臨沂3D打印與中小學生科技創(chuàng)客教育途徑和內(nèi)容研究研究方案

1、中小學生科技創(chuàng)客教育途徑和內(nèi)容研究研究方案臨沂拓普3D打印中心慕天恒 黃慕郁 一、 課題研究的意義1、有助于推動中小學創(chuàng)客教育的開展，形成中小學科技創(chuàng)客教育教學的理論和實踐操作體系，豐富中小學創(chuàng)客教育的理論系統(tǒng)。2、有利于科學認識中小學科技創(chuàng)客教育的內(nèi)涵，推動對中小學創(chuàng)客項目課程的研發(fā)和對開展中小學創(chuàng)客教育活動模式的探索。3、有助于推動中小學對創(chuàng)客教育師資的培養(yǎng)，在中小學開展創(chuàng)客教育，最短板的最是師資問題，課題的研究為中小學科技創(chuàng)客教師師資創(chuàng)新素養(yǎng)、知識素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)等方面做了具體分析。二、課題的核心概念及其界定本課題主要涉及以下兩個核心概念，其界定如下：1、創(chuàng)客教育：本課題所指的創(chuàng)客教育是一

2、種信息技術(shù)支持的，強調(diào)學習者在創(chuàng)造的過程中學習，旨在培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，進而實現(xiàn)創(chuàng)新教育的新型教育方式。應該說創(chuàng)客教育的主要目的是實現(xiàn)創(chuàng)新教育，2、中小學科技創(chuàng)客教育：中小學科技創(chuàng)客教育是指將中小學生培養(yǎng)成具有創(chuàng)客精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，善于科技創(chuàng)新、科技創(chuàng)造的人一種教育實踐活動。主旨是在中小學生日常教育教學活動中融入創(chuàng)客的精神和內(nèi)涵，通過建設(shè)創(chuàng)客空間、機器人室等形式，培養(yǎng)中小學生的創(chuàng)新精神、動手實踐能力和團隊協(xié)作能力，讓學生善于現(xiàn)問題、探索問題、解決問題，能夠主動將自己的創(chuàng)意、創(chuàng)新通過各種手段物化為創(chuàng)造性制品。三、研究的目標、內(nèi)容（或子課題設(shè)計）與重點全球范圍內(nèi)創(chuàng)客運

3、動對教育產(chǎn)生了重要影響，創(chuàng)客教育為教育的創(chuàng)新變革提供了契機。由于創(chuàng)客教育對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力具有諸多優(yōu)勢，創(chuàng)客教育在國內(nèi)也受到了足夠重視，但在中小學創(chuàng)客教育發(fā)展才剛剛起步，教學設(shè)計模式并不健全，相應的教學活動設(shè)計實施步驟有待完善，在中小學生中間開展科技創(chuàng)客教育的途徑和內(nèi)容還很不健全，例如中小學校園創(chuàng)客空間的建設(shè)與使用情況層次不齊，差距很大；很多中小學校缺乏創(chuàng)客教師師資；創(chuàng)客項目課程、教學資源與教材不夠豐富；使用開源軟硬件技術(shù)不夠成熟；制定創(chuàng)客教育的發(fā)展規(guī)劃、建立創(chuàng)客教育評價機制等方面都存在諸多問題。鑒于中小學創(chuàng)客教育存在的以上問題，本課題研究的目標、內(nèi)容（或子課題設(shè)計）與

4、重點如下：1、研究目標：（1）科學把握中小學科技創(chuàng)客教育的內(nèi)涵與價值目標。（2）總結(jié)中小學創(chuàng)客空間建設(shè)的理想方案和使用管理制度。（3）開發(fā)中小學科技創(chuàng)客教育的項目課程。（4）制定中小學科技創(chuàng)客教育的發(fā)展規(guī)劃。（5）建立中小學科技生創(chuàng)客教育評價指標體系。2、研究內(nèi)容：（1）中小學科技創(chuàng)客教育的內(nèi)涵與特質(zhì)研究1）中小學科技創(chuàng)客教育的內(nèi)涵；2）中小學科技創(chuàng)客教育的特質(zhì)。（2）中小學科技創(chuàng)客空間建設(shè)方案和使用研究1）中小學科技創(chuàng)客空間建設(shè)方案；2）中小學科技創(chuàng)客空間使用方法；3）中小學科技創(chuàng)客空間管理制度。（3）中小學科技創(chuàng)客教育項目課程研究1）中小學科技創(chuàng)客教育項目課程開發(fā)；2）中小學科技創(chuàng)客教育教

