創(chuàng)客教育背景下的中學(xué)機(jī)器人教學(xué)研究

◆史妮娜

(深圳市寶安區(qū)新湖學(xué)校)

一、創(chuàng)客教育的興起與發(fā)展現(xiàn)狀

1.創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育以信息技術(shù)的融合為基礎(chǔ)，傳承了體驗教育、項目學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY理念的思想；提倡“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者融入創(chuàng)造情境、投入創(chuàng)造過程。創(chuàng)客教育是一種貫穿終身的，面向全人發(fā)展的，培養(yǎng)個體 DIY、創(chuàng)造能力與分享精神的教育理念和取向。

2.創(chuàng)客教育的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在創(chuàng)客風(fēng)潮之下世界各國都極為重視對學(xué)生創(chuàng)客能力的培養(yǎng)，歐美地區(qū)從中小學(xué)開始開設(shè)創(chuàng)客課程。國內(nèi)目前大力推動創(chuàng)客教育的發(fā)展，許多地方正在籌建適合中小學(xué)的創(chuàng)客教室，制定適合中小學(xué)生不同學(xué)段學(xué)習(xí)的的創(chuàng)客課程，注重學(xué)培養(yǎng)生創(chuàng)新的興趣和創(chuàng)新的精神，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的全面提升。

二、機(jī)器人教育的重要性及國內(nèi)外研究綜述

1.機(jī)器人教育

“機(jī)器人教育是指學(xué)習(xí)、利用機(jī)器人，優(yōu)化教育效果及師生勞動方式的理論與實踐?！薄皺C(jī)器人教育重視理論與實踐，重視科學(xué)的學(xué)習(xí)方法以提高學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新素養(yǎng)與工程能力。”機(jī)器人在教育領(lǐng)域具有不可替代的教育價值和發(fā)展前景，其多學(xué)科融合交叉的特點，使其成為培養(yǎng)高素質(zhì)、寬口徑、復(fù)合型人才的良好平臺。

2.機(jī)器人教育的重要性

在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展智能機(jī)器人教育成為各國的共識，以日、美為代表的發(fā)達(dá)國家搶先在信息技術(shù)課程、課外科技制作等活動中引入了機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容，以應(yīng)對即將到來的智能機(jī)器人時代。我國要趕超世界教育的先進(jìn)水平，必須推動基礎(chǔ)教育改革，推進(jìn)智能機(jī)器人相關(guān)課程的發(fā)展。

3.機(jī)器人教育的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外機(jī)器人教育是一個綜合活動，體現(xiàn)多維度的教育，機(jī)器人課堂作為一個教學(xué)媒介來傳授科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)概念與知識，對機(jī)器人教育與STEM學(xué)科教育進(jìn)行整合，激發(fā)學(xué)生去創(chuàng)意、想象、制造，培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維。2000年起，在世界機(jī)器人大賽的影響下，我國開始關(guān)注到機(jī)器人教育，2005年起，陸續(xù)建立“全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)實驗學(xué)校”近百所，分別以信息技術(shù)課、綜合實踐活動課、興趣小組等多種形式開展機(jī)器人教育活動。

三、創(chuàng)客教育背景下的機(jī)器人教育變革

1.機(jī)器人教育要面向創(chuàng)新，學(xué)生要基于創(chuàng)造去學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中機(jī)器人知識與學(xué)生自主創(chuàng)新是割裂開的，機(jī)器人課堂中學(xué)生被動接受機(jī)器人相關(guān)知識，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)是掌握軟硬件知識。而創(chuàng)客教育是一種基于創(chuàng)新的教育，提倡基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者融入創(chuàng)造情境、投入創(chuàng)造過程。創(chuàng)客教育的核心在于創(chuàng)，在于以學(xué)生為主體，在于學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)?！?/p>

2.機(jī)器人課堂應(yīng)以學(xué)生視角開展，為學(xué)生創(chuàng)新服務(wù)，尊重學(xué)生主體地位

創(chuàng)客教育使學(xué)生有從知識的消費者轉(zhuǎn)換為創(chuàng)造者的趨勢，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，我們設(shè)計了學(xué)生調(diào)查問卷旨在了解學(xué)生對機(jī)器人教育合作開展的看法和態(tài)度，以便設(shè)計適應(yīng)學(xué)生身心發(fā)展的中學(xué)機(jī)器人教學(xué)模式。

3.機(jī)器人教育開展應(yīng)具有綜合性

“創(chuàng)客教育是一種貫穿終身的，面向全人發(fā)展的，培養(yǎng)個體 DIY、創(chuàng)造能力與分享精神的教育理念和取向。”機(jī)器人教育應(yīng)多學(xué)科交叉與STEM教育相結(jié)合以項目的方式開展合作，重視與科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)等多學(xué)科知識的綜合。

