安卓手机应用建立通信、通过GSM与用户建立通讯的智能家居实物模型,并根据该实物模型设计了7个具有一定难度梯度的任务单元。接着,在所提出的创客课程开发框架和学习模式指导下,开发一门包含7个学习情景和1个综合实践...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
创客课程研究占比图
浙江工业大学硕士学位论文6图1-2技术路线图Figure1-2.TechnologyRoadmap1.6.2研究方法本文主要运用文献研究法、设计研究、访谈法和归纳演绎法。（1）文献研究法搜集国内外创客教育相关的学术论文、专著及有关部门出台的相关文件，国内外Arduino和外设计思维培养的学习模式相关的学术资料，为本研究中“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式提出作为理论支持，为基于Arduino中职学生创客课程开发框架的提出提供参考依据。（2）设计研究设计研究是指在一个大的“过程”中进行的一系列活动（思考/选择/行动），根据形势发展和变化更改方案，以实现某一目标。设计开发一个创客项目为本研究的一个目标，在设计初期的要求是设计一个面向中职学生普适性的创客项目，随着需求的变更确定为能与具体专业结合的创客项目，最终确定设计开发以智能家居控制系统模型为载体的创客项目。（3）归纳演绎法通过对体验式学习、基于设计的学习以及项目式学习的内涵归纳演绎后，提出“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式。通过对创客课程开发研究经验归纳演绎后，提出基于Arduino中职学生创客课程开发框架。最后通过归纳研究中的经验以期为后续研究者提供借鉴。（4）访谈法在中职学校实习期间，通过实践教学和与相关负责老师交流，发现中职学生设计思维和计算思维方面表现一般。通过对省内一些职业学校进行实地考察以及在中职“智能化+”深度改革培训会下的“智能化+创客”分会场与参会学校代表
浙江工业大学硕士学位论文8客课程匮乏的必要性和重要性，并说明了本研究的研究背景、研究问题、研究内容、研究意义、研究方案。第二章，文献综述。通过研究国内外创客教育、Arduino和智能家居相关文献，总结与本研究相关的研究现状，获得有助于开展本研究的启示，为后续研究奠定理论基矗第三章，基于Arduino中职学生创客课程开发框架。通过对相关文献梳理，结合笔者在中职学校的教学实践所了解的现状，提出一个“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式以及一个包含创客课程目标、创客课程内容、Arduino创客空间、创客学习活动和创客课程评价五个要素的创客课程开发框架，并对各要素进行了分析。第四章，“智能家居设计”创客课程开发。通过对创客课程开发模式相关文献梳理，结合浙江省内创客教育现状，基于Arduino中职学生创客课程开发框架，设计开发一个包含7个任务单元和1个创新实践模块的项目课程。并具体介绍了其中的三个任务单元。第五章，研究结论、创新点与未来研究。对本次研究进行全面的总结与反思，提出未来进一步研究的构想与展望。图1-3论文框架Figure1-3.Paperframework
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于设计思维的STEM教育创新课程研究及启示*——以斯坦福大学d.loft STEM课程为例[J]. 陈鹏,田阳,黄荣怀. 中国电化教育. 2019(08)
[2]基于雨课堂的设计型学习模式探究[J]. 王杨. 中国教育信息化. 2019(14)
[3]设计思维培养:基础教育思维教学困境的出路[J]. 杨绪辉. 中国电化教育. 2019(07)
[4]创客教育究竟是什么——从政策文本、学术观点到狭义创客教育定义[J]. 钟柏昌. 电化教育研究. 2019(05)
[5]创造性思维与创新思维:内涵辨析、联动与展望[J]. 詹泽慧,梅虎,麦子号,邵芳芳. 现代远程教育研究. 2019(02)
[6]设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J]. 王佑镁,郭静,宛平,赵文竹. 电化教育研究. 2019(03)
[7]面向智能时代“4C能力”培养的创客课程设计与开发——基于STEAM理念的实施路径[J]. 赵慧勤,王兆雪,张天云. 远程教育杂志. 2019(01)
[8]创客教育课程中学生创新能力评价研究[J]. 申静洁,赵呈领,周凤伶. 现代教育技术. 2018(10)
[9]面向STEM教育的设计型学习研究:模式构建与案例分析[J]. 秦瑾若,傅钢善. 电化教育研究. 2018(10)
[10]创客式教学:面向核心素养培养的STEAM课程教学新范式[J]. 李彤彤. 中国电化教育. 2018(09)
博士论文
[1]关联主义学习理论及其视角下的教与学组织研究[D]. 刘菊.东北师范大学 2011
硕士论文
[1]基于设计型学习的创客教学模式设计与实践研究[D]. 李婷.西北师范大学 2018
[2]基于项目式学习的小学机器人课程设计研究[D]. 赵晓慧.陕西师范大学 2018
[3]中职院校技能型课程项目式学习设计与实践研究[D]. 杨肖娜.陕西师范大学 2018
[4]中小学创客课程的学习者评价指标体系建构[D]. 张俭.华中师范大学 2018
[5]基于设计型学习（DBL）的青少年机器人科普活动设计与实施[D]. 杨嘉檬.浙江大学 2017
