创客教育与小学科学课堂教学新模式研究

《创客教育与小学科学课堂教学新模式研究》研究方案綦江区营盘山小学课题组一、问题的提出创客教育是一种秉承“开放创新、探究体验”的教育理念，以培育所有学生的创新、创业所需的知识、能力、视野以及意志品质方面为目的，以“创造中学”为主要学习方式，融合信息技术的新型教育模式。创客教育具有无限的价值潜能，将对个体发展、课程改革、教育系统变革以及国家人才战略产生重大影响。随着创客教育的不断深入，学生不再是被动的知识接受者，而是身兼科学家、发明家等多重角色，创客教育所倡导的提出问题并利用自己的创造力解决问题的过程，对学生能力的培养至关重要。尽管，目前由美国引领下的全球创客教育运动正在兴起，但在实践过程中却面临着师资力量薄弱，精品和系统课程资源缺乏，创客培养模式缺少长效机制，教育效果评价困难等诸多挑战。尤其是当前学校的教学环境还相对薄弱。科技教育一直以来都是营盘山小学的办学特色，学校作为重庆市科技教育培训基地拥有课题研究的的条件和保障。同时，科学学科具有注重学生创造力培养与发展等学科特点，和创客教育倡导的理念的教学方式很好的契合。传统的科学学科教学模式已经无法满足教学改革和学生学习的需要，深入开展基于互联网+开展中小学创客教育途路与方法的研究,必然会带动我国中小学基础教育创新改革。基于上述认识，结合我校现状，我们决定进行“创客教育与小学科学课堂教学新模式研究”课题的研究。二、研究意义及价值长期以来，小学科学教育资源的结构比较单一，教学资源溃乏，教学内容单一，教学变成了教师对学生单向的培养活动，教师是知识的占有者，学生只能向教师学，学生的独立性、独立品格丧失，使他们难以利用已有的知识经验，主动地探索知识的发生与发展，教师也是各自为政，缺乏交流共享，难以创造性地开展教育教学活动。本研究以创客课题为载体，引导师生在学科教学中体验真实完整的项目构思、设计、改进，直至完成整个创客作品的过程。贯彻以学生为主体的教学思想，促进学生间的合作交流，发展学生的动手能力，开拓创客教育的新实践。虽然创客教育不直接教授学生基础知识，但在“创客”的过程中，学生综合运用信息技术、综合实践、艺术等多学科的知识，实现跨学科的多维发展。创客教育与小学科学课堂教学新模式研究一方面可以超越狭隘的教育内容，让师生的生活经验进入教学过程，让教学“活”起来，另一方面，可以改变学生在教学中的地位，从被动的知识接受者，转变为知识的建构者，从而激发学生的学习主动性和积极性，同时，还可以开阔教师的教育视野，转变教育观念，各种教育资源，特别是素材性教育资源的交流与共享成为可能，校内课程资源和校外课程资源相互转化的可能性也越来越大。本课题将探究如何以创客教育为载体，在科学课堂中培养学生的创新能力和科学素养，实现师生在科学学科教学中教学模式的转变。三、理论基础及依据基于建构主义理论和系统论、信息论、控制论,本课题研究的理论假设是:依据新《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《基础教育课程改革纲要》中提出的要求，立足于学校的全面可持续发展，立足于人的全面发展，制定“学校三年发展规划的设计与实践研究”策略制度，充分尊重教育发展规律，充分认识教育综合改革的意义与价值，充分利用綦江区教育改革现有成果，开展有效的、符合校情的研究。四、核心概念界定1.创客教育旨在为所有中小学学生提供适宜的用于创造的环境、资源与机会，尤其是借助技术工具与资源让学生能够将学习过程融于创造过程，实现基于创造的学习。培养学生的批判性思维、创新思维与问题解决能力，实现全人发展。创造、技术与全人发展是创客教育内涵中最为核心的三个关键词。2.创客教育与小学科学教学新模式研究以创客课题为载体，引导师生在学科教学中体验真实完整的项目构思、设计、改进，直至完成整个创客作品的过程，强调学生在学习过程中的主动参与和全面体验，培养学生创新能力，让学生享受到创客教育带来的学习乐趣。贯彻以学生为主体的教学思想，促进学生间的合作交流，发展学生的动手能力，开拓创客教育的新实践。