面向“数字化学习与创新”素养培养的Arduino课程设计与资源开发

发布时间：2020-06-16 01:34

【摘要】：近年来,各行业提倡“大众创新,万众创业”,如火如荼的创客比赛,加上开源硬件具有易用性、高效性、开放性与趣味性等优势,使得开源硬件技术走进课堂。《2017年普通高中信息技术课程标准》提出四个学科核心素养,其中之一便是数字化学习与创新,明确把“开源硬件项目设计”单独作为一门选择性必修课程,开源硬件被作为培养“数字化学习与创新”素养的工具进入教育领域。针对Arduino课程资源的建设需求以及如何在Arduino教学中培养学生的“数字化学习与创新”素养而设计开发Arduino课程及配套资源就显得迫在眉睫。本研究在分析开源硬件Arduino应用可行性的基础上,结合创客教育、泰勒课程开发、项目学习法等理论,选择Arduino为开源硬件教学平台,进行面向“数字化学习与创新”素养培养的Arduino课程设计及配套的教学视频资源开发。主要研究过程为四部分:一是从课程目标、课程内容、课程实施等方面深入探究Arduino课程的设计,具体开发了10个课程项目案例;二是根据设计的课程和实际需求制作配套的视频教学资源;三是使用开发的课程及其资源进行教学实践;四是通过量表、学生作品分析、师生访谈等多种形式进行应用效果分析。为验证所开发的Arduino课程及资源的合理可行性及其对学生“数字化学习与创新”素养的影响,本研究以广州市某中学高一的学生为研究对象,实施具体的Arduino课程教学。课程结束后,通过对所收集的量表数据、访谈结果、学生作品的分析,了解学生经过Arduino课程的学习后“数字化学习与创新”素养的变化,结果表明:本研究所设计和开发的Arduino课程及资源,对学生的“数字化学习与创新”素养水平有一定的提升,主要表现为:(1)能根据实际需要选择数字化资源进行学习;(2)在动手操作及团队协作方面有所提升,尤其在创新思维、解决问题思路方面有显著提升;(3)对创客类比赛的参与度大大提高,并获得一定的奖项。本研究在培养学生“数字化学习与创新”素养上作了尝试,为后续研究Arduino课程设计及视频资源的开发提供一定的参考。
【学位授予单位】：广东技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.67
【图文】：

路线图,研究技术,路线图

如下图1-1 所示：图 1-1 研究技术路线图本研究的技术路线依据 ADDIE 模型进行 Arduino 课程的具体设计与开发，第一，分析，对社会和学校需求、学生学习特征等进行课程可行性分析；第二，设计，依据课程设计原则，从课程目标、内容、实施等方面具体设计编制面向“数字化学习与创新”素养培养、基于项目式学习的 Arduino 课程；第三，实施，依托于广州市某一所中学实施 Arduino 课程授课；第四，应用评价，对 Arduino 课程资源的应用效果进行评估，同时采取前后测的实验方法，对学生“数字化学习与创新”素养进行评测，并在课程结束时对学生作品进行点评[20]。[20] 刘刚刚.面向创新思维培养的 Arduino 课程设计与资源开发.[D].北京邮电大学.2018.05:4.可行性分析课程设计视频开发课程实践应用评价从社会需求、学习者、素养培养等对 Arduino 课程设计进行前期可行性分析和视频教学资源开发的需求分析；根据设计依据和原则，从课程目标、课程内容、课程实施等方面探究课程的设

数字化学习,基本方式,坐标图,素养

通高中信息技术课程标准 2017 年版》明确规范了信息技术课一个核心素养为：“数字化学习与创新，是指个体通过评估并工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，创新作品的能力。具有数字化学习与创新能力的学生，能够认与局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同造，助力终身学习能力的提高”[21]。本研究的“数字化学习与程标准提出的“数字化学习与创新”素养定义展开的。字化学习与创新”不仅打破了原有的时间与空间维度，也极大。“数字化学习与创新”素养在具体落实过程中具备四种主要式分布在两个维度上，一个维度是数字化学习与数字化创新，，如下图 2-1、表 2-1 所示[22]。

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