讓每個(gè)孩子都擁有自己的機(jī)器人

林雅

摘 要：長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)器人有著酷、炫、帥的外表，給人高、大、上的感覺，使人高不可攀，望塵莫及。但緊隨著“阿爾法”人工智能戰(zhàn)勝韓國(guó)棋手李世石九段的新聞持續(xù)發(fā)酵，Scratch編程在中小學(xué)的持續(xù)推廣，在STEM教育與創(chuàng)客教育的大背景下，為中小學(xué)的創(chuàng)客教育提供了新的發(fā)展契機(jī)。Mbot機(jī)器人是從Scratch軟件教學(xué)邁向機(jī)器人硬件一次新的嘗試。下面是筆者基于創(chuàng)客教育的點(diǎn)滴歷程與瑣碎思考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；Mbot機(jī)器人；課程建設(shè)

近年來(lái)創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)風(fēng)起云涌，由此衍生出全新的教育形式——?jiǎng)?chuàng)客教育，成為了社會(huì)創(chuàng)新教育的新名詞?！?015地平線報(bào)告》指出，計(jì)劃在未來(lái)3-5年之內(nèi)，學(xué)生將從知識(shí)的消費(fèi)者轉(zhuǎn)換為知識(shí)的創(chuàng)造者趨勢(shì)，在未來(lái)幾年內(nèi)“創(chuàng)客空間”將成為學(xué)校應(yīng)用的主要載體，而創(chuàng)客教育在這個(gè)轉(zhuǎn)變中將起到不可估量的作用。創(chuàng)客教育宗旨是“開放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”，在“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式，核心理念是培養(yǎng)各式各樣的創(chuàng)新型人才。

學(xué)校的創(chuàng)客教育以Scratch軟件教學(xué)作為切入點(diǎn)，從2012年9月起，學(xué)校率先實(shí)行“走班制”校本課程以來(lái)，Scratch趣味編程就名列其中，迄今已開展了四年多時(shí)間，這也為學(xué)生理解和接受創(chuàng)客教育奠定基礎(chǔ)，打開突破口。從最初的Scratch軟件教學(xué)，到中間過(guò)渡的mBlock軟件加傳感器，再到現(xiàn)在的Mbot教育機(jī)器人，充分拓寬和加深師生對(duì)創(chuàng)客教育的理解。

一、學(xué)校機(jī)器人教育的“昨天”

學(xué)校嘗試引入MakeBlock的Mbot教育機(jī)器人，雖然Mbot屬于入門級(jí)機(jī)器人，但其呆萌的外表，精良的做工，還有給人留下深刻的印象。如果考究其方方面面 ，它具備一般機(jī)器人的成熟特征：控制系統(tǒng)（Mcore主板）、傳感器系統(tǒng)（各類傳感器）、機(jī)械系統(tǒng)（電機(jī)、鋁合金結(jié)構(gòu)）。其控制系統(tǒng)可以用Mblock來(lái)編程，加其獨(dú)有網(wǎng)線接口設(shè)計(jì)、牢固的鋁合金材質(zhì)，剔除數(shù)字/模擬口的“束縛”，正符合學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和習(xí)慣。

Mbot具備的幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

1.門檻低，相較于Arduino（標(biāo)準(zhǔn)板）；學(xué)生應(yīng)具備充足的電路電學(xué)知識(shí)，從起步入門方面看，Mbot更容易入門。

2.經(jīng)濟(jì)性，相較于樂(lè)高機(jī)器人；相較于動(dòng)不動(dòng)幾千元起步的樂(lè)高積木和樂(lè)高機(jī)器人來(lái)說(shuō)，Mbot價(jià)位更加“親民”。

3.牢固度好，鋁合金材質(zhì)，輕薄、美觀，相較于“智能桌面實(shí)驗(yàn)室”；從牢固度方面來(lái)看，“智能桌面實(shí)驗(yàn)室”顯得很業(yè)余，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)螺絲和螺帽無(wú)法正常配合，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)很大的困擾，學(xué)習(xí)也很快失去興趣和耐心。

4.參與感高，相較于特里斯機(jī)器人，它不需要學(xué)生動(dòng)手拆裝，只需調(diào)撥開關(guān)，機(jī)器人便會(huì)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。學(xué)生無(wú)須動(dòng)手，也不需要熟悉內(nèi)部構(gòu)造。

5.銜接度強(qiáng)，Mbot的運(yùn)行環(huán)境是mblock，它是基于Scratch2.0開發(fā)趣味編程軟件，從外觀上看，與Scratch2.0很類似。

二、學(xué)校機(jī)器人教育的“今天”

趁著學(xué)?！癢創(chuàng)客空間”申報(bào)的成功，學(xué)校新添了很多硬件設(shè)備。例如3D打印機(jī)/打印筆、電子百拼積木、Scratch傳感板等若干。其中就是Mbot教育機(jī)器人23件。學(xué)校的“創(chuàng)意機(jī)器人”校本班果斷引入Mbot教育機(jī)器人作為上課器件。

人員組成：根據(jù)五、六年級(jí)中選報(bào)“創(chuàng)意機(jī)器人”的學(xué)生每班抽調(diào)5人，以“走班制”形式開展，總共40人。