[6]基于Arduino的“能移动的小车”拓展课教学设计的研究[D]. 邓锐.上海师范大学 2016
本文编号：3382698
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
创客课程研究占比图
浙江工业大学硕士学位论文6图1-2技术路线图Figure1-2.TechnologyRoadmap1.6.2研究方法本文主要运用文献研究法、设计研究、访谈法和归纳演绎法。（1）文献研究法搜集国内外创客教育相关的学术论文、专著及有关部门出台的相关文件，国内外Arduino和外设计思维培养的学习模式相关的学术资料，为本研究中“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式提出作为理论支持，为基于Arduino中职学生创客课程开发框架的提出提供参考依据。（2）设计研究设计研究是指在一个大的“过程”中进行的一系列活动（思考/选择/行动），根据形势发展和变化更改方案，以实现某一目标。设计开发一个创客项目为本研究的一个目标，在设计初期的要求是设计一个面向中职学生普适性的创客项目，随着需求的变更确定为能与具体专业结合的创客项目，最终确定设计开发以智能家居控制系统模型为载体的创客项目。（3）归纳演绎法通过对体验式学习、基于设计的学习以及项目式学习的内涵归纳演绎后，提出“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式。通过对创客课程开发研究经验归纳演绎后，提出基于Arduino中职学生创客课程开发框架。最后通过归纳研究中的经验以期为后续研究者提供借鉴。（4）访谈法在中职学校实习期间，通过实践教学和与相关负责老师交流，发现中职学生设计思维和计算思维方面表现一般。通过对省内一些职业学校进行实地考察以及在中职“智能化+”深度改革培训会下的“智能化+创客”分会场与参会学校代表
浙江工业大学硕士学位论文8客课程匮乏的必要性和重要性，并说明了本研究的研究背景、研究问题、研究内容、研究意义、研究方案。第二章，文献综述。通过研究国内外创客教育、Arduino和智能家居相关文献，总结与本研究相关的研究现状，获得有助于开展本研究的启示，为后续研究奠定理论基矗第三章，基于Arduino中职学生创客课程开发框架。通过对相关文献梳理，结合笔者在中职学校的教学实践所了解的现状，提出一个“体验学习、项目设计”双轮驱动的创客学习模式以及一个包含创客课程目标、创客课程内容、Arduino创客空间、创客学习活动和创客课程评价五个要素的创客课程开发框架，并对各要素进行了分析。第四章，“智能家居设计”创客课程开发。通过对创客课程开发模式相关文献梳理，结合浙江省内创客教育现状，基于Arduino中职学生创客课程开发框架，设计开发一个包含7个任务单元和1个创新实践模块的项目课程。并具体介绍了其中的三个任务单元。第五章，研究结论、创新点与未来研究。对本次研究进行全面的总结与反思，提出未来进一步研究的构想与展望。图1-3论文框架Figure1-3.Paperframework
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于设计思维的STEM教育创新课程研究及启示*——以斯坦福大学d.loft STEM课程为例[J]. 陈鹏,田阳,黄荣怀. 中国电化教育. 2019(08)
[2]基于雨课堂的设计型学习模式探究[J]. 王杨. 中国教育信息化. 2019(14)
[3]设计思维培养:基础教育思维教学困境的出路[J]. 杨绪辉. 中国电化教育. 2019(07)
[4]创客教育究竟是什么——从政策文本、学术观点到狭义创客教育定义[J]. 钟柏昌. 电化教育研究. 2019(05)
[5]创造性思维与创新思维:内涵辨析、联动与展望[J]. 詹泽慧,梅虎,麦子号,邵芳芳. 现代远程教育研究. 2019(02)
[6]设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J]. 王佑镁,郭静,宛平,赵文竹. 电化教育研究. 2019(03)
[7]面向智能时代“4C能力”培养的创客课程设计与开发——基于STEAM理念的实施路径[J]. 赵慧勤,王兆雪,张天云. 远程教育杂志. 2019(01)
[8]创客教育课程中学生创新能力评价研究[J]. 申静洁,赵呈领,周凤伶. 现代教育技术. 2018(10)
[9]面向STEM教育的设计型学习研究:模式构建与案例分析[J]. 秦瑾若,傅钢善. 电化教育研究. 2018(10)
[10]创客式教学:面向核心素养培养的STEAM课程教学新范式[J]. 李彤彤. 中国电化教育. 2018(09)
博士论文
[1]关联主义学习理论及其视角下的教与学组织研究[D]. 刘菊.东北师范大学 2011
硕士论文
[1]基于设计型学习的创客教学模式设计与实践研究[D]. 李婷.西北师范大学 2018
[2]基于项目式学习的小学机器人课程设计研究[D]. 赵晓慧.陕西师范大学 2018
[3]中职院校技能型课程项目式学习设计与实践研究[D]. 杨肖娜.陕西师范大学 2018
[4]中小学创客课程的学习者评价指标体系建构[D]. 张俭.华中师范大学 2018
[5]基于设计型学习（DBL）的青少年机器人科普活动设计与实施[D]. 杨嘉檬.浙江大学 2017
[6]基于Arduino的“能移动的小车”拓展课教学设计的研究[D]. 邓锐.上海师范大学 2016
本文编号：3382698
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