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课题研究

子课题《探究创客教育与促进师生科学素养提升的研究》

时间:2017-12-08  来源:  作者:顾唯一

预期完成时间
 

 
(狗万万博)
苏州市教育科学“十三五”规划
“教师发展研究专项”课题
 
《中小学教师校本培训管理与服务体系研究》
子课题评审书
 
 
 
课题名称《探究创客教育与促进教师科学素养提升的研究》
课题类别                                              
研究方向与范围        创客教育培养学生创新实践能力                                                     
课题主持人             顾唯一                       
工作单位        狗万万博            
申报日期          201746                    
 
 
一、子课题研究人员基本信息

课 题 主 持 人 ( 课 题 组 组 长 )
   
顾唯一
性别
民族
出生年月
1979年4月
行政职务
教科室主任
专业技术职务
一级教师
研究专长
科技创新
最后学历
本科
最后学位
 
   
13862409085
工作单位
狗万万博
E-mail
463358710@qq.com
通讯地址
苏州高新区东渚镇龙景花园四区
邮政编码
215163
省、市、区级教育科学“十二五”规划课题完成情况
核心参与研究苏州市“十二五”规划课题《构建“苏绣娃”学生素质培养机制的研究》,目前已结题。
“十 二五” 期 间 教 育 科 研 情 况
论文或论著(限填10篇)
独立或以第一作者身份公开发表、获奖或出版的
论文或论著名称
发表、获奖论文(或出版论著)的
报刊(或出版社)名称及日期
《探究学生创新素养的培养》
2015年4月发表于《苏州教育研究》
《在实践中培养学生的创新能力》
2015年6月获市论文评比二等奖
《在有趣的探究活动中培养学生科学习惯》
2015年11月发表于《小学科学》
《电子白板环境下的探究学习》
2013年12月获市论文评比三等奖
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
课题组
副组长
姓名
张蕾
行政职务
少先队
专业技术职务
二级教师
研究专长
信息技术
电话
17751102558
E-mail
173822023@qq.com
(不含课题组组长、副组长;限填10人)
课 题 组 核 心 成 员
 名
工作单位
专业技术职务
研究专长
课题组内分工
朱瑞康
狗万万博
一级教师
组织分配
制定评价机制
孙晓峰
狗万万博
一级教师
技术保障
技术保障
 蕾
狗万万博
一级教师
3D教学
3D教学行动
顾国燕
狗万万博
一级教师
科学教育
科学学科渗透
 仪
狗万万博
一级教师
创新想像
创新作品汇编
 斌
狗万万博
一级教师
作品创新
作品设计
顾亚军
狗万万博
一级教师
信息技术
软件应用
高美婧
狗万万博
一级教师
语文教育
成果文字描述
王潮
狗万万博
一级教师
资料整理
收集整理资料

 
二、子课题研究设计与论证方案

(一)研究背景
国际研究情况:
    从其他国家在3D创客教育的研究发展情况来看,已有多个国家的中小学开设了3D打印创新实验室的教学课程,都在研究开发STEAM创客教育模式,都在引入并实施3D设计与3D打印技术的综合应用的教学内容。许多中小学都与设计软件公司、3D打印机厂商合作,共同打造课程并确保引进的技术能够在学校顺利实施。
国内研究情况:
    在我国,3D打印技术也得到了国家层面的重视。特别是2015年工信部发布《国家增材制造(3D打印)产业发展推进计划(2015-2016)》,首次明确将3D打印列入了国家战略层面,指出对3D产业的发展做出了整体计划。到2016年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。然而,3D 打印创客教学在我国还处于起步与探索阶段,包括北京、上海、重庆、杭州、南京等城市的一批中小学也在这一两年做出了尝试。
我校实际条件:
硬件配备:我校已建设完成3D创客专用教室,配备3D打印机9台,3D扫描仪1台,
软件配备:装有设计软件的电脑49台。
人员配备:专门负责教学教师3人,3D课编排入学校日常课程。
课程配备:已开展相关3D课程开发。
(二)课题的核心概念及其界定
3D创客教育:
运用3D打印技术,凭借以3D为核心的创客课程构建3D创客空间,组织实施的以培养学生创新实践能力为目标的教育活动。
创新:
指人类为了满足自身的需要,不断拓展对客观世界及其自身认知与行为的过程和结果的活动。创新是指人为了一定的目的,遵循事物发展的规律,对事物的整体或其中的某些部分进行变革,从而使其得以更新与发展的活动。创新的核心是创新思维。
创新实践能力:
指人具备的创新思维和实践创造的能力。
 
