知识图谱对中学生创新能力培养的实践研究——以高一物理为例
这是一篇关于知识图谱,创新能力,物理,中学科学的论文, 主要内容为创新能力的发展无论是对个人还是对社会而言都是极其重要的,在第四次工业革命到来之际,人类社会正快步迈向智能化,传统的劳动密集型工作将逐步被计算机、机器人取代,因此未来的工作必定对人的创新能力有更高的要求。中学作为培养人的场所,势必将创新能力作为培养的目标之一。知识图谱作为植根于互联网和大数据的新型学习方式,可以锻炼人的思维的敏感性和活跃程度,对培养学生的创新能力起着重要作用。然而现目前将知识图谱与创新能力结合起来的研究少之又少,因此本研究选择将知识图谱和创新能力结合起来在教育领域开展研究。本研究以人教版高一物理第三章:相互作用和第四章:牛顿运动定律为内容构建知识图谱,并选取重庆市第七中学高一两个重点班和两个平行班的学生为实验对象,进行了为期一个月的教学实验。实验过程中,实验班每周一节课的时间在机房使用知识图谱学习而对照班相同时间在教室自习。在实验前后,以月考和期末考试成绩作为成绩评定的依据,同时对全部四个班级学生的创新能力进行前后测。结果表明,知识图谱对创新能力和学业成绩的培养均有可行性。学业成绩方面,重点班实验组和平行班实验组的成绩均获得了一定程度的提升,而重点班对照组成绩提升较小。创新能力方面,重点班实验组的创新思维和创新能力均获得一定程度的提升,平行班实验组的创新思维也获得了一定程度的提升,而重点班对照组和平行班对照组变化很小。
基于STEAM理念的小学机器人校本课程的设计与开发研究
这是一篇关于STEAM教育,STEAM课程,小学机器人校本课程,设计与开发,创新能力的论文, 主要内容为创新引领发展,科技赢得未来。知识经济全球化的时代背景下,世界各国高度重视创新型国家的建设。提升公民创新素养,培养创新人才,也成为世界各国教育领域的重要目标。STEAM教育作为一种培养未来综合性人才的教育模式,旨在从小培养学生动手、创新、综合运用多学科知识解决问题的能力,充分体现了素质教育的理念。具有创新性、实践性和综合性的机器人教育能够有效培养学生的创新精神、创新意识及创新能力,其教育价值已经得到社会认可。所以,基于STEAM理念,在基础教育领域开展机器人教育具有重要的意义。本研究结合文献调研情况,以设计思维、计算思维、项目式学习、联通主义等理论为基础,根据面向学生、一线教师、学校管理者等人员的需求分析,设计、开发基于STEAM理念的小学机器人校本课程,并进行应用实践。该课程的目标是提升学生跨学科融合能力、综合运用多学科知识解决问题的能力,促进学生动手探究、合作学习、创新创造等能力的培养。通过该课程的设计、开发与应用,旨在丰富学生STEAM学习资源,拓展STEAM学习途径,推动小学STEAM教育发展。基于STEAM理念的小学机器人立体化校本课程包括《玩转创新机器人——STEAM教育实践校本课程》、在线课程学习网站、视频学习资源及课程学习工具套装。课程设计充分体现STEAM跨学科、跨领域知识融合的理念,内容项目化、生活化、问题化,课程学习采用项目式学习,发挥学生的主体性,根据STEAM课程教学流程,引导学生通过观察、想象、分析、讨论、操作、分享、拓展、评价等方式开展主动探究、合作学习,学习结束后,采用STEAM课程评价策略对学习情况进行评价。本课程还应用在线课程学习网站、案例微视频等学习资源,使课堂线下学习与课后线上学习一体化,向学生提供多种学习途径,拓展学生学习的时间与空间,让学生根据自身情况实现个性化学习,提升自主学习水平,为终身学习能力的培养打下基础。