临沂3D打印与中小学生科技创客教育途径和内容研究研究方案.docx

中小学生科技创客教育途径和内容研究研究方案临沂拓普3D打印中心慕天恒 黄慕郁 一、 课题研究的意义1、有助于推动中小学创客教育的开展，形成中小学科技创客教育教学的理论和实践操作体系，丰富中小学创客教育的理论系统。2、有利于科学认识中小学科技创客教育的内涵，推动对中小学创客项目课程的研发和对开展中小学创客教育活动模式的探索。3、有助于推动中小学对创客教育师资的培养，在中小学开展创客教育，最短板的最是师资问题，课题的研究为中小学科技创客教师师资创新素养、知识素养、技术素养等方面做了具体分析。二、课题的核心概念及其界定本课题主要涉及以下两个核心概念，其界定如下：1、创客教育：本课题所指的创客教育是一种信息技术支持的，强调学习者在创造的过程中学习，旨在培养学习者的创新意识、创新思维和创新能力，进而实现创新教育的新型教育方式。应该说创客教育的主要目的是实现创新教育，2、中小学科技创客教育：中小学科技创客教育是指将中小学生培养成具有创客精神、创新思维和创新能力，善于科技创新、科技创造的人一种教育实践活动。主旨是在中小学生日常教育教学活动中融入创客的精神和内涵，通过建设创客空间、机器人室等形式，培养中小学生的创新精神、动手实践能力和团队协作能力，让学生善于现问题、探索问题、解决问题，能够主动将自己的创意、创新通过各种手段物化为创造性制品。三、研究的目标、内容（或子课题设计）与重点全球范围内创客运动对教育产生了重要影响，创客教育为教育的创新变革提供了契机。由于创客教育对于培养学生的创新精神、创新思维和创新能力具有诸多优势，创客教育在国内也受到了足够重视，但在中小学创客教育发展才刚刚起步，教学设计模式并不健全，相应的教学活动设计实施步骤有待完善，在中小学生中间开展科技创客教育的途径和内容还很不健全，例如中小学校园创客空间的建设与使用情况层次不齐，差距很大；很多中小学校缺乏创客教师师资；创客项目课程、教学资源与教材不够丰富；使用开源软硬件技术不够成熟；制定创客教育的发展规划、建立创客教育评价机制等方面都存在诸多问题。鉴于中小学创客教育存在的以上问题，本课题研究的目标、内容（或子课题设计）与重点如下：1、研究目标：（1）科学把握中小学科技创客教育的内涵与价值目标。（2）总结中小学创客空间建设的理想方案和使用管理制度。（3）开发中小学科技创客教育的项目课程。（4）制定中小学科技创客教育的发展规划。（5）建立中小学科技生创客教育评价指标体系。2、研究内容：（1）中小学科技创客教育的内涵与特质研究1）中小学科技创客教育的内涵；2）中小学科技创客教育的特质。（2）中小学科技创客空间建设方案和使用研究1）中小学科技创客空间建设方案；2）中小学科技创客空间使用方法；3）中小学科技创客空间管理制度。（3）中小学科技创客教育项目课程研究1）中小学科技创客教育项目课程开发；2）中小学科技创客教育教学设计模式；3）中小学科技创客教育教学活动实施方案。（4）中小学科技创客教师培养研究1）中小学科技创客教师创新素养；2）中小学科技创客教师知识素养；3）中小学科技创客教师技术素养。（5）中小学科技创客教育评价指标体系研究1）中小学科技创客教育评价的理论依据；2）中小学科技创客教育评价指标选取；3）中小学科技创客教育评价指标体系建立。3、研究重点：（1）中小学科技创客教育项目课程开发。（2）中小学科技创客教育教学活动实施方案。（3）中小学科技创客教育评价指标体系研究。 