4.開展機(jī)器人教育應(yīng)加強(qiáng)校企合作

當(dāng)前的機(jī)器人教學(xué)模式無法滿足中學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求，在中學(xué)階段以校企合作模式開展機(jī)器人教育很有必要，學(xué)生能夠認(rèn)可、接納、并且熱情體驗這種全新的教學(xué)模式。目前關(guān)于我國中小學(xué)機(jī)器人教育校企合作的研究沒有，我國中小學(xué)機(jī)器人教育存在諸多問題，僅僅依靠學(xué)校進(jìn)行封閉孤島教學(xué)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來的機(jī)器人時代的要求，因此中學(xué)機(jī)器人教育開展校企合作是一個明智的選擇。

四、中學(xué)開展機(jī)器人校企合作學(xué)生意愿調(diào)查

創(chuàng)客教育使學(xué)生從單純的知識消防者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的創(chuàng)造者，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。得到企業(yè)的幫助使學(xué)生能夠?qū)W的更快更好，更有動力、激發(fā)創(chuàng)造力，自信心增強(qiáng)，掌握更多全面系統(tǒng)的知識、提高動手操作能力，樹立理想信念、對學(xué)生的成長很有幫助。

五、基于項目的機(jī)器人教育校企合作模型

基于項目的學(xué)習(xí)是以學(xué)科的概念和原理為中心，以制作作品并將作品推銷給客戶為目的，在真實世界中借助多種資源開展探究活動，并在一定時間內(nèi)解決一系列相互關(guān)聯(lián)著的問題的一種新型的探究性學(xué)習(xí)模式。中學(xué)信息技術(shù)環(huán)境下的機(jī)器人教學(xué)應(yīng)符合時代要求，注重實踐、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造，與創(chuàng)客教育、STEM教育進(jìn)行融合。

1.參與對象

(1)學(xué)校，開設(shè)機(jī)器人課程的各種學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及從事機(jī)器人教育的教師群體。

(2)學(xué)生，學(xué)習(xí)機(jī)器人綜合知識的在校學(xué)生。

(3)企業(yè)，機(jī)器人公司、創(chuàng)客支持企業(yè)、自動化公司等各種高端科技智能企業(yè)或公司，工程師、研發(fā)人員、科學(xué)家、創(chuàng)客們。

2.機(jī)器人教育涉及的學(xué)科

在本研究中，機(jī)器人教育是一個綜合的教育活動，有3個基礎(chǔ)支撐學(xué)科：數(shù)學(xué)、物理、美術(shù)；涉及到人工智能、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、信息學(xué)、計算機(jī)、設(shè)計、3D打印等一系列工程應(yīng)用。

3.機(jī)器人教育培養(yǎng)了學(xué)生多方面的能力

機(jī)器人教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力：①創(chuàng)造力；②綜合實踐能力；③合作學(xué)習(xí)能力；④共情能力；⑤信息搜集整理能力；⑥溝通表達(dá)能力；⑦資源整合能力；⑧統(tǒng)籌實施能力；⑨自主探究能力。

4.校企合作方式、方法

在本研究中，校企合作的辦學(xué)形式是學(xué)校辦學(xué)企業(yè)輔助，企業(yè)主要提供技術(shù)支持、設(shè)備平臺提供、教師培訓(xùn)、項目管理、參觀、實踐等相關(guān)資源和設(shè)施；學(xué)校主要負(fù)責(zé)學(xué)生培養(yǎng)、課程開發(fā)、收集案例、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)意構(gòu)思并對企業(yè)提供的平臺、設(shè)備以及解決方案進(jìn)行試用體驗給企業(yè)提出意見和建議。

5.項目實施流程

創(chuàng)客教育的核心是重視對學(xué)生的創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)。在創(chuàng)客背景下，結(jié)合我校機(jī)器人教育的長期實踐經(jīng)驗，我們設(shè)計了基于項目的中學(xué)校企合作機(jī)器人教育模式，具體項目流程分為如下6個階段：

第一階段：教師制定項目計劃；第二階段：引導(dǎo)學(xué)生制定項目計劃；第三階段：活動探究；第四階段：作品制作；第五階段：成果交流；第六階段：活動評價。

6.校企合作案例

(1)水陸兩棲遠(yuǎn)程智能勘測機(jī)器人；(2)高速公路自動感應(yīng)收費機(jī)器人；(3)蘿卜圈虛擬機(jī)器人教學(xué)。

六、總結(jié)

本研究在參考了大量國內(nèi)外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合中學(xué)機(jī)器人教育的實際，提出了基于項目的機(jī)器人教育校企合作新模式，融入創(chuàng)客教育，與STEM學(xué)科教育進(jìn)行整合，通過與公司和企業(yè)以項目的方式開展合作，把學(xué)生當(dāng)成工程師那樣培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維，通過動手實踐獲取知識。

參考文獻(xiàn)：

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