课题申报范本机器人教育促进小学生创新能力提升的实践研究.docx
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课题申报范本机器人教育促进小学生创新能力提升的实践研究
课题申报范例精选
【导语】课题要坚持正确的政治方向,充分体现中央有关精神和要求,具有鲜明的问题导向和创新价值。
应用对策类选题要有现实性、针对性和前瞻性;基础理论类选题要立足学术前沿,具有原创性和开拓性;跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。
选题文字表述科学、严谨、规范。
以下是课题优秀成果,是各类教师进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。
机器人教育促进小学生创新能力提升的实践研究
课题名称:
机器人教育促进小学生创新能力提升的实践研究
关键词:
机器人、创新能力、提升
申报级别:
全国教育信息技术研究课题
课题类别:
专项课题
学科分类:
信息技术
研究类型:
信息技术
预期研究成果:
立项号:
163533522
课题设计论证
1.课题提出的背景与所要解决的主要问题
(1)课题提出的背景
智能机器人是信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科,蕴涵着极其丰富的教育资源。
1)教育要面向现代化。
2)教育要面向世界。
3)教育要面向未来。
(2)所要解决的主要问题
1、建构并形成中小学机器人教育的课堂教学结构和教学模式。
2、依托机器人社团开展,探索中小学开展综合实践活动的方式和方法。
3、通过机器人竞赛的训练和参加,探索中小学生实践能力提升的可行性、高效性方法。
4、探索并总结机器人教育对于培养学生创新精神和实践能力,提高学生综合素质的有效途径。
5、研制并开发适合中小学开展机器人教育的地方课程。
2.本课题在国内外同一研究领域的现状与趋势分析
(1)国内外同一研究领城的现状与趋势分析
目前,一些发达国家已经看好智能机器人教育对未来高科技社会的作用和影响,不同程度地在中小学开展了智能机器人的教学与研究。
(2)本课题与之联系及区别,预计有那些突破
随着信息技术的发展,逐步将机器人教育有选修课纳入信息技术的必修课,适应中小学信息技术教育的发展趋势,符合当前中小学开展综合实践活动,推进素质教育的目的,具有一定的超前性和现实意义。
3.课题研究的实践意义与理论价值
现代科学技术发展的一个显著特点,就是在高度分化基础之上的高度综合,而传统教育在综合性人才的培养上先天不足,致使学生知识面狭窄,视野不开阔。
而创新教育的实施,就是要从“学科为中心”的教育转向“整体化知识”教育,帮助学生突破认识能力的局限性,使他们的创造力得到最大限度的发挥。
创新人才善于利用自己丰富的想象大胆设想,并勇于付诸实践。
4.完成课题的可行性分析
仰天湖小学机器人社团成立于2011年,至今一直在开展中,这几年社团逐渐壮大,从刚开始的10人已经壮大到超过100人的社团队伍。
超过所有其他社团,甚至超过了学校闻名全国的管乐团。
社团成员囊括全部的年级,从一年级到六年级都有,学习层次分别第一梯队和第二梯队,有固定的学习内容和竞赛要求,只有学完了基础知识才能进入竞赛梯队,进行竞赛知识的学习,社团辅导老师一直是张贝老师一人,在他投入了巨大的精力辅导学生和组织竞赛后,终于在2015年机器人社团的发展达到了顶峰。
参加竞赛及获奖:
2012年:
省机器人竞赛(市级一等奖1个,二等奖1个省级一等奖2个)
2013年:
WRO世界奥林匹克机器人竞赛(一等奖3个,二等奖3个)
2014年:
WRO世界奥林匹克机器人竞赛(二等奖3个,三等奖9个)
省机器人竞赛(市级二等奖3个,三等奖3个)
“金山杯”全国教育机器人竞赛(三等奖3个)
2015年:
省智能机器人竞赛(一等奖7个,二等奖6个,三等奖19个,仰天湖小学荣获优秀组织奖)
2015年:
省青少年机器人竞赛(市级一等奖4个,二、三等奖39个。
省级二等奖4个,优秀表演奖4个。
仰天湖小学荣获全省仅有的两个优秀组织奖中的一个)
5.课题界定与研究依据
课题的界定
(1)创新能力
创新能力是一个内涵颇广的概念,想象力和创新思维能力是决定创新能力的基础和关键,所以创新教育应该着眼于这些能力的培养和训练。
(2)创新能力的培养
人的创新能力,是发散思维与收敛思维协调作用的结果,其中起关键作用的又往往是发散思维。
传统教育偏重于收敛思维的训练,使学生的求同性思维非常发达,但在求异性思维方面却很薄弱。
所以,创新教育要更多地关注学生发散思维的训练,培养学生从多角度思考问题,这样,才能培养学生的创新能力。
理论假设与研究目标(研究目标分解与具体化)
(1)理论假设
探索出应用现代教育技术提高学生创新能力、实践能力的原则和策略,构建与之相适应的课堂教学模式,丰富和完善学生创新能力、实践能力提高的理论体系。
(2)研究目标
A、帮助学生掌握科学的学习方法,形成良好的学习创新、参与实践的习惯,学会收集与处理信息,学生创新能力实践能力普遍提高,为其素质的全面发展奠定良好的基础。
B、促使教师教育观念的转变,提高教师运用现代教育技术的水平,教学水平和科研能力普遍提高,并取得一定质量的教育科研成果。
6、研究内容(研究内容的分解与具体化,含子课题的设计)
探究教学策略
(1)提供丰富学习资源,奠定知识基础
(2)营造探究环境,诱发创新
实践证明,学生的创新能力、实践能力并不是教师教出来的,而是凭借学生自己的经验不断地猜测、联想、探究、体验而形成的。
