近年來,以STEAM(科學,技術,工程,藝術,數(shù)學)教育為核心的科技教育在國家政策支持下發(fā)展迅速,同時編程教育已經(jīng)進入中等職業(yè)學校課堂。然而,STEAM教育和編程教育在發(fā)展過程中仍存在以下問題:(1)國內(nèi)STEAM教育處于探索階段,普及面窄,沒有成熟的課程體系;(2)STEAM教育活動開展所需費用較高,由于教育資源分配不均勻,以中等職業(yè)學校為首的多數(shù)偏遠地區(qū)學校STEAM教育僅停留在理論上;(3)青少年接觸編程的機會少,編程教育現(xiàn)狀令人堪憂,因此,以手機編程為切入點,將手機從青少年不可或缺的娛樂工具變成學習工具。針對以上問題,本文確立以青少年含中等職業(yè)學校學生為研究對象,在STEAM教育理念下,設計手機編程課程框架體系,開發(fā)低成本,易推廣的項目,建立項目資源庫,并設計具體的課程案例。本文主采用文獻法和實地考察法,進行了以下四方面的研究:(1)通過對國外STEAM教育的分析,總結(jié)項目開發(fā)所需的基礎知識。具體包括手機的硬件及其操作系統(tǒng)知識、手機APP Inventor、單片機系統(tǒng)設計與制作和外觀設計與制作;(2)根據(jù)赫爾巴特課程論、建構(gòu)主義學習理論和“做中學”理論,設計STEAM教育理念下的項目課程框架體系,課程框架以“自翻轉(zhuǎn)”課堂為核心,構(gòu)建問題發(fā)現(xiàn)、項目選擇、項目實施和項目評估四個階段,解決生活中的實際問題;(3)建立線上項目資源庫。項目資源庫有二十個項目,包括問題提出、方案設計、STEAM核心知識、價格預算等多方面的內(nèi)容。主要以視頻、微視頻、文檔資料、遠程工具等方式呈現(xiàn);(4)以“筆袋”萬用表為例設計具體的項目課程,并按照設計的課程框架進行項目開發(fā)、實施及其評價。在整個課程設計中,主要以STEAM教育、基于問題式學習和項目式學習為教學方法,在項目具體實施過程中,通過模塊化課程將項目擬人化、簡單化,提高項目實施可行性,同時也將數(shù)學、科學、技術、工程、藝術學科高度融合,為整個課程體系提供一個教學課程設計范例。本文提出的課程框架體系和教學設計為STEAM教育在中等職業(yè)學校推廣提供了一種方法和途徑,進而為推動偏遠地區(qū)STEAM教育發(fā)展提供了可能。
【學位單位】：重慶師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.1-4;G712
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.1 STEAM教育
        1.2.2 青少年的編程學習
        1.2.3 手機編程教育
    1.3 研究意義
    1.4 研究方法及內(nèi)容
        1.4.1 問題提出
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究內(nèi)容
2 課程設計理論基礎
    2.1 學習理論
        2.1.1 赫爾巴特的“經(jīng)驗、興趣與課程”理論
        2.1.2 建構(gòu)主義學習理論
        2.1.3 杜威“做中學”理論
    2.2 教學方法
        2.2.1 SETAM教育
        2.2.2 基于問題式學習(Problem Based Learning)
        2.2.3 項目式學習(Project Based Learning)
3 課程設計技術基礎
    3.1 手機的硬件及其操作系統(tǒng)
        3.1.2 手機硬件
        3.1.3 藍牙通信
    3.2 APP Inventor開發(fā)環(huán)境下的手機編程
        3.2.0 手機APP開發(fā)流程
        3.2.1 手機操作系統(tǒng)
        3.2.2 APP Inventor用戶界面設計
        3.2.3 APP Inventor代碼塊編程設計
    3.3 單片機系統(tǒng)的設計與制作
        3.3.1 電路設計
        3.3.2 電路板制作及焊接
        3.3.3 單片機編程
    3.4 外觀工藝設計與制作
        3.4.1 基于3D打印的硬包裝
        3.4.2 基于服裝設計的軟包裝
4 項目課程設計及其資源庫
    4.1 項目課程設計思路
    4.2 項目課程設計原則
        4.2.1 生活性原則
        4.2.2 興趣導向原則
        4.2.3 STEAM跨學科知識原則
        4.2.4 解決具體問題原則
        4.2.5 創(chuàng)新性原則
    4.3 項目課程設計目標
    4.4 項目課程設計框架
        4.3.1 問題發(fā)現(xiàn)
        4.3.2 方案選擇
        4.3.3 項目實施
        4.3.4 項目評估
    4.5 項目資源庫建設
        4.5.1 項目資源庫分類
        4.5.2 項目資源庫簡介
5 項目課程設計案例——以“筆袋”萬用表為例
    5.1 課程目標
    5.2 課程時間安排
    5.3 項目課程實施過程
        5.3.1 “筆袋”萬用表問題發(fā)現(xiàn)
        5.3.2 “筆袋”萬用表方案選擇
        5.3.3 “筆袋”萬用表項目開展
        5.3.4 “筆袋”萬用表學習評估
6 結(jié)論
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻
附錄A：作者攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研情況
致謝

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