上課時(shí)間：每周一下午2節(jié)校本課時(shí)間。

上課地點(diǎn)：學(xué)生電腦室。

組織形式：課堂主要以“Mbot教育機(jī)器人為載體”，以“任務(wù)式”教學(xué)為依托，以認(rèn)識(shí)各類“傳感器”為主線，開展以同桌2人小組展開機(jī)器人教學(xué)。小組合作，設(shè)備編號(hào)，一一對(duì)應(yīng)。課前課后檢查設(shè)備，實(shí)現(xiàn)課堂機(jī)器設(shè)備的責(zé)任制。

在教學(xué)中主要6個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)法，即：游戲/視頻導(dǎo)入、認(rèn)識(shí)新知、趣味體驗(yàn)、創(chuàng)意/應(yīng)用、分享評(píng)價(jià)、小結(jié)整理。在這種教學(xué)中不贊成傳統(tǒng)教學(xué)中單向灌輸教學(xué)方法，反對(duì)把語(yǔ)言文字作為獲取知識(shí)的捷徑，贊成教育就是要為學(xué)生帶來(lái)更多的可能性去創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)，教育在于給學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情境，幫助他們?cè)谂c情境中的人、事、物相互作用的過(guò)程中主動(dòng)建構(gòu)和掌握知識(shí)。

三、學(xué)校機(jī)器人教育的“明天”

在一個(gè)學(xué)期Mbot教學(xué)實(shí)踐中，我們師生共同參考了很多專業(yè)書籍，訪問(wèn)了很多網(wǎng)站平臺(tái)，學(xué)習(xí)不少“開源”機(jī)器人知識(shí)，做了很多次的“拿來(lái)主義”。接下來(lái)，第一學(xué)生層面，加大機(jī)器人在學(xué)生中的宣傳力度，特別是Mbot類的教育機(jī)器人，讓學(xué)生知道所學(xué)趣味編程知識(shí)是融會(huì)貫通、前后呼應(yīng)的，宣傳普及機(jī)器人創(chuàng)客教育理念。第二教師層面，希望作一回“拿去主義”，計(jì)劃開發(fā)一冊(cè)Mbot教案集，附上配套課件、微課集、視頻資料、游戲等等，“開源式”分享給需要的學(xué)校和個(gè)人。

四、基于機(jī)器人教育的思考

思考1：現(xiàn)階段Mbot機(jī)器人對(duì)學(xué)校的創(chuàng)客教育很合適?，F(xiàn)階段，學(xué)校創(chuàng)客教育是以Scratch教學(xué)作為切入點(diǎn)，Mbot作為Makeblock創(chuàng)客工場(chǎng)率先推出的入門級(jí)教育機(jī)器人產(chǎn)品，首先其編程環(huán)境Mblock基于Scratch2.0開發(fā)，與三、四年級(jí)所學(xué)趣味編程知識(shí)完整對(duì)接，完美符合課程邏輯要求的軟件到硬件的過(guò)渡，Mbot的出現(xiàn)使機(jī)器人教學(xué)更加順理成章。當(dāng)然，在使用過(guò)程中，例如硬件擴(kuò)展性，接口數(shù)量不足等。但Mbot作為教育機(jī)器人可以說(shuō)“麻雀雖小，五臟俱全”，較好適合機(jī)器人的入門級(jí)學(xué)習(xí)。

思考2：利用好有限的材料為學(xué)生的創(chuàng)意服務(wù)。在教學(xué)中教師發(fā)現(xiàn)，與機(jī)器人配套的材料是有限的，但學(xué)生的創(chuàng)意是無(wú)限的；如何利用好有限的材料為學(xué)生無(wú)限的創(chuàng)意服務(wù)，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。教育部2012年頒布的《中小學(xué)智能機(jī)器人課程指導(dǎo)意見》指出，現(xiàn)今中小學(xué)智能機(jī)器人的課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的興趣，如何使學(xué)生的創(chuàng)意和興趣在創(chuàng)客教育的“春風(fēng)”里攜手并進(jìn)，我想學(xué)校的硬件材料始終會(huì)是落后的，保護(hù)好創(chuàng)意和興趣才是重點(diǎn)。

思考3：需要有發(fā)展的眼光看待機(jī)器人教育。按事實(shí)角度來(lái)看，機(jī)器人教育比信息技術(shù)課程更注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前機(jī)器人教學(xué)中仍較多采用的任務(wù)驅(qū)動(dòng)、講授演示等教學(xué)方法，更看重機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)、原理、編程與組裝等學(xué)科本位內(nèi)容的教學(xué)，反而不能給學(xué)生提供充分的創(chuàng)造機(jī)會(huì)和創(chuàng)新空間，難以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展。機(jī)器人教學(xué)不能簡(jiǎn)單地模仿信息技術(shù)的課程體系和教學(xué)方法，需要引入新的教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)科特色，形成機(jī)器人學(xué)科特有的教學(xué)方式。

總而言之，面向創(chuàng)客教育的機(jī)器人教育教學(xué)，不僅消融了機(jī)器人知識(shí)學(xué)習(xí)與機(jī)器人項(xiàng)目創(chuàng)新的界限，而且?guī)?lái)了開發(fā)、多元的教學(xué)活動(dòng)方式。資源的開源性與技術(shù)門檻的降低，使越來(lái)越多的教育工作者開始創(chuàng)客教育教學(xué)實(shí)踐之旅，可能通往成功機(jī)器人教學(xué)的路不止一條，我們一直在路上。

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