中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)中創(chuàng)客教育理念的應(yīng)用

張來(lái)芹

◆摘? 要：現(xiàn)階段中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)工作取得了很大的進(jìn)步，但教學(xué)過程中仍存有一些不足。引入創(chuàng)客教育的五步教學(xué)法，通過闡述創(chuàng)客教育與中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的有機(jī)結(jié)合以及基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)一步說明了創(chuàng)客教育在機(jī)器人教學(xué)過程中的應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和問題解決的能力，起到了積極的促進(jìn)作用。

◆關(guān)鍵詞：機(jī)器人教學(xué);創(chuàng)客教育;創(chuàng)新

目前，在機(jī)器人的教學(xué)活動(dòng)中普遍采用的教學(xué)法有：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授演示法、講練結(jié)合法等。對(duì)于機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單技能的學(xué)習(xí)，講授演示與講練就已經(jīng)能滿足要求。這些教學(xué)法限制了學(xué)生的創(chuàng)造機(jī)會(huì)和創(chuàng)造空間，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)需要引入新的教學(xué)理念，形成新的教學(xué)方式。

一、創(chuàng)客教育與中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的結(jié)合

創(chuàng)客教育，是一種融合信息技術(shù)、秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”教育理念、以“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式、以培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的的新型教育模式。本文借鑒了上海師范大學(xué)黎加厚教授在《時(shí)代變化與創(chuàng)客教學(xué)法的興起》的演講中的五步創(chuàng)客教學(xué)法的教學(xué)步驟[3]，五步創(chuàng)客教學(xué)法如圖1所示。

第一步? 創(chuàng)意

在這一步，要以教師為主，充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，采用多種教學(xué)手段鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多方面的思考，不放過學(xué)生的任何一次大膽的“臆想”，用靈敏的嗅覺嗅探學(xué)生創(chuàng)意的想法。

第二步? 設(shè)計(jì)

在這一步，學(xué)生作為整個(gè)教學(xué)法實(shí)踐的核心，要將自己的想法轉(zhuǎn)化為具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。學(xué)生在正式開始設(shè)計(jì)之前要制作實(shí)施的方案，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣自動(dòng)結(jié)合成小組。

第三步? 制作

制作是創(chuàng)客教育教學(xué)法中最重要的一部分，在這一步，學(xué)生要練習(xí)使用各種小工具，進(jìn)而到小組成員之間的協(xié)作，最終動(dòng)手將設(shè)計(jì)制作成作品，將想法變成現(xiàn)實(shí)。

第四步? 分享

這是一個(gè)從個(gè)體認(rèn)知到集體認(rèn)知再到集體智慧形成的過程。通過分享，使學(xué)生在創(chuàng)客活動(dòng)中獲得的知識(shí)進(jìn)行延伸，從而為全體成員所共有，最終對(duì)集體智慧的形成起到錦上添花的作用。

第五步? 評(píng)價(jià)

教師不能僅注重結(jié)果性評(píng)價(jià)，對(duì)于過程性評(píng)價(jià)和學(xué)生的創(chuàng)新精神，才是評(píng)價(jià)的精髓所在。評(píng)價(jià)宜采用多元化的方式，由教師、共同參與項(xiàng)目的同伴、以及學(xué)習(xí)者自己共同來(lái)完成。

二、創(chuàng)客教育理念在中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用

以筆者所在地區(qū)的學(xué)校為例，該校是本地區(qū)實(shí)施機(jī)器人教學(xué)較早的學(xué)校之一。該校機(jī)器人興趣小組成員均選拔自三年級(jí)至五年級(jí)的學(xué)生，該年級(jí)段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的知識(shí)儲(chǔ)備。在機(jī)器人教學(xué)中，有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生實(shí)施了基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)。

