發(fā)布時間：2021-05-24 08:51

　　在教育創(chuàng)新與人工智能融合的新時期,我國進入“教育信息化2.0”時代,促進教育的創(chuàng)新發(fā)展成為教育信息化2.0新時代的現實需求。加強教育機器人、人工智能等關鍵技術的研究,是推動教育的變革與創(chuàng)新的重要途徑,因此,在國際背景下我國機器人教育競爭力亟待提升。機器人教學的創(chuàng)新發(fā)展呼喚教育教學理念的更新,作為以真實情境為基礎的跨學科整合性教學理念,STEM理念聚焦于科學、技術、工程和數學四門學科的整合。將STEM理念融入機器人教學中,為學生提供了更多跨學科學習及實踐的機會,也為傳統(tǒng)機器人教學的變革與轉向提供了新的契機。當前,我國機器人教學的研究尚處于初步探索階段,有關機器人教學的概念解讀較多,STEM理念下機器人項目教學的相關研究較少。據此,本研究基于STEM理念,以機器人項目教學為抓手,開展STEM理念下機器人項目教學的設計與實踐研究,具有一定的理論意義與現實價值。本研究采用文獻研究法、調查研究法、設計研究法、行動研究法等研究方法,開展STEM理念下機器人教學項目的設計與實踐研究。首先,通過文獻研究法梳理機器人教學和STEM教育等相關研究成果,分析機器人教學、STEM理念以及機器人項目教學的內涵以... 