5、學設(shè)計模式；3）中小學科技創(chuàng)客教育教學活動實施方案。（4）中小學科技創(chuàng)客教師培養(yǎng)研究1）中小學科技創(chuàng)客教師創(chuàng)新素養(yǎng)；2）中小學科技創(chuàng)客教師知識素養(yǎng)；3）中小學科技創(chuàng)客教師技術(shù)素養(yǎng)。（5）中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系研究1）中小學科技創(chuàng)客教育評價的理論依據(jù)；2）中小學科技創(chuàng)客教育評價指標選??；3）中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系建立。3、研究重點：（1）中小學科技創(chuàng)客教育項目課程開發(fā)。（2）中小學科技創(chuàng)客教育教學活動實施方案。（3）中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系研究。 四、研究的思路、過程與方法1、研究思路本課題研究從當前中小學科技創(chuàng)客教育存在問題入手，總結(jié)本校開展創(chuàng)客教育的基礎(chǔ)上，廣泛開展調(diào)查

6、研究，通過對中小學科技創(chuàng)客教育開展情況的調(diào)查分析，剖析影響中小學科技創(chuàng)客教育的相關(guān)因素，總結(jié)諸多中小學科技創(chuàng)客教育的成功案例，通過對案例的分析和調(diào)查研究，揭示中小學科技創(chuàng)客教育理論與實踐研究的內(nèi)涵和價值，探索中小學科技創(chuàng)客空間的設(shè)計方案與使用管理方法技巧，研發(fā)中小學科技創(chuàng)客教育項目課程、培養(yǎng)中小學科技創(chuàng)客教師，建立中小學科技創(chuàng)客教育評級指標體系。從而構(gòu)建較為完善的中小學科技創(chuàng)客教育途徑和內(nèi)容的研究體系。2、研究過程（1）準備階段（2018年1月-2018年5月）完成課題研究方案的設(shè)計、申報工作。通過多途徑大量查閱國內(nèi)外關(guān)于中小學科技創(chuàng)客教育研究的文獻資料，了解已有研究的成果，形成國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

7、的報告。進行中小學科技創(chuàng)客教育相關(guān)資料的收集，并進行整理分析，形成課題研究的計劃，以確保課題研究順利開展。（2）研究階段（2018年6月-2019年9月）第一、根據(jù)制定的計劃進行研究，積極在本校開展中小學科技創(chuàng)客教育活動，為課題研究積累經(jīng)驗，總結(jié)教訓，并積極參加關(guān)于創(chuàng)客教育的研討活動，堅持理論研究和實踐探索相結(jié)合，能較清晰地界定中小學科技創(chuàng)客教育的科學內(nèi)涵，形成具有一定理論價值和可操作性的中小學科技創(chuàng)客教育途徑和內(nèi)容研究體系。第二、采用實地考查、問卷調(diào)查和深入訪談等研究方法了解當前中小學科技創(chuàng)客教育所運用的主要途徑和所涵蓋的主要內(nèi)容，并形成調(diào)查報告，在調(diào)查研究過程中，要總結(jié)各所學校開展科技創(chuàng)客

