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《高小平語文家園》教师工作室

愛之,能勿勞乎?忠焉,能勿諱乎!—— 愛崗敬業 .

 
 
 

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关于我

本人,大学专科学历,高级教师,中共党员。七十年代末,踏上教坛,一直辛勤耕耘在农村教育这片沃土上,足迹遍布新田镇山山水水,担任村完小教导主任, 校长,本人曾多次受到上级部门表彰和奖励。总之,荣誉只能说明过去,而今迈步从头越,本人将一如既往的以火一样的热情,投身于小学教育教学,钻研新课程,把握时代的脉搏,力求让孩子的心灵涌动创造的激情,让生命的原野盛开着智慧的花朵,成为学生的良师益友。“我只一支拙笔,妄写五味人生,千时百日磨砺,但留一抹沉香。”

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创客视野下的创意电子课程设计研究  

2016-02-04 07:38:11|  分类: 电化教学园 |  标签: |举报 |字号 订阅

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创客视野下的创意电子课程设计研究 - 爱岗敬业 - 《高小平語文家園》教师工作室

功能介绍 在线教育和学习(MOOC、SPOC等)的理论和实践的研究、交流基地,提供国际开放教育最新发展动态和前沿资讯。主要研究MOOC开源体系结构,探讨构建网络学习平台生态环境建设的途径。提供开放开源的在线评估系统。

摘要
文章基于创客教育理念,设计并实施了创意电子设计兴趣类培训。培训分为集中教学和小组活动两种形式,教师和助教作为课堂教学的引导者,学生作为主体通过同伴互助和教师引导完成小组任务。通过问卷调查和课堂观察方法,文章对22名学生进行创意电子课程学习情况展开了研究,发现编程水平和性别对学习效果有一定影响;创客教育不仅应为小班额教学,而且需要根据学生具体水平来设计难度等级不同的任务,对知识的针对性讲解和辅助指导也需要加强。

关键词:创客教育;STEM;调查研究;教学设计;活动设计

引言

随着信息技术的飞速发展,人们通过多样化的渠道可以获取更多的知识和资源。一些人不再满足于接受知识,而是希望通过动手去创造一一这一类人便是创客,他们是具有一定的知识储备和创新、实践、交流的意识,出于兴趣和爱好,将需要一定技术支持的创意转变为现实的人[1]。创意是他们的核心能力,他们乐于分享,希望更多的人能够加入到创意的行列,类似于软件或程序的代码开源。正是因为这种分享精神,有志于服务教育的创客,或者期望将创客的作品转换为课程的教师,将创客理念带入中小学课堂实践[2]。由此便产生了创客教育一一为解决中小学教育体制中创新能力培养的不足等问题而将创客理念引入中小学教育体系中,实施一系列关于创新动手技能训练的综合课程。创客教育的兴起促进了STEAM教育的发展,为STEAM教育带去了更多的工程教学案例和更多更灵活的学习资源[3]。

在我国综合实践课程和信息技术课程的实践中,基于问题或项目学习的教学设计模式还不够完善,相应的教学活动设计和教学环境建设有待改进[4]。如何避免新瓶装旧酒,转换传统的教学思维去设计教学活动,以让学生真正能够实现做中学、充分地发挥学生的创造力、让更多的学生得到实践的机会,实现去精英化培养,是教育工作者需要努力解决的问题。本研究希望通过对在“创意电子设计课程”的具体实践来探究这一问题。

一创意电子设计课程

1课程介绍

创意电子设计是基于C语言的编程语言应用与电路连接相结合,主要运用Eclipse、Access Port等软件以及mBed开发平台和一些相应配件,以C语言为编程语言,通过编写代码以及连接配件的方式来完成小组任务,从而创造出电子产品。

研究小组通过前期调研,设计并开发了名为“创意电子设计基础”的综合实践课程。该课程面向大学生和研究生,为对创意电子感兴趣的学生提供学习、交流、动手实践的机会和平台。培训为期两天,采用集体教学和小组自主任务实践两种方式。相关研究者发现创客教育班额不宜过大,20人左右易于教师与学生、学生与学生之间实现课堂交互[4]。为更好地为参与培训的学生提供教学资源和实践机会,激发创造力,提高实践能力,研究小组从报名参与培训的大学生和研究生中选择22名学生作为培训对象,并为培训配备5名具有一定电子设计基础的助教,为学生提供实时指导和帮助。