我们对传统教育环境和创新教育环境进行对比:
传统教育环境 创新教育环境
以教师为中心的教学 以学生为中心的教学
单一感官刺激 多感官刺激
单一路径行进 多路径行进
孤立学习 合作学习
信息传递 信息交流
被动学习 主动/探索/探究性学习
基于事实和知识的学习 批判性思维和有见地决策
后摄反应 前摄或有计划的行为
孤立的、虚构的情境 真实的,现实世界的情境
(3)提供展示平台,物化创新
在课题实验中,当学生完成探究任务之后,我们就充分利用现代教育技术的优势,通过演示操作、小组竞赛或实物投影,或将机器人探究活动的成果上传到网上等方式将自己或所在团队的机器人研究成果向老师或同学展出,使他们看到自己的创新成果,体验到成功的快乐,获得一种成就感,同时学生的实践能力也得到了提高。
探究新型课堂教学模式
经课题组教师的深入研究,探索出能充分体现多维互动思想的教学模式:
创设情境→问题探究→交流验证→总结深化。
(1)创设情境。
(2)问题探究。
一、对提出的问题进行猜测或联想进而提出假设;二、搜集支持假设的资料,并适当进行归纳整理;三、独立或合作进行探究;四、形成自己或小组的认识或结论。
(3)交流验证。
一、汇报个人或小组探究的结果,进行小组或班级交流,交流方式可是口头的,也可以通过操作演示、小组竞赛及实物投影等方式;二、运用多媒体技术展示和验证探究结果,辨析正误。
(4)总结深化。
一、对所探究的问题进行小结;二、运用所掌握的知识解决新的问题。
探究教学评价体系
教学评价应该是一种立足现在、前瞻未来的发展性的评价,评价的目的应该由“选拔”转移到“发展”上来,即全面了解学生的学习历程,激励学生的学习和改进教师的教学,为此,我们构建了多元评价体系。
(1)评价的主要内容
①学生的参与状态与创新意识
②教师的角色把握与教育技术的运用
(2)评价模块
在课题实验中,我们利用现代教育技术构建了能体现评价内容的评价模块,评价模块从主动参与、情感体验、思考活动、创新能力四个方面对学生的学习过程和结果进行评价,每节课后评价模块将学生自评、互评、教师评价的结果累记下来,这样更有利于学生自己了解自己,准确评价自己的发展过程。
7、研究过程设计(阶段时间划分、阶段达成目标、阶段研究内容、阶段成果形式、阶段负责人)
准备阶段:
(2016年1月—2016年2月)制定课题研究方案
理论学习阶段:
(2016年2月—2016年3月)认真学习方案,制定具体实施方案,并组织进行实验。
实验阶段:
(2016年3月—2018年8月)在两年实验的基础上,写出有关课题研究经验总结,同时完成中期实验成果报告。
总结、推广阶段:
(2018年8月—2018年12月)进一步用现代教育教学理论指导本课题的研究,并在进一步实验的基础上撰写研究论文,撰写课题研究报告,做好课题结题和成果推广工作。
8、研究方法设计(对应研究目标、内容、过程进行某一方法的具体设计)
文献法:
教育实验法:
经验总结法:
行动研究法:
9、预期研究成果
学生素质显著提高
⑴学习兴趣普遍增强
实验证明,现代教育技术是发展学生兴趣的重要手段,它有效地促进了学生学习兴趣的提高。
我们通过对评价模块的四个指标(主动参与、情感体验、思考活动、创新能力)进行分析,从课堂上的提问情况、发表自己的见解情况、对研究问题的关注情况、对探究的兴趣程度、对不懂问题的反应情况、回答问题的创新意识等几个方面,反映出学生的学习兴趣很浓,兴趣高涨。
⑵创新能力、实践能力明显提高
通过课题实验,充分发挥现代教育技术的优势,整合课程资源,通过多维互动的课堂教学,促进了学生创新能力、实践能力的提高。
教师综合素质明显增强
要求教师对机器人重要性的认识进一步加深,进一步学习机器人方面的技术。
同时,自身素质的提高与积极利用课程资源为机器人教学服务已成为教师的内在需求,学习中提高自己业务水平已成为绝大部分教师自觉的要求。
构建了应用机器人教学培养学生创新能力、实践能力的培养途径和方法
要求我们在课题实验探索中能初步总结出“应用机器人教学培养学生创新能力、实践能力的培养途径和方法”。
汇集成可查看的文字资料,最好是校本教材。
成为可指导教师进行教学的教材。
课题可行性分析
1、已取得的相关研究成果和主要参考文献。
(1)主持人张贝、及其他核心课题组成员都已经从事机器人、科技创新教育五年以上,积累了丰富的科技创新教育实践经验,张贝、曾维开、周嬴正、任毅都一直专门从事机器人教育,有众多的孩子参加各级机器人比赛获得了很好的成绩。
刘伟、冯晓、陈红等教师从事学生科技创新能力辅导都超过15年,有着非常丰富的经验和非常丰硕的辅导成果。
(2)机器人及科技创新方面仰天湖小学有着非常丰硕的机器人教育及科技创新教育成果
仅2015年就荣获了七个集体奖
2015年湖南省智能机器人竞赛优秀组织奖
天心区青少年科技创新大赛先进集体
长沙市“创新杯”小小程序员技能展示活动荣获团体一等奖
第八届湖南省青少年机器人竞赛优秀组织奖
第32届长沙市青少年科技创新大赛优秀组织单位
第八届长沙市青少年机器人竞赛团体二等奖
长沙市信息技术优秀教研组
(3)在机器人及科技创新方面,学生的获奖也是非常非常多。
这里仅列举2015年部分获奖
林锦堃2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
杨宸羿2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
谢泽睿2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