 
(三)国内外同一研究领域现状、本课题研究价值与创新之处
国内外同一研究领域现状:
在当今的教育思潮中,创新精神与实践能力的培养问题日渐突出。历史表明,经济强国的背后都离不开教育的支持,所以我们应该着力研究成功背后的因素,美国教育是各国研究的长期目标。创客教育在美国作为一门新兴的课程,越来越受到政府的重视。而对中国而言,虽然创客是相对新鲜的词汇,但是也得到大部分学者的认同。我们江苏省注重科技教育,新兴的教育方式及时与课程衔接。其中3D打印技术,又称增材制造技术,是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合,是先进制造业的重要组成部分。
在我国产业升级的大变革背景下,3D打印技术自然而然得到国家层面的重视。特别是2015年工信部发布《国家增材制造(3D打印)产业发展推进计划(2015-2016)》,首次明确将3D打印列入了国家战略层面,指出对3D产业的发展做出了整体计划。到2016年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。
然而,3D 打印创客教学在我国还处于起步与探索阶段,包括北京、上海、重庆、杭州、南京等城市的一批中小学也在这一两年做出了尝试。从其他国家教育发展过程来看,美国、英国、德国、芬兰、澳大利亚等国家在中小学开设了“3D引进打印创新实验室”教学课程,引入了“3D设计&3D打印技术”与综合应用的教学内容。并与3D设计软件公司、3D打印机厂商、国际知名制造企业合作,共同打造课程已确保引进的技术能够在学校顺利实施,取得了良好的效果。美国政府在2012年初推出了“创客教育”,计划在未来四年内在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教学开发和制造工具,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。
目前在机械、医疗、建筑、艺术、考古、军事等领域得到了广泛应用,引发了全球又一次技术新浪潮。引入3D设计和3D打印机等设备,组建3D打印工作室,能使学生更多的接触、感知和体验未来新兴技术,拓宽学生视野,培养学生的创新意识和创新精神,不断提升技术素养。
作为一线教师,我们应积极培养学生的创新实践能力,使学生在中小学学习阶段打好坚实的基础。然而现今的创新教育培养,大多止步于思维的培养,由于受到时间、场所等限制,而忽视了最能体现学生创新素养的动手实践能力的培养,造成了手脑失衡的现状,对于科技发明、创造更是有畏难情绪。
 
 
本课题研究价值:
通过相应课程的研究学习,使学生将学到的知识和已有的生活经验相结合,在实际问题的解决过程中培养学生的创造性思维、实践能力和解决问题的能力。
通过3D课程的开发与实施,促进学生全面而富有个性的发展。3D创客教育能在更大程度上培养学生的核心素养与创新思维能力,让学生学到创造性解决问题的能力,使学生学会跨学科的学习能力。通过3D课程的深入学习,让学生在与他人合作的过程中,让学生学会有效运用多种手段创造性表达并能有效地沟通。3D课程以创意设计探索的主要学习方式,培养学生的探究式学习。
 
创新之处:
    运用先进的3D打印技术,开发3D创客教育课程,开创培养学生创新实践能力的新空间、新领域。
(四)理论依据
    3D打印(3D printing),是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液态、粉末、丝状的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印是“增材制造”(Additive Manufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过叠加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。近年来,3D打印技术发展迅速,通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合,该技术已成为现代模型、模具和零件制造的有效手段,在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学、文化创意等领域得到了一定应用,在工程和教学研究等应用领域也占有独特地位。
(五)研究的目标、内容(或子课题设计)与重点
研究的目标:
通过课题研究,构建具有校本特色的3D创客教育活动,有效的培养学生创新实践能力。
 
