基于STEM的普通高中创客教育模式构建

作者: 来源: 发布时间:2017年11月09日 点击数:

基于STEM的普通高中创客教育模式构建

一、课题的现实背景及意义

STEM教育是美国为了促进国家竞争力而推行的一项教育计划。提倡“为了创新而教育”,强调运用21世纪技能来教育美国人并培养出世界一流的劳动力,影响国家未来的创新能力和竞争力。STEM教育理念传入中国并逐步被大力提倡,在如今国家大力鼓励创新创业的大时代背景下,STEM教育显得尤为重要。2006年浙江省启动普通高中新课程实验,将技术作为一个学习领域,科技类的研究性学习与各类中小学科技创新活动已散见在全省各地。我市目前有普通高中14所,STEM教育在各学科中有所涉及,但更多的是停留在理论层面。我校自2015年将创新教育作为学校的品牌项目进行打造,逐步建成了“舟创工坊”创客空间,开发了《创新与发明技法》、《虚拟机器人》《3D设计与打印》等相关的课程并进行了教学实施,探索了基于STEM的教学模式,并取得了一定的成果。

新课改实施以后,新的教学模式和考试模式必将对传统的教育和教学带来深刻的影响,如何在当前的形式下更好的开展STEM的教育是一个亟待解决的问题。本课题正以创客空间建设,STEM课程开发开设为引线,以2014届至2017届为观察样本,运用观察、统计、访问等现代教育科学研究方法,研究如何在新课改背景下进行STEM课程的开发开设,为基于STEM的创客教育在普通高中有效开展进行有益的探讨。

二、国内外关于同类课题的研究综述

(一)数据来源及研究方法

国内文献以CNKI作为样本数据来源,以“普通高中 STEM课程”为关键词的文献24篇、以“普通高中 创客教育”为关键词的文献3篇,本文的研究以国内文献为主。

  • 国内外文献研究

STEM教育:是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineer)和数学(Mathematics)教育的简称,它的重点旨在打破学科领域边界,培养学生的科学理工素养。它主张以“项目式学习”为知识学习的主要方式,它的主要创新点在于教学方式:让学生们亲自动手,从Idea到计划到执行,最终完成特定主题相关的项目,在整个过程中学生是在实践的过程中学习了多学科的知识。

创客(Mak-er)“创”指创造,“客”指从事某种活动的人,“创客”本指勇于创新,努力将自己的创意变为现实的人。这个词译自英文单词“Mak-er”,源于美国麻省理工学院微观装配实验室的实验课题,此课题以创新为理念,以客户为中心,以个人设计、个人制造为核心内容,参与实验课题的学生即“创客”。“创客”特指具有创新理念、自主创业的人。

创客教育:是以课程为载体,以推进创客精神为核心任务,以创客空间(基地)为主要场所,以现代信息科学为主要创造源,融合科学、技术、工程、数学等多学科知识,经过创造性的运用各种技术和非技术手段以及团队协作发现问题,解构问题,寻觅处理方案的完整过程,完成培养学生想象力、创造力和动手处理能力的教学活动。它是一种以培养学习者,特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式。

在国外,美国政府在2012年初推出了一个新项目,将在将来四年内在1000所美国中小学校引入“创客空间”,配备开源硬件、3D打印机和激光切割机等数字开发和制造工具。创客教育曾经成为美国推进教育改革、培养科学创新人才的重要内容。地平线报告2016年基础教育版中指出,学生从知识的消费者转变为创造者的趋势,而创客教育在这一过程中起到非常重要的作用。

在国内,2015年李克强总理在政府工作报告提到“大众创业,万众创新”。全民创客成为将来的发展趋势,创客教育为培养创客提供保障,如今许多地方正在筹建合适中小学的创客教室,制定合适中小先生不同窗段学习的的创客课程。

 

  • 课题研究的内容及预期目标

(一)课题研究内容

1.在普通高中创客教育开展的难点分析

先期的研究表明,在普通高中阶段因高考压力重,资金投入大,预期产出困难等原因,创客教育开展并不十分顺利。不少学校建成创客空间后,缺乏相应的课程和使用维护人员,闲置较多。本课题将通过文献研究,市内学校实地考察等方式对现象产生的原因进行深层次梳理,并提出相应的应对策略。

2.建立STEM创客课程开发的路径

课题将立足我校实际,结合师生的自身条件,探索基于STEM的创客课程及资源的开发,并通过不断修改完善,形成自己的课程开发开设路径。

3.探索基于我校的学生的发展平台的建设和学生发展路线,形成良好的创客教育模式。

(二)课题研究的预期目标

1.探索适合普通高中创客教育的途径、教学策略,形成创客教育的模式,并完成研究报告。

2.发表与课题相关的论文1-2篇。

3.实践成果丰硕:建成创客空间,并有效投入使用。形成多门创客相关课程,学生完成的作品。

4.STEM创客课程开发开设形成品牌,在市内外同等学校具有一定影响力。

    四、课题的研究思路及方法

(一)课题的研究思路

(二)课题的研究方法

1.文献研究法。通过国内外关于创客教育相关的文献分析,理解创客教育的发展逻辑和理念,为后续课题研究奠定基础。

2.案例分析法。对创客空间建设和使用,相关创客课程开发开设的典型案例进行深化细致的分析。

3.实证调查法。综合运用访谈法、问卷法等基本的实证调查方法,综合了解学生和管理层对普通高中创客教育的认识,从而确定适合普通高中的创客教育的理念、目标、内容与方式方法。

五、课题研究的步骤及人员分工

(一) 课题研究的步骤

课题研究的时间:从2017年9月—2019年9月,预计两年时间。

2017.8-2017.9  成立课题组,确定课题研究基本纲要,明确目标与任务,并展开针对性文献收集与调研工作。

2017.9 -- 2017.12 分析文献资料,整理创客教育要素及适合普通高中的构建思路。

2017.12 -- 2018.2 对学校原有创客空间进行升级改造。

2017.12-- 2018.8 开发适合普通高中的创客教育相关课程。

2018.2--2018.12  创客教育的实践案例研究分析。

2019.1 -- 2019.5  实证研究,数据分析,体系优化,完成初稿。

2019.5--2019.9  完成论文发表以及广泛征求听取各方对课题初稿的相关意见,在此基础上,进行补充与完善,完成成果报告。

(二)人员分工

董  平:课题总负责人,负责课题的管理、实施以及资源调度,实验室建设。

吴红伟:负责相关文献研究,提供指导意见。

刘学:负责课程开发与实施的案例研究。

祝玲玲:负责数据分析和报告撰写。

  • 课题研究的条件分析

1. 学校注重创客教育这一品牌,并把它作为学校工作重点来抓。能够保证人员和经费的持续投入。

2. 2015年学校成为浙江省首批资助建设创新实验室的学校之一,具有一定的建设使用理论和实践基础。

3.我校青年教师热爱创客教育事业,并在市内具有一定的影响力。

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