基于STEAM理念的小学机器人校本课程的设计与开发研究历经一年零两个月的时间,课程的设计、开发已经完成,并进行了应用实践,其中《玩转创新机器人——STEAM教育实践校本课程》共有三章,分别是创新机器人实践初级、中级、高级,包含十课、八个案例,案例内容来源于学生实际生活,以综合运用多学科知识解决生活中的问题为主线开展学习活动;课程中每个案例均制作对应的案例微视频,供学生掌握案例运行效果;在线课程学习网站建设有课程学习、作品展示、互动交流、学习论坛、新闻资讯等结构功能模块,可以实现课程内容的在线浏览、学生作品的上传与评价、师生在线问答、学习经验分享交流等功能。课程应用于东莞市东城朝天实验小学创新机器人社团,时间为五周,应用效果表明,本课程基本满足学生、教师、学校的需求,能够促进学生掌握机器人知识,形成机器人制作技能;基于STEAM理念进行小学机器人校本课程的设计与开发是可行的,将STEAM理念融入机器人课程学习,有效提升了学生跨学科融合能力、综合运用多学科知识解决问题的能力,培养了学生动手探究、合作学习、创新创造等能力,基于STEAM理念的真实情境下的小学机器人校本课程学习有利于激发学生学习兴趣,提升学习的主动性。本研究提供了相对完整的小学STEAM校本课程建设资料,有助于解决当前STEAM教育实施过程中课程资源缺乏的问题,为STEAM课程建设提供参考。
知识图谱对中学生创新能力培养的实践研究——以高一物理为例
这是一篇关于知识图谱,创新能力,物理,中学科学的论文, 主要内容为创新能力的发展无论是对个人还是对社会而言都是极其重要的,在第四次工业革命到来之际,人类社会正快步迈向智能化,传统的劳动密集型工作将逐步被计算机、机器人取代,因此未来的工作必定对人的创新能力有更高的要求。中学作为培养人的场所,势必将创新能力作为培养的目标之一。知识图谱作为植根于互联网和大数据的新型学习方式,可以锻炼人的思维的敏感性和活跃程度,对培养学生的创新能力起着重要作用。然而现目前将知识图谱与创新能力结合起来的研究少之又少,因此本研究选择将知识图谱和创新能力结合起来在教育领域开展研究。本研究以人教版高一物理第三章:相互作用和第四章:牛顿运动定律为内容构建知识图谱,并选取重庆市第七中学高一两个重点班和两个平行班的学生为实验对象,进行了为期一个月的教学实验。实验过程中,实验班每周一节课的时间在机房使用知识图谱学习而对照班相同时间在教室自习。在实验前后,以月考和期末考试成绩作为成绩评定的依据,同时对全部四个班级学生的创新能力进行前后测。结果表明,知识图谱对创新能力和学业成绩的培养均有可行性。学业成绩方面,重点班实验组和平行班实验组的成绩均获得了一定程度的提升,而重点班对照组成绩提升较小。创新能力方面,重点班实验组的创新思维和创新能力均获得一定程度的提升,平行班实验组的创新思维也获得了一定程度的提升,而重点班对照组和平行班对照组变化很小。
面向创新能力培养的小学创客课程设计与开发研究——以《机器人编程》课程为例
这是一篇关于创新能力,小学,创客课程,设计,开发的论文, 主要内容为创客课程是随着创客教育的发展应运而生的、有别于传统课程的创新型课程,是践行创客教育理念的具体表现形式。创客课程通过开展设计活动与实践活动,对培养学生的创新意识和创新能力具有极大的推动作用。目前创客课程已经逐步在小学推广和普及,但创客课程开设过程中存在的主要问题是教师的创客课程设计与开发能力有待进一步提升,设计方法和流程有待进一步规范。有鉴于此,对当前小学创客课程的设计与开发现状进行调查,根据调查结果提出面向创新能力培养的创客课程设计框架显得非常必要。本研究引入课程开发理论、快乐学习理论、做中学理论、项目学习理论作为理论基础,对相关概念进行了界定。