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四、课题设计论证 1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。 2、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究假设、创新之处。 3、研究思路、研究方法、技术路线、实施步骤。 （要求逐项填写，限4000字以内） 1.1问题的提出 （1）开源软件系统和硬件设备蓬勃发展。 以美国麻省理工学院的Scratch为代表的新型开源编程软件的推出，为在中小学校开展编程教育提供可能，通过拖拽指令模块的形式，象搭积木一样实现创意编程，特别符合中小学生的认知习惯；以Arduino开源板为代表的开源硬件设备，为通过创意编程来实现物联成为可能，原来动辄数千上万元的设备，成本变得非常低廉，使得在中小学校普及推广智能硬件变得相对容易。 （2）创客教育是学校实现全面发展培养目标，发展素质教育的重要途径。 “创”体现了一种积极向上的生活态度；“客”体现的是一种理性思维。创客教育能极大地改变孩子的学习方式甚至是“交往圈子”，它以学生的兴趣为起始点，可以丰富学生的课余生活，发展学生智力，提高自主学习的能力，激发学生创造意识，培养综合实践能力，促进学生综合素质和个性特长的发展。 （3）创客教育将改变学生在学校的学习状态。 信息技术的发展为创客教育的开展提供了极为有利的条件，特别是开源软件和开源硬件的普及推广，为创客教育利用信息技术手段以及开源系统来实现创意设计、制作、分享，在实现创意的过程中赋予强烈的目的性和情景性，减少标准化教学和测试对学生个性化发展带来的损害，重组学习过程。它融合了信息技术、秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。 (4)创客教育发展现状。 经过一大批奋斗在教学一线的教师的不断努力和坚持不懈的推广，创客教育已经越来越受到各级各类教育行政机关和大多数学校的认可，特别是李克强总理考察深圳柴火创客空间并在政府工作报告中提出“大众创业、万众创新”指导思想后，创客一词风靡大江南北，创课教育方兴未艾，但作为新生事物，缺乏可以参考的教育模式和开展教学活动的素材，成为学校开展创客教育的最大障碍。 基于以上原因，我们提出了“基于信息技术的小学生创客教育课程建设研究”的课题研究设想。 1.2课题的界定 （1）本课题的核心是初步建立起符合中小学生身心发展特点的创客教育课程体系。 教育越来越强调学科间的融合。如何用创客的理念和方式来改造我们日常的教育教学，形成新的教育模式，实现课堂形式的创新与转变，构建适合创客教育的创新课程体系，把创客教育渗透到各个学科的日常教学活动中去，这是我们开展创客教育课程建设的核心。 （2）本课题的关键是形成多元化的创客教育课程。 创客教育的目的不仅仅是要培养几个创客，出几个精品成果，在某个大赛上获得某个奖项，更看重的是学生综合应用学科知识，创造性思维和实现创意设计，培养孩子们的动手能力，通过软件编程和硬件相结合，让每一个孩子都能动脑、动手进行实践操作。 （3）本课题的研究对象为中小学生。 我国在应试教育、独生子女社会背景下，长期以来存在着重脑轻手、重理轻器的现象，造成相当多学生眼高手低、无所适从的严重后果。创客教育提倡自己动手、鼓励创新开拓的思想，正好可以弥补这种缺陷，在创客教育的开展过程中，形成符合襄阳地区学校创客教育实际的创客教育课程体系。 1.3国内外研究现状述评 美国政府在2012年初提出将在未来四年内在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数字开发和制造工具。2013年，美国巴尔的摩市建立了电子港科技中心(Digital Harbor Tech Center)，为巴尔的摩公立学校的学生提供创客空间。美国地平线报告2014年高等教育版中指出，在未来五年内，美国高校学生有从知识的消费者转换为创造者的趋势，而创客教育在这一过程中起到十分重要的作用。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。 教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提出：“要有效利用信息技术推进‘众创空间’建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯”。要创办一个成功的创客空间，仅仅靠硬件的支持是远远不够的，我们认为还应有制定适合中小学生不同学段学习的的创客课程系统的课程和教学模式、以及教师对创客教育的深入理解和时间精力上的大量投入。 针对此现状我们提出了课题《基于开源系统的中小学生创客教育课程建设研究》，通过学习借鉴前人的研究成果，进一步深化、细化地延伸课题研究中的一些问题，为开发适宜襄阳地区培养创客教育人才的创客课程打下广泛、深厚的基础。 1.4选题意义与研究价值 （1）创客教育缺乏健全的教学设计模式。创客教育中基于问题或项目的学习在国内中小学教育中才刚起步，教学设计模式并不健全，如存在相应的教学活动的设计和实施步骤有待完善，教学资源与教材还不够丰富与完善。 （2）创客教育不同于传统的教育。随着人工智能、物联网技术的飞速发展，教师虽然有着教学技能，但在技术应用和技巧传授上却不能像创客那样灵活丰富，需要教师不但在教学方法方面加以重新认识和转变而且要了解更多领域的知识。 （3）创客教育的去精英化培养 。创客教育首先要考虑的是普及，让更多的学生从小学开始就有机会接触实现创客梦想的各种软、硬件工具，从而养成创客思维模式为后续发展提供准备。 