（一）創(chuàng)意的提出

在分組討論的過程中，每個(gè)小組成員都結(jié)合生活中存在的問題提出了各自的想法。某學(xué)生通過觀察園丁工人的人工除草過程，提出了制作自動(dòng)除草機(jī)器人的想法，最后通過集體討論決定將該想法的內(nèi)容變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)作為本次課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（二）規(guī)劃設(shè)計(jì)

規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，是要將自己的想法轉(zhuǎn)化為具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。對(duì)于自動(dòng)除草機(jī)器人，避開障礙物和植物是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，誘導(dǎo)啟發(fā)，學(xué)生決定采用超聲波傳感器來(lái)搜尋障礙物并予以躲避。對(duì)于機(jī)器人的電能供應(yīng)，學(xué)生們也各抒已見。最后決定采用在機(jī)器人頂部加裝太陽(yáng)能電池板，該創(chuàng)意變成了一款用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)除草機(jī)器人。

（三）動(dòng)手制作

在這一階段，學(xué)生們要根據(jù)先前的創(chuàng)意和規(guī)劃設(shè)計(jì)，親自動(dòng)手把想法變成現(xiàn)實(shí)。自動(dòng)除草機(jī)器人要有一套行走機(jī)構(gòu)，學(xué)生們采用電動(dòng)馬達(dá)輪式驅(qū)動(dòng)的方式解決了該問題。對(duì)于工作裝置，采用旋轉(zhuǎn)刀頭來(lái)作為除草的利器，對(duì)該裝置進(jìn)行了防護(hù)，防止意外傷害。設(shè)置了雜草回收裝置，在機(jī)器人的后側(cè)安放了倉(cāng)儲(chǔ)式容器，有傳感器自動(dòng)檢測(cè)雜草堆積程度，滿倉(cāng)時(shí)可到指定地點(diǎn)卸除雜草。

（四）成員分享

這一階段，教師是組織者，學(xué)生作為主要參與者，把自己的學(xué)習(xí)、規(guī)劃、制作過程進(jìn)行總結(jié)，將解決問題的思路用言語(yǔ)表達(dá)出來(lái);在表達(dá)過程中，學(xué)生可對(duì)創(chuàng)作有更深一步的理解，回顧創(chuàng)作的過程，從而可以進(jìn)一步的增強(qiáng)創(chuàng)造的信心。

（五）綜合評(píng)價(jià)

首先，教師要求學(xué)生從作品的功能性、實(shí)用性、作品創(chuàng)意等方面進(jìn)行自評(píng)，教師從學(xué)生在創(chuàng)造過程中的表現(xiàn)、計(jì)劃、時(shí)間安排和成果展示等方面對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式下，學(xué)生在創(chuàng)造過程中的表現(xiàn)、計(jì)劃、時(shí)間安排等方面表現(xiàn)較好，遇到問題時(shí)，也懂得去尋求何種幫助。

機(jī)器人教育的出現(xiàn)，為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才提供了途徑。現(xiàn)階段，機(jī)器人教學(xué)的方式方法還處于探索階段，本文通過分析創(chuàng)客教育的五部創(chuàng)客教學(xué)法，并將該教學(xué)法應(yīng)用于實(shí)際的在機(jī)器人教學(xué)任務(wù)中，該方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和問題解決能力有很大幫助，對(duì)解決機(jī)器人的教學(xué)方式、方法具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李鳴華.機(jī)器人教育的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電化教育，2007（8）： 98-101.

[2] 祝智庭.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實(shí)踐場(chǎng)[J].中國(guó)電化教育，2015（1）：14-21.

[3] 黎加厚.時(shí)代變化與創(chuàng)客教學(xué)法的興起[EB/OL].http：//www.by-ite.cn/7/viewspace-5109.html，2014-10-21.

[4] 張爽 王小根.創(chuàng)客教育視域下中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)模型構(gòu)建[J].中國(guó)教育信息化.基礎(chǔ)教育，2016（6），19-22.

[5] 盛群力等. 學(xué)與教的新方式[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2007.