基于創(chuàng)客教育的機器人開發(fā)實踐

王學濤

摘 要：將創(chuàng)客教育的理念與機器人開發(fā)活動相結(jié)合以項目學習，對于培育學生科學精神、促進自主發(fā)展等核心素養(yǎng)具有促進作用。本文以智能機器人的開發(fā)與實踐為例，闡明創(chuàng)客教育在前沿科學技術(shù)中的意義，以期讓學生在創(chuàng)客教育的過程中激發(fā)想象能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)、創(chuàng)客教育、機器人、核心素養(yǎng)

在當代，創(chuàng)客的基本理念與各大產(chǎn)業(yè)深度融合，使得各個產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出新面貌。創(chuàng)客理念與教育理念不斷融合，使得創(chuàng)客教育的實踐向下落地生根，向上開花結(jié)果。具體說來，在教育領(lǐng)域，機器人開發(fā)與創(chuàng)客教育相融合，使得人們陳舊科幻意識中神秘莫測的機器人成為青少年控制自如的玩物。將創(chuàng)客教育的理念與機器人開發(fā)活動相結(jié)合以項目學習，對于培育學生科學精神、促進自主發(fā)展等核心素養(yǎng)具有促進作用。

一、創(chuàng)客教育的內(nèi)涵

在《中國創(chuàng)客教育藍皮書》中首次系統(tǒng)定義了“中國特色創(chuàng)客教育”的具體內(nèi)涵：“創(chuàng)客教育”是在充分調(diào)動學生學習興趣基礎(chǔ)上，采用項目學習和任務(wù)學習這樣的學習方式，將多種學科知識相融合，以解決生活中的實際問題，讓學生通過掌握各種新科技、新設(shè)備、新工具、新軟件和新材料的使用來進行動手造物訓(xùn)練，使得學生將自己的設(shè)想轉(zhuǎn)化為實際創(chuàng)造物的學習過程。

二、基于創(chuàng)客教育的機器人開發(fā)活動的意義

在電子技術(shù)、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)深度發(fā)展的新局勢下，創(chuàng)客教育成為教育現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，更成為新時代教育改革的重要趨勢。機器人是現(xiàn)代高科技的集成體，為智能化深化增添了活力。當前，機器人教育教學工作成為了信息技術(shù)教學的重要內(nèi)容。全國各大學校將信息技術(shù)和創(chuàng)客教育深度融合，開展了一系列教學活動。這一系列教學活動具有重要的意義。

以我校為例，我校開展的機器人教學是將課內(nèi)教學和課外研究性學習相結(jié)合的一種創(chuàng)客教育活動。這些活動主要包括機器人編程比賽、機器人足球賽、機器人百科知識賽等。學生通過了解機器人軟件工程、硬件結(jié)構(gòu)等基本知識，有利于讓學生接觸到最前沿的科學技術(shù)，真正認識到智能機器人對社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的作用;在相互碰撞、自由分享的開放氛圍中，師生共同參與機器人程序的設(shè)計與編寫、自主開發(fā)智能機器人軟件、拼裝多種具有實用功能的機器人，能夠增強學生實踐，引導(dǎo)學生過積極且有意義的生活。

三、基于創(chuàng)客教育的機器人開發(fā)實踐方略

1.營造創(chuàng)客教育氛圍

環(huán)境對教育目標的實現(xiàn)具有助益作用。學生進行機器人研發(fā)的過程實際上是

對信息獲取、加工、管理、呈現(xiàn)與交流進而解決實際問題的過程。因此，開展機器人研發(fā)的創(chuàng)客活動首先應(yīng)該營造出創(chuàng)客教育氛圍。一方面，教師要轉(zhuǎn)變教學觀念，將原有課堂教學機械地傳授知識的局面轉(zhuǎn)化為師生互動、共同解決疑難的局面。另一方面，在學校教育的各個環(huán)節(jié)要滲透創(chuàng)客教育的基本理念。在各學科課程的教學中要激活學生善于思考問題、留心觀察生活的智慧因子。

2.打造創(chuàng)客教師隊伍

教師是實現(xiàn)創(chuàng)客教育的第一資源。機器人研發(fā)是一項比較新的課程。當前，很多的信息技術(shù)教師主要是基于個人興趣而開展了機器人研發(fā)的實踐，學生進行相關(guān)實踐也是由于興趣而集結(jié)起來的。但是，從事機器人研發(fā)的專業(yè)教師仍然不足，這也制約了創(chuàng)客教育的發(fā)展。因此，需要切實打造創(chuàng)客教師隊伍。具體說來，教師需要樹立協(xié)同發(fā)展的觀點，站在宏觀的角度看待課堂、超越課堂，并在教學中不斷探索，將學科知識如編程、軟件開發(fā)等與機器人開發(fā)相結(jié)合，使得課程豐富而生動起來。教師還要具備創(chuàng)新思維，優(yōu)化教學設(shè)計，在教學過程中注重啟發(fā)學生思考，通過視頻展現(xiàn)、實驗操作等要讓學生在課程的實施環(huán)節(jié)能夠保持探索欲望，讓他們真正地參與并體驗學習的快樂。

3.深入研究教材文本，拓展創(chuàng)客教育內(nèi)容

當前的中學信息技術(shù)的很多知識可以應(yīng)用到機器人研發(fā)中來。有的知識是直接涉及到的，比如編程。有的是間接涉及的，比如數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。開展機器人研發(fā)的創(chuàng)客實踐需要樹立協(xié)同思維，充分挖掘教材中的創(chuàng)新知識點，尤其是要注重挖掘教材中的“隱性”教育資源。同時，在保持原有知識系統(tǒng)性、完整性的基礎(chǔ)上適度拓寬，加深創(chuàng)新思想和創(chuàng)新觀點的滲透，進而拓寬學生視野，以此來引導(dǎo)學生動手實踐操作。

4.運用多媒體教具，多方配合提高創(chuàng)客教育效果

在創(chuàng)客教育的課程設(shè)計中，教師要借用多媒體教具，如利用微視頻等進行引導(dǎo)，注重學生實踐特征，將課程中的理論知識聯(lián)系實際生活，挖掘?qū)W生的學習興趣，開拓學生的創(chuàng)新意識，以問題或失敗作為信息技術(shù)課程不斷向前推進的動力，使其成為“小小創(chuàng)客”。比如，要求設(shè)計一款能在管道中自由穿梭的機器人，可以先通過多媒體對介紹這款機器人的功能特性，再根據(jù)課程設(shè)計需要，對人員分工進行合理分配：讓對機器人結(jié)構(gòu)具有一定了解的學生、熟練使用傳感器的學生，以及擅長編程的學生分工合作、共同實踐。教師在創(chuàng)客項目開始時，為學生提供適當?shù)娜蝿?wù)支架，在學生能夠自主實踐時及時地撤除支架。創(chuàng)客教師還是實踐質(zhì)量的提升者，在學生的創(chuàng)客項目學習過程中起到質(zhì)量監(jiān)控的作用，隨時掌握不同學習小組的進度與人員協(xié)作分工運轉(zhuǎn)情況。在任務(wù)遇到困難的時候，教師要提供適當?shù)募夹g(shù)指導(dǎo)和心理狀態(tài)的疏導(dǎo)，使學生始終處在一個積極的學習狀態(tài)中。

參考文獻

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本文系連云港市教育科學研究所2019年度個人課題“創(chuàng)客教育在高中校本課程中的研究實踐---以機器人教學為例”的階段性成果（課題編號（GR/2019/352）