【文章來源】：曲阜師范大學山東省

【文章頁數】：135 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    第一節(jié) 研究背景
        一、智能時代對教育創(chuàng)新發(fā)展的現實需求
        二、國際背景下我國機器人教育競爭力亟待提升
        三、國家對基礎教育創(chuàng)新人才的密切關注
        四、機器人教學的創(chuàng)新呼喚STEM理念
    第二節(jié) 問題提出
    第三節(jié) 研究意義
        一、理論意義
        二、實踐意義
    第四節(jié) 概念界定
        一、機器人教學
        二、STEM理念
        三、機器人項目教學
    第五節(jié) 理論基礎
        一、建構主義學習理論
        二、杜威“從做中學”理論
    第六節(jié) 研究內容與研究方法
        一、研究內容
        二、研究方法
        三、研究流程
第二章 文獻綜述
    第一節(jié) 國內外研究現狀
        一、國內外機器人教學研究現狀
        二、國內外STEM教育研究現狀
        三、國內外STEM理念下機器人項目教學研究現狀
    第二節(jié) 國內外研究現狀的啟示
第三章 STEM理念下機器人項目教學設計
    第一節(jié) STEM理念下機器人項目教學設計的現實需求
        一、需求調查設計
        二、基于訪談調查的需求分析
        三、基于問卷調查的需求分析
    第二節(jié) STEM理念下機器人項目教學的整體規(guī)劃
        一、教學框架的設計
        二、教學目標的分析
        三、教學原則的確立
        四、教學方法的確立
        五、教學工具的選擇
    第三節(jié) STEM理念下機器人項目教學實施方案
        一、機器人項目教學實施計劃安排
        二、機器人項目學習流程
    第四節(jié) STEM理念下機器人項目教學模式
        一、四元素教學模式(4C/ID)
        二、設計STEM理念下機器人項目教學模式
    第五節(jié) STEM理念下機器人項目教學評價設計
        一、課堂觀察評價
        二、機器人項目作品評價
第四章 STEM理念下機器人項目教學實踐
    第一節(jié) 初階教學階段:《投石器》項目
        一、教學分析階段
        二、教學設計階段
        三、教學實施階段
        四、教學評價階段
        五、教學優(yōu)化階段
    第二節(jié) 高階教學階段:《懸崖勒馬》項目
        一、教學分析階段
        二、教學設計階段
        三、教學實施階段
        四、教學評價階段
        五、教學優(yōu)化階段
第五章 STEM理念下機器人教學的實踐成效
    第一節(jié) 問卷及訪談調查設計
        一、調查問卷設計
        二、問卷信效度檢驗
        三、訪談調查的設計
    第二節(jié) 基于問卷調查的教學實踐成效分析
        一、學生學習態(tài)度分析
        二、學生學習能力分析
        三、學生學習成效分析
        四、學生的學生態(tài)度、學習能力以及學習成效間關系分析
    第三節(jié) 基于訪談調查的教學實踐成效分析
        一、授課方式方面
        二、教材方面
        三、項目作品方面
        四、課堂氛圍方面
第六章 研究結論與建議
    第一節(jié) 研究結論
        一、學習態(tài)度:認知與行為改善明顯,情感與興趣提升效果一般
        二、學習能力:學生的創(chuàng)新思維提升效果較為明顯
        三、學習成效:課堂參與積極性提高,學習投入改善效果一般
        四、學習成效關鍵影響因素:實現從學習態(tài)度到學習能力的轉變
    第二節(jié) 研究建議
        一、加強資源建設,創(chuàng)設利于學生興趣激發(fā)的機器人教學情境
        二、豐實教學內容,建立助力學生能力發(fā)展的機器人課程結構
        三、提升教師素養(yǎng),助力STEM理念與機器人項目教學的融合
        四、加強產教融合及科教融合,構建機器人教學創(chuàng)新共同體
        五、明確機器人教學的應用方向,樹立跨學科人才培育觀
第七章 總結與展望
    第一節(jié) 研究總結
    第二節(jié) 研究展望
        一、研究不足
        二、研究展望
參考文獻
致謝
附錄一
附錄二
附錄三
附錄四
附錄五
在讀期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]機器人教育視域下中學生STEM素養(yǎng)構建策略研究[J]. 孫青鋒,崔世鋼,張元,楊浩.  現代中小學教育. 2019(11)
[2]國外教育人工智能研究主題及趨勢分析——基于Web of Science文獻關鍵詞的可視化分析[J]. 張蓉菲,趙磊磊,李玥泓,趙可云.  現代教育技術. 2019(12)
[3]機器人教育中的逆向工程教學模式構建[J]. 康斯雅,鐘柏昌.  現代遠程教育研究. 2019(04)
[4]基于MOOC的混合式教學設計與實踐——以“基礎英語聽說”課程為例[J]. 張歡瑞,楊芳,張文霞.  現代教育技術. 2018(12)
[5]基于STEM教育理念的機器人教學實踐探究[J]. 王學禮.  教育科學論壇. 2018(32)
[6]一種整合創(chuàng)客和STEM的教學模型建構研究[J]. 趙呈領,申靜潔,蔣志輝.  電化教育研究. 2018(09)
[7]配對學習模式在機器人教育中的有效性[J]. 鐘柏昌,王艷霞.  現代遠程教育研究. 2018(03)
[8]中小學機器人教育的核心理論研究——論發(fā)明創(chuàng)造型教學模式[J]. 閆妮,鐘柏昌.  電化教育研究. 2018(04)
[9]人工智能教育應用的現狀分析、典型特征與發(fā)展趨勢[J]. 梁迎麗,劉陳.  中國電化教育. 2018(03)
[10]STEM教育的國策分析與實踐模式[J]. 祝智庭,雷云鶴.  電化教育研究. 2018(01)

碩士論文
[1]初中機器人教育教學資源的設計與應用研究[D]. 修玉蕾.山東師范大學 2019
[2]初中機器人教學模式的構建與實證研究[D]. 葉曉霞.西北師范大學 2018
[3]基于機器人的整合性課程對高中生STEM態(tài)度的影響研究[D]. 把玉琴.陜西師范大學 2018
[4]融合STEM的機器人創(chuàng)客教育項目設計與開發(fā)研究[D]. 邱金.溫州大學 2018
[5]基于Arduino平臺的機器人課程項目開發(fā)設計研究[D]. 趙麗.中央民族大學 2017
[6]基于STEM的小學科學課程設計研究[D]. 肖小藝.廣西師范大學 2017
[7]基于STEM的Arduino機器人教學項目設計研究[D]. 張麗芳.南京師范大學 2015
[8]STEM整合視野下的機器人教學活動設計[D]. 王娟.溫州大學 2014
[9]項目教學法應用于基于機器人的通用技術教學的研究[D]. 邱雅番.福建師范大學 2012
[10]STS教育視野下的機器人教育問題研究[D]. 王益.浙江師范大學 2007



本文編號：3203924