人機(jī)共舞，園家社共筑幼兒科學(xué)探究環(huán)境

一、教玩具配備與環(huán)境創(chuàng)設(shè)

1.教玩具配備

實(shí)體機(jī)器人：生活機(jī)器人，如跳舞機(jī)器人、拖地機(jī)器人、唱歌機(jī)器人；戰(zhàn)隊(duì)機(jī)器人，如英雄機(jī)器人、步兵機(jī)器人、工程機(jī)器人、哨兵機(jī)器人。

虛擬機(jī)器人：平板電腦智能語(yǔ)音助手、動(dòng)畫(huà)機(jī)器人，大屏幕一體機(jī)動(dòng)畫(huà)機(jī)器人；

模仿機(jī)器人：通過(guò)幼兒行為模仿，扮演模仿機(jī)器人；

創(chuàng)意機(jī)器人：通過(guò)紙箱、積木玩具、錫紙等組裝的機(jī)器人模型。

2.環(huán)境創(chuàng)設(shè)簡(jiǎn)介

人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)于構(gòu)建幼兒科學(xué)探究環(huán)境具有舉足輕重的作用。通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，幼兒可以實(shí)時(shí)與智能機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)，解答科學(xué)疑問(wèn)，激發(fā)對(duì)知識(shí)的渴望。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則讓幼兒能夠身臨其境地探索自然奇觀、宇宙奧秘，仿佛穿越時(shí)空，置身于神奇的科學(xué)世界。我們結(jié)合了兩種前沿技術(shù)，從實(shí)體機(jī)器人、虛擬機(jī)器人、模仿機(jī)器人、創(chuàng)意機(jī)器人等多角度，創(chuàng)設(shè)了物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和人文性環(huán)境相融合的科學(xué)探究環(huán)境。

通過(guò)班級(jí)區(qū)角、幼兒園功能室、社區(qū)場(chǎng)域的環(huán)境創(chuàng)設(shè)，為幼兒提供了感知體驗(yàn)機(jī)器人構(gòu)造、了解機(jī)器人設(shè)計(jì)流程、確定機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)劃、制作機(jī)器人、操作（評(píng)價(jià)）機(jī)器人、展示機(jī)器人的全方位活動(dòng)支持功能，為幼兒打造立體的三維探究學(xué)習(xí)環(huán)境。為幼兒帶來(lái)了前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更在無(wú)形中培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

二、案例描述

1.案例概述

本案例探索智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體技術(shù)支持幼兒科學(xué)探究學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建，從幼兒發(fā)展的情感形成、知識(shí)理解、思維發(fā)展、能力提升等方面剖析數(shù)字化技術(shù)對(duì)幼兒科學(xué)探究學(xué)習(xí)質(zhì)量提升的賦能效果。

（1）情感形成支持。通過(guò)實(shí)體機(jī)器人，幼兒能夠初步感受到機(jī)器人的多樣化與奇妙。這些機(jī)器人或小巧玲瓏，或功能強(qiáng)大，每一個(gè)都獨(dú)特而迷人，激發(fā)了幼兒濃厚的興趣與好奇。幼兒在與機(jī)器人的互動(dòng)中，不僅學(xué)習(xí)了科技知識(shí)，還培養(yǎng)了探索未知世界的勇氣。這種情感支持的環(huán)境讓幼兒更加熱愛(ài)科學(xué)，愿意主動(dòng)去學(xué)習(xí)、去嘗試。

（2）知識(shí)理解支持。為了讓幼兒更深入地了解機(jī)器人，我們利用視頻、動(dòng)畫(huà)等多媒體資源，向他們展示生活中各種機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。幼兒通過(guò)視頻觀察家用掃地機(jī)器人忙碌地清掃地面，感受機(jī)器人帶來(lái)的便利與舒適，可以通過(guò)觀看醫(yī)療機(jī)器人協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)的視頻，了解機(jī)器人的精確與高效。同時(shí)，我們也鼓勵(lì)幼兒結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)，分享他們對(duì)機(jī)器人的觀察和想法。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅豐富了幼兒的知識(shí)儲(chǔ)備，還促進(jìn)了他們對(duì)機(jī)器人功能的理解和應(yīng)用。