五、同类课题的国内外研究现状述评㈠国外研究现状述评随着科学技术的进步，尤其是计算机网络的发展，21世纪人类正以惊人的速度步入信息时代。互联网+与教育的结合，促进学校教育越来越走向网络化、虚拟化、国际化和个性化。这对传统的教育方式既是严峻的挑战，又是千载难逢的发展机遇。因此，世界各国无一例外地以教育技术为突破口，利用创客教育来促进教育改革的深入进行。在国外，美国政府在2012年初推出了一个新项目，将在未来四年内在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。创客教育已经成为美国推动教育改革、培养科技创新人才的重要内容。美国地平线报告2014年高等教育版中指出，在未来五年内，美国高校学生有从知识的消费者转换为创造者的趋势，而创客教育在这一过程中起到十分重要的作用。㈡国内研究现状述评在国内，今年李克强总理在政府工作报告中提到“大众创业，万众创新”。全民创客成为未来的发展趋势，创客教育为培养创客提供保障，最早提出创客教育概念的温州中学的谢作如老师和北京景山学校的吴俊杰老师，他们一直在大力推动和宣传创客教育的发展。现在许多地方正在筹建适合中小学的创客教室，制定适合中小学生不同学段学习的的创客课程。综上所述，创客教育作为新兴的教育方式，已经越来越受到重视，进行相关课题的研究已经成为国内外非常热衷的教育现象。六、本研究的创新本课题研究，根据国内外的研究成果、綦江区教委要求和学校实际进行，主要创新之处在于：㈠创客教育作为新兴的教育方式，相关的研究成果还非常稀缺。㈡本课题关注学生创新能力的发展和科学素养的培养。㈢以创客教育为载体，探究小学科学学科教学新模式。通过实验研究，创立具有小学科学教学的教育途径和教育方法。七、研究目标及内容㈠研究目标1.总体目标采用定量研究与定性研究相结合的研究方法，以小学科学教学为研究对象，概括与揭示实践中的若干经验与问题，并结合反思，提出建议，最终利用互联网与创客教育，创新小学科学课堂教学模式，转变学生学习科学的方式，创新教师科学教学方式方法。2.具体目标①利用互联网与创客教育，创新小学科学课堂教学模式。改革传统的科学课堂教学，充分利用互联网资源，学习创客教育，创新科学课堂教学模式。教师学生收集整理信息，交流有用信息，在自主探索、合作交流中创新。②充分利用互联网与创客教育，转变学生学习科学的方式。让学生从生活或网上进行信息搜集，引导学生制作PPT或将视频等材料进行归类整理，以便课堂上的展示和学习。充分利用微课程、微视频、网络，让学生的被动学习转变成主动学习。③充分利用创客教育，创新教师的教学方式方法。让教师转变教学观念与思路，要充分利用人工智能技术构建的智能系统能够根据学生的不同特点和需求进行教学，从一名教导者转变为参与者。教师要搜集一切资源，然后整理、加工，发现最有利于学生学习实践的方法，满足学生动手实践的需求，为他们提供“用知识”的机会，努力将他们的奇思妙想实践出来。④充分利用互联网资源，在教学实践中收集优秀创新课堂教学模式的案例。通过互联网收集整理教学资源，改革科学课堂教学模式，针对具体教学内容撰写优秀案例。㈡研究内容本课题研究主要是基于互联网条件下，创客教育与小学科学课堂教学新模式研究。1.对创客教育的小学科学学科课堂教学模式探究。2.基于互联网条件下，学生在小学科学课堂教学中学习方式的研究。3.对作为创客教育的教师——教育创客在小学科学教学方法和教学策略的研究。促进教师专业化成长。4.创客教育与小学科学内容的整合研究。5.针对小学科学课堂教学，进行具体的教学案例分析与研究。八、研究对象及范围本课题由綦江区营盘山小学承担，课题将在全校3-6年级展开，并涉及全校3-6年级学生和科学任教老师。九、研究思路及方法㈠研究思路应用文献研究法、行动研究法和经验总结法对本校科学教学现状进行调查分析及思考，为研究做好起点工作。进而着手分析和总结国内科学教学模式方面取得的成功经验，创新小学科学课堂教学新模式。