8、教育諸多成功案例，運用案例分析法，總結(jié)得出典型的中小學科技創(chuàng)客教育的途徑和內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上撰寫階段性的研究報告。第三，在借鑒其它學校開展中小學科技創(chuàng)客教育成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，要大膽探索新的在中小學生中間開展創(chuàng)客教育的模式，通過親身實踐，積極開展實踐研究，爭取開創(chuàng)更多適合中小學科技創(chuàng)客教育的途徑和內(nèi)容。第四、選取課題研究過程中某些內(nèi)容，如中小學科技創(chuàng)客教育項目課程開發(fā)、中小學科技創(chuàng)客教育教學活動實施方案、中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系研究等等，撰寫專題論文，爭取在國內(nèi)正規(guī)期刊發(fā)表。（3）總結(jié)階段（2019年10月-2019年12月）對本課題研究過程及資料進行系統(tǒng)分析總結(jié)，最終總結(jié)形成中小學科技創(chuàng)客

9、教育途徑和內(nèi)容的研究報告。并將專題論文、調(diào)查報告和研究個案匯編成集，接受課題組專家的評估驗收，做好課題結(jié)題準備，為開展成果推廣工作和進一步研究奠定基礎(chǔ)。3、研究方法本課題主要采用文獻研究法、實地考查法、問卷調(diào)查法、訪談法、案例分析法、行動研究法等等。（1）文獻研究法：通過文獻研究法可以獲得當前國內(nèi)外關(guān)于本課題的研究現(xiàn)狀，還可以了解當前中小學開展科技創(chuàng)客教育常用的途徑和內(nèi)容。（2）實地考察法：為了更加詳細、全面的掌握當前中小學開展科技創(chuàng)客教育的途徑和內(nèi)容，可以親自到一些創(chuàng)客教育開展的較有影響的中小學校，進行實地考察、經(jīng)驗交流。（3）問卷調(diào)查法：為了得出影響中小學生開展創(chuàng)客教育的影響因素和在中小學

10、開展科技創(chuàng)客教育最佳的途徑和內(nèi)容，可以采用問卷調(diào)查法，以調(diào)查問卷的形式在教師和學生中間發(fā)放、獲取調(diào)查數(shù)據(jù)。（4）案例分析法：對當前中小學科技創(chuàng)客教育的模式、途徑和內(nèi)容要做好案例分析，便于總結(jié)經(jīng)驗，也有利于在原來的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新推廣。（5）行動研究法。在借鑒當前開展創(chuàng)客教育模式的基礎(chǔ)上，積極探索適合在中小學開展創(chuàng)客教育新的途徑和內(nèi)容，開發(fā)創(chuàng)客教育項目課程、探索新的創(chuàng)客教育的活動組織模式、運用行動研究法，在中小學生中進行實踐研究。 五、主要觀點與可能的創(chuàng)新之處1.主要觀點（1）中小學科技創(chuàng)客教育具有諸多特點，例如教育對象具有獨特性；教育內(nèi)容、過程和方法的適宜性；教育目標的能力趨向性等等。（2）中小

11、學科技創(chuàng)客教育重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)客精神。創(chuàng)客教育應該以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)中小學生的創(chuàng)新能力，使中小學生成為敢于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新和有能力創(chuàng)新的真正意義上的創(chuàng)客。（3）中小學科技創(chuàng)客教育還應該著重培養(yǎng)學生的動手實踐能力和團隊協(xié)作能力。中小學科技創(chuàng)客教育集從做中學、體驗教育、基于項目的學習、小組協(xié)作學習等理念和思想為一體，這些學習方式無一不重視學生動手實踐能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。（4）中小學科技創(chuàng)客教育強調(diào)教師在教學活動中的引導作用。中小學科技創(chuàng)客教育雖然是以學生為主體的教育，但是中小學生具有組織活動能力比較差、自我約束力差等缺點，這就要求在開展中小學科技創(chuàng)客教育活動