（3）思維發(fā)展支持。為了促進(jìn)幼兒對(duì)機(jī)器人更深層次的理解，我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列活動(dòng)，鼓勵(lì)他們模仿各種機(jī)器人的肢體動(dòng)作。這種模仿不僅能讓幼兒親身體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式，還能幫助他們感受到機(jī)器人外形特征與其功能之間的緊密聯(lián)系。

通過(guò)模仿這些機(jī)器人的動(dòng)作，幼兒能夠更直觀地理解機(jī)器人外形如何支持其功能的實(shí)現(xiàn)，從而培養(yǎng)他們的觀察力和邏輯思維能力。

（4）能力提升支持。幼兒對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生了濃厚的興趣和好奇。為了將這一興趣轉(zhuǎn)化為實(shí)際的能力提升，我們鼓勵(lì)幼兒與同伴共同制作機(jī)器人。

在制作過(guò)程中，幼兒不僅需要發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，還需要與同伴進(jìn)行溝通和協(xié)作。他們共同討論設(shè)計(jì)方案，選擇合適的材料，并動(dòng)手實(shí)踐。這種合作式的學(xué)習(xí)方式，不僅讓幼兒學(xué)會(huì)了如何與他人合作解決問(wèn)題，還提升了他們的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力。

2.實(shí)施過(guò)程

（1）構(gòu)建智能化的物質(zhì)環(huán)境。通過(guò)園家社合作，積極引入實(shí)體機(jī)器人到幼兒園，構(gòu)建智能化的物質(zhì)環(huán)境。通過(guò)家庭交換的形式，讓幼兒帶來(lái)自家的機(jī)器人玩具，與同伴們分享和互動(dòng)。同時(shí)，幼兒園也購(gòu)買(mǎi)了一系列功能各異的機(jī)器人，供幼兒觀察和探索。這些實(shí)體機(jī)器人為幼兒提供了親身體驗(yàn)和探究的機(jī)會(huì)。在與機(jī)器人的互動(dòng)中，幼兒能夠更直觀地感受到科技的力量和魅力，從而激發(fā)他們對(duì)科學(xué)探索的濃厚興趣，形成積極的科學(xué)探究情感體驗(yàn)。

（2）構(gòu)建數(shù)字化的虛擬環(huán)境。利用平板電腦和大屏幕一體機(jī)展示虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人多感官材料，構(gòu)建數(shù)字化的虛擬環(huán)境。通過(guò)高清圖像、生動(dòng)動(dòng)畫(huà)和逼真的音效，為幼兒呈現(xiàn)了一個(gè)豐富多彩的機(jī)器人世界。在多媒體互動(dòng)中，幼兒可以通過(guò)觸摸、點(diǎn)擊和拖拽等動(dòng)作，與虛擬機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)，感受它們的動(dòng)作、聲音和功能。幼兒在互動(dòng)中能夠更深入地了解機(jī)器人的構(gòu)造、原理和應(yīng)用，形成豐富的科學(xué)探究知識(shí)。這種寓教于樂(lè)的學(xué)習(xí)方式，讓科學(xué)學(xué)習(xí)變得更加有趣和有效。

（3）構(gòu)建與科技連接的人文性環(huán)境。我們運(yùn)用AI技術(shù)輔助創(chuàng)作多媒體動(dòng)畫(huà)，為幼兒營(yíng)造了一個(gè)富有創(chuàng)意和科技感的學(xué)習(xí)空間。這些動(dòng)畫(huà)生動(dòng)展現(xiàn)了機(jī)器人的各種行為，使幼兒能夠直觀地觀察和模仿。在模仿機(jī)器人的過(guò)程中，幼兒不僅鍛煉了身體協(xié)調(diào)性，還通過(guò)思考和模仿促進(jìn)了自身思維的形成。

（4）構(gòu)建物質(zhì)、虛擬、人文性融合環(huán)境。積極整合幼兒園、家庭、社區(qū)資源，共同支持幼兒的機(jī)器人創(chuàng)作實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)引進(jìn)實(shí)體機(jī)器人、繪本閱讀以及數(shù)字化技術(shù)，我們?yōu)橛變禾峁┝艘粋€(gè)多元化、互動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)。在環(huán)境中，幼兒可以親手操作實(shí)物機(jī)器人，感受它們的運(yùn)行機(jī)制和魅力；通過(guò)繪本了解機(jī)器人的故事和原理，激發(fā)他們對(duì)機(jī)器人的興趣和想象力；同時(shí)，利用數(shù)字化技術(shù)，幼兒可以設(shè)計(jì)和創(chuàng)作自己的機(jī)器人，將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