四、研究的思路、过程与方法1、研究思路本课题研究从当前中小学科技创客教育存在问题入手，总结本校开展创客教育的基础上，广泛开展调查研究，通过对中小学科技创客教育开展情况的调查分析，剖析影响中小学科技创客教育的相关因素，总结诸多中小学科技创客教育的成功案例，通过对案例的分析和调查研究，揭示中小学科技创客教育理论与实践研究的内涵和价值，探索中小学科技创客空间的设计方案与使用管理方法技巧，研发中小学科技创客教育项目课程、培养中小学科技创客教师，建立中小学科技创客教育评级指标体系。从而构建较为完善的中小学科技创客教育途径和内容的研究体系。2、研究过程（1）准备阶段（2018年1月-2018年5月）完成课题研究方案的设计、申报工作。通过多途径大量查阅国内外关于中小学科技创客教育研究的文献资料，了解已有研究的成果，形成国内外研究现状的报告。进行中小学科技创客教育相关资料的收集，并进行整理分析，形成课题研究的计划，以确保课题研究顺利开展。（2）研究阶段（2018年6月-2019年9月）第一、根据制定的计划进行研究，积极在本校开展中小学科技创客教育活动，为课题研究积累经验，总结教训，并积极参加关于创客教育的研讨活动，坚持理论研究和实践探索相结合，能较清晰地界定中小学科技创客教育的科学内涵，形成具有一定理论价值和可操作性的中小学科技创客教育途径和内容研究体系。第二、采用实地考查、问卷调查和深入访谈等研究方法了解当前中小学科技创客教育所运用的主要途径和所涵盖的主要内容，并形成调查报告，在调查研究过程中，要总结各所学校开展科技创客教育诸多成功案例，运用案例分析法，总结得出典型的中小学科技创客教育的途径和内容，在此基础上撰写阶段性的研究报告。第三，在借鉴其它学校开展中小学科技创客教育成功经验的基础上，要大胆探索新的在中小学生中间开展创客教育的模式，通过亲身实践，积极开展实践研究，争取开创更多适合中小学科技创客教育的途径和内容。第四、选取课题研究过程中某些内容，如中小学科技创客教育项目课程开发、中小学科技创客教育教学活动实施方案、中小学科技创客教育评价指标体系研究等等，撰写专题论文，争取在国内正规期刊发表。（3）总结阶段（2019年10月-2019年12月）对本课题研究过程及资料进行系统分析总结，最终总结形成中小学科技创客教育途径和内容的研究报告。并将专题论文、调查报告和研究个案汇编成集，接受课题组专家的评估验收，做好课题结题准备，为开展成果推广工作和进一步研究奠定基础。3、研究方法本课题主要采用文献研究法、实地考查法、问卷调查法、访谈法、案例分析法、行动研究法等等。（1）文献研究法：通过文献研究法可以获得当前国内外关于本课题的研究现状，还可以了解当前中小学开展科技创客教育常用的途径和内容。（2）实地考察法：为了更加详细、全面的掌握当前中小学开展科技创客教育的途径和内容，可以亲自到一些创客教育开展的较有影响的中小学校，进行实地考察、经验交流。（3）问卷调查法：为了得出影响中小学生开展创客教育的影响因素和在中小学开展科技创客教育最佳的途径和内容，可以采用问卷调查法，以调查问卷的形式在教师和学生中间发放、获取调查数据。（4）案例分析法：对当前中小学科技创客教育的模式、途径和内容要做好案例分析，便于总结经验，也有利于在原来的基础上进行创新推广。（5）行动研究法。在借鉴当前开展创客教育模式的基础上，积极探索适合在中小学开展创客教育新的途径和内容，开发创客教育项目课程、探索新的创客教育的活动组织模式、运用行动研究法，在中小学生中进行实践研究。 五、主要观点与可能的创新之处1.主要观点（1）中小学科技创客教育具有诸多特点，例如教育对象具有独特性；教育内容、过程和方法的适宜性；教育目标的能力趋向性等等。（2）中小学科技创客教育重在培养学生的创客精神。