课题申报书农村中学机器人校本课程的开发研究Word文件下载.docx
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学科分类：
信息技术
研究类型：
预期研究成果：
立项号：
163243968
课题设计论证
一、国内外研究现状述评
早在1993年美国全国科学院联合美国科学促进会、全美科学教师协会等科研团体制订了的美国《国家科学教育标准》。
《标准》集美国近40年科学教育改革经验之大成，是“以科研为中心的科学教育”的理论和方法的系统总结，系统地定位了科学教育改革，成为指导美国科学教育改革的纲领性文件。
教学机器人正是在科学教育改革的鼓舞下，大踏步地走进了美国学校的科学课堂。
教学机器人把几门学科的内容有机的整合在一起，给教师提供了一个实践中教授数学、科学和技术的良好平台，同时也是教师培养学生必备工作能力，如项目和时间管理、资源分配、信息获取、系统理解、团队合作以及解决问题等科学素养的良好载体。
教师可以利用机器人把学生眼中抽象的科学知识变得更容易理解，使他们对所处的信息社会有一个更好地了解。
美国教育界在长时间的教学实践中，形成了成熟的课程体系，美国机器人课程内容主要包括以下几个方面：
机器人概述、编程设计基础、电子控制、应用变量的高级编程设计、机械结构、工程设计、科学研究、项目管理等模块。
教学组织形式日趋成熟，形成了以小组合作为主，兼顾学生个体差异的教学形式，采取问题驱动与实践活动相结合，让学生在实践中积利用机器人教学资源，训练操作技能，提供科学素养。
此外，美国还形成了一套科学的、行之有效的评价标准，较为代表性的有《国家科学院全国科学教育标准》全国数学教师理事会制订的《数学教育标准》《国际技术教育协会（ITEA）技术标准》等，这些评价标准对立足机器人项目，突出了机器人课程的主体地位，注重了与数学、物理、信息技术等其他课程整合，较多地关注了学生学习过程中创新能力培养，全方位提高了学生的科学素养。
反观国内，我国虽然在本世纪初开展了第八次基础教育改革，也着重突出了学生动手能力的培养，创设了综合实践活动，丰富了课程内容，但是机器人课程尚未完全进入中小学课堂。
在一些有志之士的呼吁下，我国逐渐重视机器人教学，2004年12月，中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会在昆明召开了第一届全国中小学机器人教学研讨会，成立了“机器人教学组”，制订了《中小学智能机器人课程指导意见（讨论稿）》。
这标志着我国中小学机器人教学进入了一个崭新的发展阶段。
2006年1月，中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会在珠海召开了第二届全国中小学机器人教学研讨会，研讨会还进行了机器人教学观摩课评选活动和机器人竞赛项目。
据统计全国机器人教学实验学校已经突破1000所。
我国青少年机器人普及教育正在迎来了一个快速发展的新时期。
虽然各级各类机器人竞赛蓬勃开展，也取得了显著成效，但是广大基础教育学校尤其是农村中学缺少适合自身实际水平的校本课程。
农村中学开发机器人校本课程迫在眉睫。
二、选题意义和研究价值
当然发展中也出了一些问题，如国内还没有一个很好的适合学校教学的机器人课程，现如今机器人教学都是以竞赛带动教学，一套完备课程体系的建立显得尤为重要。
本课题研究可以为开发机器人课程提供必要参考和行之有效的操作标准，有利于机器人课程正常实施。
三、研究目标
1.探索机器人课程做为校本课程所应有的具体内涵。
2.筛选机器人课程的具体课程内容。
3.制订适合农村中学的机器人课程评价标准。
4.初步编撰出适合农村中学实际的《机器人教育》校本课程教材。
四、研究内容
1.本课题着重探讨机器人课程作为一门独特性的综合实践活动课程所具体的学科课程目标，并且兼顾教学个案中的教学目标内涵研究。
2.根据搜集的来看，我国现阶段中小学开展机器人教学，一般包括机器人概况、机器人硬件、机器人编程、机器人应用等四个方面的内容。
本课题着重研究将这四个方面的内容予以细化，特别是筛选出适应农村初级中学的课程内容。
3.从全面培养学生的科学素养出发，建立评价主体多元、评价内容全面、评价方式多样的评价系统，促使学生的发展和教师的提高，有效地改进教学，保证机器人课程顺利实施。
4.基于农村中学实际，如何更好地编撰出适合的《机器人教育》校本课程教材，并如何更好地推进课程体系建设。
五、主要观点和创新之处
本课题组认为在基础教育领域，机器人课程可以与信息技术课程进行整合，也可以与通用技术课程整合，还可以与物理、数学、生物等相关课程进修整合，这种整合并不是把这些相关学科的知识转移到机器人课程上，而是要在机器人课堂上使学生应用和理解这些学科知识，最终达到提升学生科学素养的目标。
根据国内现阶段的实际情况，机器人课程可以作为科学课程或综合实践活动课程的天然模块，它的组织形式是科学课程或者综合实践活动课程。
此外本课题组力求充分挖掘和阐述机器人所蕴含的教育价值，那就是无论采取什么形式的课程，最终落脚点是培养学生的实践能力和科学素养。
由此可见，机器人课程的定位应当如
《中小学智能机器人课程指导意见（试行）》指出：
“智能机器人在中小学既不是一门学科也不是一门独立开设的课程。
随着科学技术的发展和课程改革的深入，智能机器人的教学内容将渗透到越来越多的中小学校的多门课程和课外科技活动中，成为这些课程或活动的重要组成部分。
”这既是机器人课程开发出发点，也是机器人课程开发的归宿。
