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提升问题解决能力的初中生机器人教学流程设计与应用研究

谢涵雨  
【摘要】:21世纪是一个高效、复杂的时代,信息技术快速发展,信息以指数级增长,信息化时代对人才诉求越来越高,同时,这也要求我们转变传统的教育方式与内容,注重跨学科人才的培养尤其人才的问题解决能力的培养。2016年以来,国家各部委就相继高频率的推出多项与人工智能、机器人编程等相关的政策,鼓励和支持学校将信息技术(含编程)纳入日常课程,甚至纳入到高考的选考科目中。同时各国为了培养高素质人才,各国争先提出二十一世纪人才素养框架,以教育为突破口,培养各类创新人才,问题解决能力已经是各国或各组织提出的人才素养核心的要素或要点之一,显示出新型人才需要具有问题解决能力的重要性。本研究在国家政策导向的大背景下,紧跟21世纪人才素养核心要素,立足于国内机器人现状研究,设计一个以培养学生问题解决能力为指向,关注学生主体性,重视环境给予性,注重学生认知发展的机器人教学流程,并且运用微信公众号和石墨文档工具进行资源设计和协作支持,最后,运用教学流程并对该流程的使用效果进行了分析。文章包括五部分:第一部分,阐述了中小学机器人教育普及化发展趋势和21世纪人才素养核心的研究背景,分析国内外机器人教育研究现状以及我国机器人教学流程研究现状,接着阐述文章的研究目的与意义、研究方法以及研究重难点和研究过程。第二部分,探讨了机器人教学流程的基础理论以及相关的核心概念。第三部分,通过机器人教育培养活动过程的特点,面向问题解决能力的培养目标分析、活动过程和要素分析,结合认知心理学问题解决模式,遵循认知性、过程性、环境的情境性和给予性、学生主体性以及评价性原则,设计一个以培养学生问题解决能力为指向的机器人教学流程,为了教学流程的实施,对知识问题库以及协作工具进行设计与构建,利用微信公众号和石墨文档进行教学资源的创设和协作支持,为教学实施提供便利平台和工具。第四部分,编制和分析问题解决能力问卷,编用《自我效能感》量表以及《机器人作品评价表》,阐述灭火机器人教学案例,通过教学实施,对实验班和对照班进行前后测,分析教学流程的实践效果。第五部分,对研究进行了总结,并阐述研究中的不足之处以及研究展望。


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