创客教育应该以培养学生的创新精神、创新思维的基础上，培养中小学生的创新能力，使中小学生成为敢于创新、勇于创新、乐于创新和有能力创新的真正意义上的创客。（3）中小学科技创客教育还应该着重培养学生的动手实践能力和团队协作能力。中小学科技创客教育集从做中学、体验教育、基于项目的学习、小组协作学习等理念和思想为一体，这些学习方式无一不重视学生动手实践能力和团队协作能力的培养。（4）中小学科技创客教育强调教师在教学活动中的引导作用。中小学科技创客教育虽然是以学生为主体的教育，但是中小学生具有组织活动能力比较差、自我约束力差等缺点，这就要求在开展中小学科技创客教育活动中必须强调教师的引导作用。这对创客教师自身的创客素养、创客课程的开发能力、教学设计能力以及创客活动组织实施的能力提出了很高的要求。（5）中小学科技创客教育强调学生学习的个性化。它承认学生个体差异的客观性，反对整齐划一的教育，树立起“尊重差异，追求个性，宽容另类”的现代教学观念，大力培养学生的个性品质，培养学生的创新精神。（6）中小学科技创客教育应该以项目课程为中心。针对中小学生开展的教育教学活动，必须依托于特定的教学内容，这是由中小学生的学情决定的。因此,中小学科技创客教育的重头戏在于项目课程的开发。（7）中小学科技创客教育应该以活动的方式来开展，具有很强的实践性。中小学科技创客教育经过学生的自主动手实践和创客团队的协作，创造性地运用各种技术和非技术手段，发现问题，分析问题，寻找解决方案，并经过不断的实验形成创造性制品。因此，中小学科技创客教育最好以小组活动的方式来开展，具有很强的实践性。（8）中小学科技创客教育应该关注前沿，紧跟科技前进的步伐，不断吸收新的教学内容，与时俱进。中小学科技创客教育重在培养学生的创新精神，这就要求中小学科技创客教育不能局限于现有的项目课程，停滞不前。这就是说中小学科技创客教育项目课程的开发永远在路上，应该永远是进行时。2、创新之处（1）中小学科技创客教育不同于传统课堂教学，不仅仅是知识的传递，答疑解惑，它通过真实的设计创造体验将学生获取的知识经验组织进创造真实世界的过程中，架起了沟通抽象知识和真实世界的桥梁，使得中小学生的学习内容、学习方式和学习结果都具有现实意义。本课题在实践研究的基础上，总结经验教训，并且对一些中小学科技创客教育典型案例的分析，争取在中小学科技创客教育活动的组织方面开创新的模式。（2）创客教育在我国中小学正处于刚刚起步阶段，还没有形成与之相适应的评价体系。而中小学科技创客教育需要评价学生的创新精神、创新思维和创新能力，在学生参与创客活动，完成创客项目整个过程中都需要进行评价，评价能促进中小学科技创客教育更好的发展。鉴于中小学科技创客教育当前的具体情况和创客教育评价至关重要的作用，本研究希望在中小学科技创客教育评价指标体系的建立上能够有所创新。六、预期研究成果成果名称成果形式完成时间阶段成果（限5项）中小学科技创客教育模式调查分析调查报告2018年5月中小学创客课程内容调查分析调查报告2018年7月中小学创客教育途径探索专题论文2018年10月中小学科技创客教育个案研究个案专辑2019年2月中小学科技创客教育评价指标体系专题论文2019年5月最终成果（限3项）中小学科技创客教育途径和内容研究研究报告2019年10月中小学科技创客教育项目课程教材校本教材2019年11月七、课题研究的保障措施1、场地保证学校投入大量资金在校内建立了创客实验室、机器人教学实验室以及VR教学实验室，其中创客实验室配备3D打印机、传感电子创意设计智能模块及组件-Level III物联网实验室专用教学控制平台、3D造型模块、智慧感知农业网络版（生态家园实验箱）、智能动车套件、智能家居网络版、数字气象站等等。这些为本课题开展实践研究提