六、研究思路
本课题组的具体研究思路是以先进的教育理论为指导，在借鉴国内外经验的同时，从课程与教学论角度，在基础理论研究层面上进行机器人课程资源开发，同时收集、整理一线教师成功的教学经验和教学案例，目的是把有关机器人作用于教学的资料和事实组织起来，形成对机器人课程的一种理解，并希望能够为许多开始关注并准备开展机器人教育的学校和教师提供一定的理论依据和指导，为我国农村中学的机器人教育教学发展整理出一种新思路。
七、研究方法
（一）课题研究准备阶段，主要采用文献法、调查分析法。
（1）文献法。
课题组认真学习教育理论书籍和有关文献资料，寻求更直接的理论支撑并完善课题研究的理论依据，借鉴有关理论进行模式建构，用理论指导实践，收集整理与课题研究相近或相关的理论和经验，确保课题研究的正确方向和正确指导。
（2）调查分析法。
采用问卷调查、谈话、比赛等方法，调查学生对机器人学习的理解，了解学生学习现状。
（二）课题实践建构阶段，主要采用个案分析法、实践法、档案记录法。
（1）个案分析法。
选择研究的典型的课堂教学，比赛成绩优异的等为对象，深入剖析其成功的原因及存在的问题，研究值得推广的可能性。
（2）实践法。
针对课题研究不断提出改革意见和方案，并付诸于行动，以提高研究价值。
（3）档案记录法。
对课题研究过程中的活动情况，及时记录、分类归档、分析比较，以文档形式体现研究过程和研究实效。
（三）成果总结阶段，主要采用实践检验法、经验总结法。
（1）实践检验法。
将课题研究的初步成果放到教学实践中加以验证、修正、补充和完善。
（2）经验总结法。
依据研究资料和实验效果，对课题研究进行全面的反思和总结，形成科学的、可操作的研究成果，并在其他学科中推广。
八、技术路线
分析现象→形成问题→综合研究→科学实验→得出结论→实践验证→深化完善
九、实施步骤
1.准备阶段（2016年6月—2016年9月）
申报课题，制定课题实施方案，提出课题研究计划，并搜集第一手研究资料。
2.实验阶段（2016年10月—2018年12月）
组织实验的开题和培训活动。
组织相关机器人教育指导教师培训、交流、研讨等活动，创设积极条件，参与省级竞赛及上级部门开展的机器人教学实验活动。
积累实验资料，写出阶段性实验报告、总结，交流、研讨，形成阶段研究成果，为结题做好准备。
3.总结阶段（2019年1月—2019年6月）
课题组对本实验进行全面总结，完成实验资料的整理、检测，实验数据的统计、分析，撰写实验报告和实验论文，汇编实验成果，进行鉴定验收。
课题可行性分析
一、研究成果
1.
济宁市十一五课题《农村教师信息技术素养与教师专业化发展研究》
2.
2013年山东省中小学电脑机器人竞赛二等奖
3.
2013年济宁市中小学电脑制作活动一等奖
4.
第十一届全国中小学信息技术创新与实践活动一等奖
5.
2013年亚洲两岸机器人运动竞技大赛创意闯关组冠军
6.
第九届全国青少年教育机器人奥林匹克竞赛一等奖
7.
全国微课比赛一等奖
8.
第六届青少年机器人活动暨亚洲机器人锦标赛中国区选拔赛一等奖
9.
论文《论机器人教育在初中教学中的价值》在国家级期刊《现代教育教学探索》的2014年第3期上发表。
10.
胡春超同学被评为“山东省少年科学院院士”。
二、主要参考文献
1.中小学教科研方法指南及论文导写
方健华等著
南京师范大学出版社2010-12-01
2.教学设计原理（第5版）（美）加涅等著
华东师范大学出版社2007-06-01
3.教学艺术论（第2版）李如密著
人民教育出版社2011-06-01
4.教学机器人实践开发教程饶增仁编饶增仁编饶增仁编
饶增仁编
兰州大学出版社
2010-04-01
5.机器人学（第2版）蔡自兴著
清华大学出版社2009-09-01
6.国家科学课程标准（7-9年级）
三、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构
姓名
年龄
专业
职务
研究专长
宋振委
33
计算机科学与技术
教师
技术分析
岳秋英
37
数学与应用数学
数据分析
梁奉续
34
地理科学
资料搜集
周忠辉
31
物理学
案例分析
黄兴风
32
资料整理
四、完成课题的保障条件
1.组织保障
一是学校成立了“课题研究领导小组”，由学校教科室亲自督导，中层干部和相关骨干教师担任领导小组成员；
二是成立以信息技术教研组为主的研究小组，详细分工，责任到人；
三是实行责任制，确保研究工作事事有人抓，件件有人管。
四是参与研究人员均为年富力强的一线青年教师，业务扎实，责任心强，有强烈的上进心。
2.制度保障
一是认真宣传发动。
明确研究要求，让师生在研究中受到教育、提高认识、做出贡献。
二是制订科学的工作计划。
确保课题研究规范有序地进行。
三是建立奖惩机制，把研究工作纳入相关责任人年度考核内容，实行奖惩机制。
3.经费保障
为保证本课题顺利实施，学校决定每年安排5000元课题专项经费，用于研究课程标准、课程内容遴选、创新教材建设、构建新型课程评价体系等。
为保障课题研究顺利实施，增加投入5万元用于机器人研究设备的更新换代。
4.条件保障
学校硬件设施较为齐全，建有高标准的信息技术教室、电子阅览室、自动录播室等功能房，同时建有标准机器人实验室，基本满足机器人教学需要，学校机器人队先后荣获市一等奖、省一等奖、国家级一等奖、亚洲赛事冠军，丰硕的竞赛成绩为开展校本课程研究提供了必要的基础资源。
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