采用问卷调查法,以武汉市G小学,W小学以及H小学的相关教师为调查对象,从基本信息、看法与态度、设计与开发现状、问题与建议等几个方面对小学创客课程的设计与开发现状进行了调查。调查结果显示:创客课程在武汉市小学已经基本普及,教师对于创客课程的关注度和参与度比较高,课程体系不完善、课程资源不够健全、设计方法不够合理、教学效果不够理想是小学创客课程设计与开发中存在的主要问题。针对存在的问题,以培养学生的创新能力为导向,从设计理念、设计原则、设计内容、设计方法四个方面构建了小学创客课程的设计框架,对设计框架的各个要素进行了详细阐述。随后,以小学创客课程设计框架为基础,选取《机器人编程》课程作为设计案例,从课程定位、课程目标设计、课程内容设计、课程教学方法设计、课程资源设计以及课程评价设计等六个方面进行了创客课程设计。以《机器人编程》课程中的《兵兵送票》为例,进行了小学创客课程的具体开发。本研究有助于形成规范的小学创客课程设计方法和流程,优化现有的创客课程设计方案,丰富小学创客课程设计的理论视野,推动创客课程在小学的应用和发展。本研究的局限性主要在于受新冠肺炎疫情影响,所提出的小学创客课程设计框架以及《机器人编程》课程设计方案未能在小学创客课程设计中进行实际使用,其合理性和可行性有待进一步检验。
基于系统动力学的星创天地创新能力建模与仿真
这是一篇关于星创天地,创新能力,系统动力学的论文, 主要内容为在党十九届五中全会通过的“十四五”规划中,强调了新发展阶段,优先发展农业农村,并全面推进乡村振兴。作为农业版的众创空间——星创天地的发展,深受科技部重视,尤其是其所孕育出来的创新优势。这也使得星创天地和众创空间的研究,逐渐受到学术圈的重视。然而,目前大部分研究都重实际案例分析、偏碎片化、轻理论。还没有专门研究星创天地创新能力系统的文献,且对于创新能力的研究多处于静态系统分析。本文通过研读星创天地、众创空间、创新能力相关的理论以及基于系统动力学创新能力的研究后,运用系统动力学方法,基于系统宏、微观视角,研究创新能力动态行为。在建模前,本文根据文献调研归纳和实际调研A国家级星创天地,推演和分析出星创天地创新能力系统中关键的创新能力驱动因子,包括创新资金、创新人才、技术创新、创新教育与培训、品牌创新等,为界定系统和假设提供了一定的依据。接着,分析系统模型结构,首次构建了星创天地创新能力网状结构(Net Structure)系统动力学模型——“NS-SD”模型,和链式结构(Chain Structure)系统动力学模型——“CS-SD”模型。模型建立后,对基于A国家级星创天地创新能力系统动力学模型中的“用户数量”、“创新能力系统收益”等进行仿真检验与分析。经过调试后,均通过了检验。然后,对“创新人才”、“创新成果量”等变量进行仿真分析。根据仿真结果,提出了四点政策建议。本文研究不仅弥补了学术界对星创天地创新能力研究的空白,也拓展了系统动力学在微观领域的运用。同时,基于过程视角,定量分析星创天地创新能力系统动态运作机制,及其系统关键创新驱动因子。为相关人员掌握星创天地创新能力系统运作情况提供了一定依据,从而更好地开展星创天地的工作,提升星创天地创新能力服务水平和经济效益,助力星创天地有效的满足创新创业者的需求。文章最后,指出研究的不足和进一步方向,如还能再深入研究基于系统动力学创新能力系统的动态机制,包括考虑时间延迟性和复杂函数的运用等;还可以对创新能力驱动因子做进一步的定量分析与判断。
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