为此，我们课题组希望通过科学地分析、思考、探索、实践、研究，为中小学生创客教育提供一套可供推广的教材，在创客教育的培养方案、体制和平台建设上，给中小学生实现“让想象落地”的平台。 2.1课题理论依据 （1）体验教育：教育学家杜威在20世纪初提出的“做中学”的教育思想。核心是学生在主动积极参与的情况下进行学习。在体验教育当中，教师是辅导者的作用，学生是学习的中心，重要的并不是学习成果，而是学习过程本身。 （2）项目学习法：理论基础和体验教育相似，常常以一个持续几周乃至一学期的任务为中心，让学生在分组协作完成任务的过程当中进行学习，强调以学生为中心的模式，强调并培养学生的自主学习能力。 （3）创新教育：中央教育研究院在1998年正式提出的理念。以培养学生具有一定的创新意识、创新思维、创新能力以及创新个性为主要目标的教育理论和方法，最终目的是培养学生的开创性个性。 我们力图在体验式培养的基础上，推动学生运用程序思维模式，进行项目化学习，从而构建出体系化的创客课程。 2.2课题研究目标 （1）目标对象 ①主体对象：2016年秋季入学的三年级—九年级学生。 ②客体对象：适合中小学生参与的可操作性强的创客教育活动项目、模型。 （2）目标内容 ①充分发挥信息技术的功能，为中小学生创客教育提供便捷的搭建环境，设计出若干灵活有效的创客教育活动模型。 ②利用信息技术手段为创客小组成员间提供便利的交流条件，让学生们能够开展课堂外的远程协作，搭建在线学习和作品展示平台。 2.3课题研究内容 （1）通过本课题的研究与实践，构建基于开源系统的中小学生创客教育课程体系。 （2）探索解决创客教育实践中的师资问题、软硬件的应用操作问题、创客学习空间与环境开发问题及现有条块化课程之间的融合问题等。 （3）创客教育课程体系化是将来教育改革的走向之一，我们课题组将在中小学生创客教育的课程建设方面贡献出自己的智慧和力量，为中小学生创客教育提供一套可供推广的教材。 2.4研究假设 （1）通过研究，初步建立起符合中小学生身心发展特点的创客教育课程体系。 （2）通过研究和实验，形成若干适合中小学生参与的可操作性强的创客教育项目。 （3）通过研究和实验，设计出若干灵活有效的创客教育活动模型。 （4）通过研究和实验，形成多元化的的创客教育课程评价模式和策略。 （5）通过以上研究和实验，初步形成中小学生创客教育课程体系，并具有一定推广价值。 2.5创新之处 （1）我们的研究课题是“基于开源系统的中小学创客教育课程建设研究”，这在内容的选择上是一个创新。从能查到的资料来看，还没有适合在地市级区域内的创客课程体系。 （2）我们的研究是以开源系统为基础来构建创客教育课程，非常符合创客分享的理念，充分利用充足的开源系统来普及推动创客教育，选择基础条件和师资力量相对较好的学校，少量投入必须设备设施，先行开展创客教育，待到形成较为完备的课程体系以及探索出一套推广模式后，再逐渐过渡到在学校建立创客空间，以此形成对创客教育课程建设的环境支撑。这种研究形式有创新之处。 3.1研究思路 我们根据3—9年级学生技术水平和能力的差异，主要以Scratch创意编程为研究对象、辅以Arduino机器人等内容，构建创客教育课程体系。采用项目教学法，结合不同项目设计合理有效的活动形式，循序渐进地引导学生积极参与创客实践，然后根据实验情况，调整课程内容和试验方法，构建初步的课程体系。 这个过程完成后，我们可以进一步实践以信息技术学科为主，多学科融合的STEAM教育，把创客教育进一步引向深化，提高学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力，促进学生综合素质全面发展。 3.2研究方法 （1）文献研究法。通过著作、报刊、杂志、网络等各种渠道，了解本课题的研究状况，吸收和借鉴先进的理念，及时洞悉研究的最新情况，给课题实验与研究以有力的指导，从而明确的研究方向，缩短研究的周期。 （2）行动研究法。通过实践和研究筛选课程建设项目，改进活动形式与方法，完善评价模式与策略，探索课题实验软硬件平台建设，建立符合中小学生身心发展特点的创客教育课程内容体系。 （3）访谈研究法。通过问卷、访谈，了解参与实验的师生知识技能现状与需求，检验每一阶段实验的效果，为课题研究提供正确的方向依据。 （4）经验总结法。经常反思， 及时总结研究工作中的得失和感受，记录在研究中的典型案例，撰写心得体会，提出改进实验研究的建议，提升研究的层次与水平。 3.3技术路线 以Scratch创意编程为基础在小学阶段进行程序设计训练，在高年级辅以Arduino以及相关传感器等硬件实现从软件到智能硬件开发的课程实践，通过组建创客小组、设计创客项目、选择创客工具、实现创意设计等步骤开展基于真实项目的创客教育实践。 3.4实施步骤 本课题研究周期为两年（2016年9月—2018年9月）。 （1）实验准备（2016年7月-2016年9月）：成立课题研究小组，制定实验方案、确定实验班级；撰写出《课题立项申请书》，明确课题研究的目标与内容，并提交立项申请。 （2）实验探索（2016年9月—2017年8月）：按计划积极开展研究工作，制定管理系统，对全过程进行记录、收集处理有关资料，及时反思和小结。根据实验的进展，对课题方案做必要的调整。 （3）实验创新及改良（2017年9月—2019年6月）：根据前期实验研究的情况，验证、修正方案，形成最佳研究策略。 （4）实验总结与验收（2018年7月—2018年9月）：材料整理归档，形成总结报告，编写创客教育地方教材，进行结题验收。
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