12、中必須強調(diào)教師的引導作用。這對創(chuàng)客教師自身的創(chuàng)客素養(yǎng)、創(chuàng)客課程的開發(fā)能力、教學設(shè)計能力以及創(chuàng)客活動組織實施的能力提出了很高的要求。（5）中小學科技創(chuàng)客教育強調(diào)學生學習的個性化。它承認學生個體差異的客觀性，反對整齊劃一的教育，樹立起“尊重差異，追求個性，寬容另類”的現(xiàn)代教學觀念，大力培養(yǎng)學生的個性品質(zhì)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。（6）中小學科技創(chuàng)客教育應該以項目課程為中心。針對中小學生開展的教育教學活動，必須依托于特定的教學內(nèi)容，這是由中小學生的學情決定的。因此,中小學科技創(chuàng)客教育的重頭戲在于項目課程的開發(fā)。（7）中小學科技創(chuàng)客教育應該以活動的方式來開展，具有很強的實踐性。中小學科技創(chuàng)客教育經(jīng)過學生的

13、自主動手實踐和創(chuàng)客團隊的協(xié)作，創(chuàng)造性地運用各種技術(shù)和非技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，尋找解決方案，并經(jīng)過不斷的實驗形成創(chuàng)造性制品。因此，中小學科技創(chuàng)客教育最好以小組活動的方式來開展，具有很強的實踐性。（8）中小學科技創(chuàng)客教育應該關(guān)注前沿，緊跟科技前進的步伐，不斷吸收新的教學內(nèi)容，與時俱進。中小學科技創(chuàng)客教育重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，這就要求中小學科技創(chuàng)客教育不能局限于現(xiàn)有的項目課程，停滯不前。這就是說中小學科技創(chuàng)客教育項目課程的開發(fā)永遠在路上，應該永遠是進行時。2、創(chuàng)新之處（1）中小學科技創(chuàng)客教育不同于傳統(tǒng)課堂教學，不僅僅是知識的傳遞，答疑解惑，它通過真實的設(shè)計創(chuàng)造體驗將學生獲取的知識經(jīng)驗組織進

14、創(chuàng)造真實世界的過程中，架起了溝通抽象知識和真實世界的橋梁，使得中小學生的學習內(nèi)容、學習方式和學習結(jié)果都具有現(xiàn)實意義。本課題在實踐研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗教訓，并且對一些中小學科技創(chuàng)客教育典型案例的分析，爭取在中小學科技創(chuàng)客教育活動的組織方面開創(chuàng)新的模式。（2）創(chuàng)客教育在我國中小學正處于剛剛起步階段，還沒有形成與之相適應的評價體系。而中小學科技創(chuàng)客教育需要評價學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，在學生參與創(chuàng)客活動，完成創(chuàng)客項目整個過程中都需要進行評價，評價能促進中小學科技創(chuàng)客教育更好的發(fā)展。鑒于中小學科技創(chuàng)客教育當前的具體情況和創(chuàng)客教育評價至關(guān)重要的作用，本研究希望在中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系

15、的建立上能夠有所創(chuàng)新。六、預期研究成果成果名稱成果形式完成時間階段成果（限5項）中小學科技創(chuàng)客教育模式調(diào)查分析調(diào)查報告2018年5月中小學創(chuàng)客課程內(nèi)容調(diào)查分析調(diào)查報告2018年7月中小學創(chuàng)客教育途徑探索專題論文2018年10月中小學科技創(chuàng)客教育個案研究個案專輯2019年2月中小學科技創(chuàng)客教育評價指標體系專題論文2019年5月最終成果（限3項）中小學科技創(chuàng)客教育途徑和內(nèi)容研究研究報告2019年10月中小學科技創(chuàng)客教育項目課程教材校本教材2019年11月七、課題研究的保障措施1、場地保證學校投入大量資金在校內(nèi)建立了創(chuàng)客實驗室、機器人教學實驗室以及VR教學實驗室，其中創(chuàng)客實驗室配備3D打印機、傳感電子創(chuàng)意設(shè)計智能模塊及組件-Level III物聯(lián)網(wǎng)實驗室專用教學控制平臺、3D造型模塊、智慧感知農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡版（生態(tài)家園實驗箱）、智能動車套件、智能家居網(wǎng)絡版、數(shù)字氣象站等等。這些為本課題開展實踐研究提供了場所保障。2、時間保證建立嚴格的課題研究管理制度，嚴格執(zhí)行課題研究計劃，課題組每月