徐伊涵2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
黄子泫2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
杨海曦2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
黎睿博2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
杨睿哲2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
李泉熙2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
熊沐葳2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
严昕铭2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
喻子非2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省三等奖
唐梓舰2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省一等奖
巢飞扬2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省一等奖
周曜永2015.12015年湖南省智能机器人竞赛绿色城市比赛 省一等奖
陈麒为2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省一等奖
孙林2015.1 2015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省一等奖
姚晨晰2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
张双奕2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
王楚钦2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
杨铮华2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
张力可2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
卜钒2015.1 2015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
罗震骁2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
刘瀚文2015.12015年湖南省智能机器人竞赛迷宫比赛 省三等奖
2、课题的主要参考文献为:
(1)新科学探索丛书:
走近机器人——发展篇,作者:
闫莹莹,出版社:
北京师范大学出版社
(2)全国青少年校外教育活动指导教程丛书:
机器人创新与实践,作者:
韩继彤,出版社:
武汉大学出版社
(3)机器人结构与程序设计,作者:
郑剑春,出版社:
清华大学出版社
(4)普通高等教育十二五规划教材:
机器人技术,作者:
张玫,出版社:
机械工业出版社
(5)走进乐高机器人,作者:
北京西觅亚科技有限公司,出版社:
科学普及出版社
(6)机器人技术基础,出版社:
高等教育出版社
3、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构
本课题由区领导给予大力的支持和指导,从全区的环境来看,机器人教育已经成为了天心区的招牌,全市的机器人比赛,天心区的队伍都是非常庞大的,足以说明参与的人数多,开展态势呈现的是上升的趋势。
从我校来看,机器人社团已经成立了近6年,机器人已经在仰天湖小学成为了大家争相参加的特长培养项目,社团人数超过100人,有着广阔的教学覆盖面。
本课题由张贝主持,几名资深机器人教练组成核心研究人员,有着丰富的机器人教学、竞赛经验,还有几名课题组成员都是资深的科技创新辅导员,有着多年的科技创新教学、辅导竞赛经验,有着丰硕的科技创新成果。
课题组成员有小学高级教师7名,小学一级教师2名,均参加过课题,有着高度的责任心和教学热情,对从事机器人教育和科技创新培养有着浓厚的兴趣。
4、完成课题的保障条件
(1)我校有专门的机器人活动室、计算机机房、科学实验室,学校购买了一定数量的机器人设备,保证课题研究能够顺利进行。
(2)区领导熊书记给予了课题组很多的帮助和指导,学校领导也重视教研工作,几名学校行政都是课题组成员。
课题组主要成员是,均是我区从事机器人教育的非常优秀的教师,还有工作多年的科技创新的辅导员,不管是教学还是辅导竞赛,都有着极其丰富的经验和高度的工作责任心。
(3)课题组建立了良好的课题动作机制,有较严密的课题研究计划,定时定点进行科研活动,责任到人,实行定期经验交流制度,课题各项活动都作了具体的安排。
(4)课题核心研究成员有丰富的机器人教学辅导经验和课题研究经验。
预期研究成果
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- 课题 申报 范本 机器人 教育 促进 小学生 创新 能力 提升 实践 研究
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