基于STEM的初中机器人教学应用研究

发布时间：2020-07-25 16:31

【摘要】：机器人教育通过设计、组装、编程、调试、运行等一系列的活动让学生手、脑、眼、耳、口都动起来,是培养学生创新能力和实践能力的重要平台。但是,机器人教育在我国开始的时间并不长,基础相对薄弱。如何让机器人教育在我国得到更好的发展,突破机器人学科本位知识的传授,更好的与其他学科结合,增强学生的创造力,从而让我国成为“智造大国”。基于此,本研究尝试用STEM教育理念指导机器人教学,以石河子市第八中学七年级的学生作为研究对象探索在经历STEM教育理念指导的机器人教学后,学生的创造力倾向是否发生了正向改变,并总结出基于STEM的初中机器人教学策略,以期为机器人教育提供一点新思路。本论文的主要工作如下:第一部分主要是研究概述。对本文的研究背景、选题理由、研究目的及意义、研究内容和方法、国内外STEM教育及机器人教育的相关研究现状进行阐述。第二部分主要是相关的理论基础。对本研究的支撑理论建构主义、“做中学”理论及多元智能理论做了阐述,并界定了本研究的关键概念:STEM、STEM教育、机器人教学、基于STEM的机器人教学、创造力。第三部分主要是基于STEM的初中机器人教学策略设计。经过对学习者和初中机器人教学目标的分析,结合石河子八中机器人兴趣小组学习现状调查,确立了针对机器人教育的教学策略。第四部分主要是基于STEM的初中机器人教学策略实践应用。该部分以石河子八中机器人兴趣小组的同学为研究对象,开展三次教学研究。在研究中通过问卷、观察等方式不断完善教学方案,并用统计软件对问卷做数据处理分析以检测基于STEM的初中机器人教学策略是否对学生的创造力倾向有积极效果,学生是否满意这种策略。第五部分主要是研究结论与对策建议。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.67
【图文】：

情境,初中,课堂,策略

17图 3-1 基于 STEM 的初中机器人教学策略1．真情实境：课堂中的一切步骤都在真实的情境中进行。真实的情境中包含的是科的问题，这些问题涉及了多个学科的知识，学生在真实情境中不仅能学到多个知识，还能找到多个学科之间联系的知识节点，培养学生辩证看待知识，综合运的能力。而且，学生可以通过在真实情境中发展识别问题的全局观，习得解决复的经验，为以后再解决生活中的现实复杂问题打下基础，从而更好的适应未来的培养 21 世纪公民所需要的核心素养。作为教师要认识到儿童天生就是喜欢新鲜刺活动的，他们会凭着对活动的强烈兴趣而执着的进行探索，这种内在的学习动机重视并好好利用。2．问题发现：当老师为学生创造了丰富的情境后，学生会在情境中发现本堂课要的问题。由于创设的情境是生动的、真实的、富有趣味性的，学生愿意积极的去

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图 4-1 《基于 STEM 的初中机器人教学应用研究》满意度分析过对同学们的调查问卷进行分析，认为 “自己对机器人的兴趣增加”及“通作品的制作，更容易理解编程思维”的学生达到 83%。这说明基于 STEM 的初教学对于提高学生的编程思维有较好的效果。为“自己的动手能力得到提高”及“在机器人学习中很开心”的人占到了 78%表明学生在基于 STEM 的初中机器人教学课堂中能积极的融入课堂，参与制欢基于 STEM 的机器人教学策略”及“乐意分享作品”的同学占到了 61%。这可在八中运用策略时间较短，而且学生在其他课堂发言比较少，都是听老师说的生大胆展示自己，用言语进行表达的能力还有待加强。喜欢主动探究机器人”的同学达到 67%。这可能是因为学生学业繁重，课外时他学科作业挤掉的原因。在有限的时间内还能主动探究机器人的学生是对机器情的学生。

【参考文献】