3.活動(dòng)實(shí)施實(shí)例

（1）主題內(nèi)容。以幼兒園、家庭、社區(qū)為學(xué)習(xí)場(chǎng)域，設(shè)計(jì)主題活動(dòng)。如圖所示，家庭方面，指導(dǎo)家長(zhǎng)和幼兒一起尋找機(jī)器人、介紹機(jī)器人等角度開(kāi)展活動(dòng)。幼兒園方面，從我家的機(jī)器人、了不起的機(jī)器人、不同時(shí)期的機(jī)器人，我們的機(jī)器人等角度組織活動(dòng)。社區(qū)方面，從探秘基地、社團(tuán)互動(dòng)、機(jī)器人入園等角度開(kāi)展活動(dòng)。

（2）活動(dòng)實(shí)施路徑。首先，通過(guò)生動(dòng)的導(dǎo)入和有趣的展示，激發(fā)幼兒對(duì)機(jī)器人的好奇心和求知欲。接著，展示不同類(lèi)型的機(jī)器人，讓幼兒感受其多樣性，并引導(dǎo)他們用對(duì)比觀察的方法，發(fā)現(xiàn)不同機(jī)器人之間的異同點(diǎn)，支持幼兒感知了解不同機(jī)器人的功能設(shè)計(jì)及應(yīng)用場(chǎng)景，促進(jìn)幼兒對(duì)比思維的發(fā)展。隨后，鼓勵(lì)幼兒觀察機(jī)器人的行為特征，并嘗試模仿，這不僅鍛煉了他們的觀察力和模仿能力，也為后續(xù)創(chuàng)作活動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。最后，通過(guò)提供豐富的材料和資源，鼓勵(lì)幼兒發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)作，實(shí)現(xiàn)由感知、觀察到創(chuàng)造的學(xué)習(xí)過(guò)程。在百變機(jī)器人的主題探究活動(dòng)中，教師引導(dǎo)幼兒從認(rèn)識(shí)機(jī)器人、使用機(jī)器人，再到模仿機(jī)器人、制作機(jī)器人，讓每一位幼兒全程參與和體驗(yàn)，讓他們?cè)谔骄恐袑W(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，賦能幼兒情感態(tài)度、認(rèn)知、技能、思維的全面和諧發(fā)展。

4.達(dá)成效果與經(jīng)驗(yàn)推廣

（1）教學(xué)成效。通過(guò)環(huán)境創(chuàng)設(shè)和活動(dòng)實(shí)施，初步取得良好效果。幼兒情感形成方面，通過(guò)幼兒與AI機(jī)器人進(jìn)行交互，幫助幼兒建立情感聯(lián)系，促進(jìn)了幼兒情感認(rèn)知和表達(dá)能力的發(fā)展。幼兒知識(shí)理解方面，立體化的環(huán)境提供了個(gè)性化、直觀和生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過(guò)人工智能語(yǔ)音助手給予幼兒的及時(shí)的學(xué)習(xí)反饋，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)使知識(shí)更加直觀易懂。幼兒思維發(fā)展方面，AI和VR技術(shù)支持的科學(xué)探究環(huán)境激發(fā)幼兒的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力。它們提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和挑戰(zhàn)性問(wèn)題，鼓勵(lì)幼兒自主探索和嘗試。幼兒實(shí)踐能力方面，創(chuàng)意機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制作提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。

（2）推廣成效。本案例以構(gòu)建幼兒園家庭社區(qū)協(xié)同育人模式為依托，開(kāi)展幼兒數(shù)字環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用的探索，取得了上級(jí)主辦單位的全力支持，與社區(qū)共建多元體驗(yàn)基地，賦能幼兒身心全面協(xié)調(diào)發(fā)展，取得了一定的成效。本案例經(jīng)驗(yàn)多次在面向省、市、區(qū)等各類(lèi)交流活動(dòng)上分享，取得良好的反響。

責(zé)任編輯 徐國(guó)堅(jiān)