一、选题背景及选题意义、国内外研究现状、初步设想及拟解决的问题:
选题背景及意义:
人类社会从石器时代、铜器时代、铁器时代、硅器时代一路走来。进入21世纪,随着互联网技术的迅速发展,以3D打印技术、CNC激光蚀刻、Arduino等开源软硬件平台为代表的新技术进一步降低了科技创新的入门门槛和成本。在“大众创新,万众创业”的时代背景下,科技创新不仅改变了世界,科技创新教育也在各中小学掀起一场新浪潮,各类三维建模、单片机应用等电子类课程如雨后春笋般涌现。然而,相较于传统的语数外等课程,创客教育起步较晚,教学设计模式并不健全,教学资源与教材还不够完善。
国内外研究现状:
(1)国外研究现状:国外科普组织、科技团体、研究机构、大学、企业等广泛开展多种形式的青少年课外科技活动。2009年美国白宫举办了“创客嘉年华” 活动,奥巴马提出:每个学生都应成为创造者,而不是消费者。随后,美国白宫立即启动了“创客教育计划”。
(2)国内研究现状:2017年4月20日,“首届中国创客教育发展论坛”暨“互联网时代的创新创业教育研讨会”在北京拉开帷幕。在“大众创业,万众创新”的社会背景下,以创客教育、创新教育为代表的教学新形态让教育焕发生机和活力,同时全国各级政府积极推动建设中小学创客教室。
(3)目前电子线路实验课存在的问题:教学模式照搬已有的传统课程,在电子类的实践教学中,所涉及的实验内容多为验证定点测量实验,过度重视知识的科学性、基础性。这种单一、陈旧、僵硬化的问题不利于学生创造性的发展。电子类实践教学过程大多数是在封闭的实验室内进行,课程结束后实验也就结束了,这样的教学不利于动手能力较弱,理解能力不好以及在实验过程中发现新问题的学生达到预期的实验教学目标,也不利于学生创新思维的培养和遇到问题想办法动手解决的习惯的养成。教师的考核指标单一,往往只针对学生是否取得与预期实验效果一致,这种只重视实验结果而忽略了实验过程的考核制度,不利于提升实验的预期效果。
初步设想及拟解决的问题:
设计16个课时的电子线路实验教案,涵盖了常见的基本电子元器件和部分集成电路,以各类电子元器件为主线,介绍各种电子元器件的使用以及相应的电子线路实验的设计教案,每个课时都有相应的教案和教学PPT,方便教师根据原理图和电子元器件清单表来购买简单、易得、便宜、适用的电子元器件,搭建电路进行相关的实验,也方便学生学习和理解各个课时电子线路实验的连接和工作原理。
在电路设计方面,利用Altium Designer来设计电子线路实验课的原理图。因为教学课时的有限,可以将电子线路实验课所用到的电路原理图设计成相应的PCB板,方便学生在实验中焊接电子元器件只需要将元器件弯制成形进行插件在于原理图对应的位置上进行焊接,焊点牢固后,无质量问题,再用斜口钳修剪多余的引脚即可完成电子线路实验的相关制作。
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