研究的内容:
1、3D课程的开发与创新的研究。
2、3D创客教学的实践与研究。
3、3D课程与学生创新实践能力的培养的研究。
4、3D创客活动的组织与实施的研究。
 
研究的重点:
    3D创客教学与学生创新实践能力培养的研究。
(六)研究的思路、过程与方法
研究的思路:
明确课题研究的方向,开发3D创客教育校本教材,加强3D创客教育的研究,不断完善3D创客实验室的创客功能,让学生能运用3D打印技术,展开创新实践活动,培养和发展创新实践能力。
研究的过程:
    第一阶段:准备阶段(2016年11月—2016年12月)。
制定课题实施方案,课题正式开题。在这一阶段,主要做好课题的论证和研究方案的撰写工作。
第二阶段:实施阶段(2017年1月—2019年1月)。
正常开展各方面活动,实施研究,收集相关资料,阶段性总结分析,撰写课题中期报告。
第三阶段:总结与结题阶段(2019年1月—2019年6月)。
整理实验材料,总结实验成果,撰写结题报告。
研究方法:
本课题研究采用行动研究法、理论综合法、模式研究法、经验总结法、比较研究法、成果展示法、竞赛评比法等多种研究方法。
 
(七)预期研究成果
 
成 果 名 称
成果形式
完成时间
负责人
 
阶 段 成 果(限填5项)
3D创客校本教材
校本教材
2018年8月
顾唯一
3D创客教育案例集
册子
2018年10月
张蕾
3D创客教育学生作品集
册子
2018年11月
李仪
出版课题研究的成果汇编
册子
2018年12月
张蕾
撰写结题报告
书面形式
2019年2月
顾唯一
(限填3项)
最 终 成 果
3D创客校本教材
校本教材
2018年8月
顾唯一
3D创客教育案例集
册子
2018年10月
张蕾
3D创客教育学生成果集
册子
2018年12月
李仪
(八)完成研究任务的可行性分析(包括:①研究力量。主持人除外的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果;②研究基础。围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等;③保障条件。研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。)       
课题承担者科研水平与能力:
顾唯一曾参与过《信息技术环境下,教学过程的设计和研究》、《农村小学开展科学教育的实践研究》、《多种教学媒体在教学中的运用与提高课堂教学效率的研究》、《构建“苏绣娃”学生素质发展机制的研究》等课题研究。先后有《培养有科技素养的学生》、《组织开展科技活动 教养学生科技能力》、《培养新一代科技人才》、《优化教学策略 激发学习兴趣》、《在实践中培养学生的科技能力》等多篇文章发表或获奖。
科研保障条件:
1、对本课题的研究工作,学校领导给予了高度重视。
2、新建完成了3D打印专用教室,配备了48台电脑和8台3D打印机,安装好了三维创意设计软件。
3、通过请专家教师示范上课,与3D设计软件公司及3D打印机厂商合作,共同打造课程确保能够在学校顺利实施。
4、学校成立课题研究领导小组,由校长室、教导处、教技室和教科室组成管理网络。校长室为课题研究的指挥系统,教导处安排各类课务活动,教技室为技术指导系统,教科室为课题研究的组织研究系统,具体由课题研究领导小组做好计划、决策、调控和分配工作。
5、在科研经费方面,学校有足够的资金保证。

三、各级管理部门意见

(一)课题主持人所在单位意见
本单位完全了解有关“十三五”规划课题管理的精神,保证课题主持人所填写的《申报评审书》内容属实,课题主持人和参与研究者的政治素质和业务能力适合承担本课题研究工作。本单位保证做好课题管理工作,提供研究经费并创设其它研究条件。
同意申报。
 
单位盖章            负责人(签字)
     
(二)苏州高新区教研室意见
 
 
 
          
              
(三)苏州市教育科学规划领导小组办公室意见
 
 
 
 
单位盖章