针对实施中存在的问题、缺陷，引导相关人员在行动中反思，在反思中通过筛选、修正、本校化和再创造，再经过行动研究的研究，运用经验总结法提炼出具有普遍指导意义的小学科学课堂教学新模式等。㈡研究方法1.确立研究原则1.师生共同发展原则：“为了学生未来发展”是基础教育发展的基本出发点，也是课题的最终落脚点。通过小学科学学科教学新模式的深入探究，促进学与教的质量提高，带动参与研究的师生及学校的共同发展，最后落实在学生的自我学习能力、合作学习能力、信息素养能力、可持续发展能力等方面，以实现素质教育的根本目标。2.目的性原则为达到帮助优化学习过程、提高教育教学效率的目的，我们在研究过程中，创新新型科学学科教学模式应做到：①直观（或间接直观）生动，能激发学生的学习兴趣；②科学系统，能揭示事物的发展规律，便于学生掌握学习方法；③信息容量大，能扩宽学生的知识面；④沟通信息反馈渠道，便于学生相互学习、交流；⑤教学模式新颖、科学、实用，为学生的个别化学习和终身学习奠定良好的基础。3.融合创新原则：将创客教育与科学学科教学模式进行整合，以创客教育为载体，创新教学模式。4.因地制宜的原则：有效利用学校的师资水平和教学资源，注重研究的实效性。2.确立研究方法本课题以行动研究为主，综合运用文献研究法、行动研究法、案例分析法、经验总结法等进行研究。1．文献研究法文献研究法是指研究者通过搜集、查阅资料、文献，一方面学习先进的理论及经验，提高自身的理论素养，用先进的理论和经验指导课堂教育；另一方面，通过对文献的加工、比较、概括提取出适合小学科学学科教育的策略和方法。2.行动研究法。行动研究法是由与问题有关的所有人员共同参与研究和实践，对问题情景进行全程干预，并在此实践活动中找到有关理论依据及解决问题的研究方法。在小学科学学科的教学过程中，系统、科学地解决创客教育与科学学科教学的整合问题，力求为教育教学服务，有目的、有计划地促进创客教育与科学课程的融合，变革师生的教与学的方式，优化课堂教学，提高课堂教学效益，不断产生和完善研究成果。3.经验总结法经验总结法是通过对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。多年的课题研究，课题组积累了各个方面的经验，将这些经验加以分析，总结对形成课题研究报告将起到重要作用。3.制定研究工具自编研究工具主要有调查记录表、互联网+创客教育与小学科学教学新模式等。4.技术路线⑴归纳整理国内外对于小学科学课堂教学模式的理论及趋势研究的相关成果，尤其是对基础教育课程改革经验的总结和反思，归纳整理资料，由课题组成员进行学习和研究。⑵探究以创客教育为载体的科学教学模式，对与课题相关问题的现状进行了解、分析和研究，找到课堂教学理论和实践的契合点，对现有的课堂教学模式进行深刻反思，挖掘现有课堂教学模式中积极因素并找出存在的问题。⑶建构课题研究的理论框架和创客教育环境下小学科学课堂教学的“新模式”，在科学教学中精心设计创科项目，对“新模式”进行理论分析，进行实证性研究。⑷在实践中检验课题的理论成果。总结出一般规律，为小学科学学科教学模式提供样本和借鉴。5.研究措施⑴加强组织保证。成立以校长为组长的研究工作领导小组，组织相关人员围绕本课题积极开展前期准备工作；聘请市区级有关专家作为课题研究顾问，充分发挥专家组的把关作用、指导作用和辅导作用。⑵给予经费保证。筹集经费4万元，为课题研究提供了较好的物力和财力。⑶给予硬件和软件保证。学校总体协调，为本项目研究提供各种资源，保证项目研究的顺利进行。⑷给予师资保证。对参与本项目研究的主研人员和学科教师分别进行专题培训，指导教师如何有效地对以创客教育为载体实施科技教育，为参加研究的教师更好地进行科学教育提供业务支持和资源保证。⑸建立制度保障。针对实际情况，制定合理、针对性强的基于小学科学教育模式及教育策略的政策与制度。并重点考虑以应用为导向的评估机制、设备及资源管理机制、教师激励机制、规划机制、科研的带动机制、示范机制、统筹管理机制等。⑹建立健全课题运作管理制度，研究制度。调