2教育目标与活动

培训旨在让学生运用教师己经给出的代码组块或对代码组块稍加修改来实现程序功能,重点在于通过动手实践来学习如何设计富有创意的电子产品。每2?3人一组,为每组提供相同的电子配件和代码文件,使各组能够通过创意设计和思维碰撞创造出多种富有个性的电子应用。教师和助教为学生提供引导与辅助讲解,学生之间进行互助式学习,实现知识和想法的交换。图1为培训的主要教学活动流程,图2为教学场景。
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二研究对象与方法

1研究对象

研究对象是参加创意电子设计基础培训的学生。经过背景信息统计,参与前测即选修该课程且参与调查的学生共有22人,其中本科生14人,研究生8人;男生5人、女生17人;10名学生在选修本课程之前己对创意电子的概念有所了解。由于本课程为兴趣类课程,学生可根据自己的学习情况选择中途退出,根据问卷编号匹配,坚持到课程结束的学生共有14人。

2研究工具的设计

本研究参考朱晖春等[5][6]在研究中所用的调查问卷,该问卷分为两个部分:第一部分是调查使用软件行进学习的体验情况,第二部分为态度调查。第一部分每个维度的Alpha值分别为0.67、0.88和0.91,态度问卷为0.89。该问卷有足够的可靠性来评估学生对学习活动的看法和他们学习科学的态度。此外本研究还参考了黄国桢等[7]使用的研究工具在态度调查等方面的表述。

本研究对结合量表原文仔细斟酌并对各个项目进行翻译和反复修改,同时并结合中国大陆学生的认知特点,对部分题目表述进行了修正,得到“创意电子课程学习情况调查问卷”。问卷分为两个部分:第一部分为前测(简称A),调查学生课前对创意电子的兴趣和对科学的学习态度,包括分为两个维度:对创意电子的兴趣(简称A1)和对科学的学习态度(简称A2)两个维度。第二个部分为后测(简称B),分为四个维度,其中对创意电子的兴趣(简称B1)、对科学的学习态度(简称B2)这两个维度与前测相同,用来测量学生参与课程前后对创意电子的兴趣和对科学学习的态度的变化情况;对创意电子课程的态度(简称B3)和对创意电子的学习情况(简称B4)这两个维度用来调查学生参与课程后对课程的态度和学习效果的情况。问卷采用李克特(Likert)五点计分法,选项分别为“很同意”、“同意”、“不确定”、“不同意”、“很不同意”,依次计分为5、4、3、2、1,分数越高代表被调查者越符合题项的描述。本问卷没有设置反向题目。在背景变项设置上,除性别等变项外,还调查学生在同级人中的编程水平,以期研究几个背景变项与对创意电子的兴趣、对科学的学习态度、对创意点子课程的态度及学习情况之间的关系。

3问卷的信度和效度


本研究选用克伦巴赫系数(Cronbach’s Alpha)来检验量表的内部一致性信度。由表1可知,前测整体和各维度以及后测整体和各维度的Alpha值依次为0.883、0.855、0.724、0.930、0.877、0.837、0.888、0.910,大部分在0.8以上,可见本研究所采用的调查问卷具有较高的可信度。在效度方面,调查问卷参考己有较权威的量表并对所调查的每个维度进行了专家审定和修正,保证量表具有良好的内容效度。
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三研究结果

1对创意电子的兴趣和对科学的学习态度

对参与调查的学生进行描述性统计,结果如表1所示,可以得出:选修创意电子课程的学生对创意电子有很高的兴趣,对科学的学习态度也较积极;参与后测即完成课程的学生与未参与后测(即未完成课程)的学生相比,在对创意电子的兴趣和对科学的学期态度上均具有更高的得分,即对创意电子的兴趣和对科学的学习态度较积极的学生更易坚持学习完整的课程内容;完成创意电子课程的学生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度得分均有所提高,可见创意电子课程在一定程度上提高了学生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度。

为进一步探究学生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度与创意电子课程的关系,对完成课程的学生针对这两个维度的题项分别进行了描述性统计,结果如表2所示。完成课程的学生在“对创意电子的兴趣”、“对科学的学习态度”大部分题项上得分相对课前有所提高,但在题项“我觉得创意电子是一个有趣的事物”和“我希望学习到关于创意产品的知识”得分却有所下降,这在一定程度上是由学生对创意电子了解不够深入、与心理预期有偏差所引起的。
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2对创意电子课程的态度和学习情况

对参与后测的学生进行描述性统计,发现学生对创意电子课程的态度具有较高的评分(4.214),但是创意电子的学习情况即学习效果却一般,得分为3.696。

为进一步探究学生对创意电子课程的态度和学习情况,对这两个维度的题项进行了描述性统计,如表3所示。可以得出参与课程后的学生对创意电子课程的评价普遍较高,仅有“我希望其他编程类或科学类课程可以用这种方式来进行”评价一般,这是由于创意电子课程虽然结合编程和手动创作来完成案例,但是对编程知识本身的讲解较少,大部分学生对这种自主完成课堂活动的教学方式还不是很适应。

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3性别对创意电子课程学习情况的影响

对培训前后测性别变项进行描述性统计如表4所示,可以发现:课程开始前男生和女生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度并无明显区别,这是因为选修这门课程的学生都是根据自己的兴趣爱好选择的,对创意电子或科学学习有一定的兴趣和热情,因此这两个维度得分均较高;在完成课程后,男生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度要比女生得分高;男生完成课程后与课程开始前相比,对创意电子的兴趣和对科学的学习态度有较大的提高,而女生则相反,在这两个维度上均有所下降;男生对创意电子课程的态度要比女生更好,创意电子的学习情况也较好,女生创意电子的学习情况却得分较低,可见男生更能够适应编程且动手制作的课程,并在课程上取得较好的学习效果;中途退出创意电子课程的8名学生均为女生,且她们在课程开始前对创意电子和科学的兴趣均低于平均水平,可见对创意电子的兴趣和对科学的学习态度对学生是否能够克服课程遇到的困难并坚持到最后有一定的影响。
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4编程水平对创意电子课程学习情况的影响

由表5可见,完成课程的学生大部分认为自己与同级人相比具有一般以上的编程水平,未完成课程的学生大部分认为自己与同级人相比具有较低的编程水平。联系表3相关数据,可以得出编程水平的自信程度对完成创意电子课程具有一定的影响一一对自身编程水平较为自信的学生一般能够坚持到课程结束;而对编程水平不够自信或基础较差的学生往往因为课程中存在遇到的编程问题(即便很多程序都是提供给学生的),会选择中途退出课程。

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四课堂观察发现

通过课堂观察发现,尽管一些学生没有编程基础,但在与同伴交流学习的过程中体会到通过动手实现创意电子产品设计的乐趣,当学生遇到问题时会求助其他同学或者助教,明白原理后会分享给其他同学。这样一来,学生所理解和学习到的知识会更深刻,不仅学会了知识,还通过复述和传授实现了知识的巩固。本课程的教学对象是具有一定自主性的大学生和研究生,他们往往能够充分利用课程学习时间。如果教学对象换成中小学生,教学模式还需进一步设计。

学生在完成基础性任务后会进一步思考如何能更有创造性地实现电子产品的设计,这在一定程度上实现了创客教育的理念。如在通过超声波测量装置与墙面之间的距离这一任务中,学生通过发散性思维想到利用所创造出的电子工具测量身高,并将这一想法在培训中加以实现;在LED相关任务中,通常被认为只能用于照明的LED在学生的创意思维引导下,经过不断的动手调试,实现了通过LED组合配合闪烁模拟莫尔斯电码;有两位学生在活动中提出从改善生活中的细小问题出发进行思维发散训练,并鼓励大家观察和体会生活中的细节。教师在创意产生直至实现的整个过程中对学生进行引导,帮助学生将课程中学到的东西运用到实践中。

五结论和建议

通过调查分析和课堂观察,可为综合实践类课程的教学设计提供以下建议:

(1)对创意电子的兴趣和对科学的学习态度得分较高的学生更易坚持学习完整的课程内容,在课堂中需要不断激发学生的兴趣,并鼓励学生从生活中发现创意;

(2)创意电子课程在一定程度上提高了学生对创意电子的兴趣和对科学的学习态度,但也需要进一步改进教学设计,如提供针对性的辅助讲解和扩展性知识;

(3)学生虽然对课程活动较为满意,但仍有学生未能通过编程和动手实践完成学习任务,因此在活动任务设计上应该划分难度等级,让不同水平的学生灵活地选择可以实现的任务,允许学习结果的多样化,从而实现去精英化培养,让编程基础薄弱的学生也能够动手实现创造;

(4)编程水平和性别对课程学习效果有一定的影响,编程基础较差的学生容易因课程中遇到的一些困难而中途退出,在教学设计中应加强同伴互助和助教辅助。

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2012年01月28日 - (⊙微笑⊙) - 微笑对来访者,深表谢意!

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