創(chuàng)客教育理念下機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)研究

許智千

（牡丹江市第十五中學(xué)，黑龍江 牡丹江 157000）

0 引言

隨著創(chuàng)客空間的普及，創(chuàng)客思想與教育的融合吸引了越來(lái)越多的教育者的思考。創(chuàng)客最早是由美國(guó)提出來(lái)的， 美國(guó)最先通過(guò)推進(jìn)創(chuàng)建創(chuàng)客空間和各類(lèi)項(xiàng)目的實(shí)施，培養(yǎng)孩子掌握計(jì)算機(jī)編程的基礎(chǔ)，同時(shí)提高孩子們的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。將創(chuàng)客教育理念融入中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，可以了解我國(guó)青少年機(jī)器人教育的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，從培養(yǎng)機(jī)器人教育創(chuàng)新型人才出發(fā)，建立適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法與模式[1]，發(fā)揮教學(xué)優(yōu)勢(shì)，讓教學(xué)模式與創(chuàng)客教育理念相融合。 本文闡述了創(chuàng)客教育的概念，分析了研究現(xiàn)狀，并對(duì)基于理念下機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 創(chuàng)客教育理念的解讀

“創(chuàng)客教育”的理念從定義上劃分大體可分為5 種類(lèi)型：教育模式理論、教育過(guò)程理論、教育取向理論、教育形式理論以及教育課程理論[1]。

“創(chuàng)客教育” 是將創(chuàng)客文化與教育文化相結(jié)合的基礎(chǔ)教育，以學(xué)生的興趣為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、共享的方式操作數(shù)字化工具，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及創(chuàng)新能力并使其提高。 它融合了體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的理念以及創(chuàng)新教育，滿(mǎn)足學(xué)生的需求并能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。 從廣義上來(lái)講，創(chuàng)客教育理念強(qiáng)調(diào)倡導(dǎo)以創(chuàng)新精神為指導(dǎo)的教學(xué)模式。 從狹義上講是以培養(yǎng)青少年的創(chuàng)客精神為方向的教學(xué)形式。

2 創(chuàng)客教育理念下教學(xué)現(xiàn)狀

2014 年以來(lái)，關(guān)于創(chuàng)客教育在我國(guó)高校、中小學(xué)發(fā)展的新聞報(bào)道越來(lái)越多，標(biāo)志著創(chuàng)客教育在我國(guó)悄然興起并取得長(zhǎng)足發(fā)展。

從2014 年以來(lái)， 我國(guó)已經(jīng)成功舉辦了很多創(chuàng)客教育活動(dòng)與論壇，同時(shí)也啟動(dòng)了一些項(xiàng)目。 例如，全國(guó)中小學(xué)生創(chuàng)客教育活動(dòng)在廣泛普及，各所學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)都開(kāi)展了創(chuàng)客教育實(shí)踐活動(dòng)，并普及創(chuàng)客教育的相關(guān)知識(shí)，為推動(dòng)我國(guó)的創(chuàng)客教育發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。 而機(jī)器人對(duì)于教學(xué)應(yīng)用而言可以劃分為5 種類(lèi)型：第一種是把機(jī)器人教學(xué)看成一門(mén)學(xué)科，通過(guò)開(kāi)展課堂內(nèi)外創(chuàng)客教育活動(dòng)，讓學(xué)生掌握機(jī)器人的基本知識(shí)與技能。 第二種是機(jī)器人輔助教師教學(xué)，主要是以機(jī)器人為教學(xué)輔助性工具，幫助教師與學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。 第三種是機(jī)器人屬于輔助管理性工具，主要是在課堂、財(cái)務(wù)、教務(wù)、設(shè)備等教學(xué)管理活動(dòng)匯總發(fā)協(xié)調(diào)與指揮的作用。 第四種是機(jī)器人代理人功能，有些機(jī)器人可以具有人的部分功能，能夠較好地代替教師處理一些課外事宜。 例如，幫助學(xué)生打飯、訂餐、借書(shū)等。 第五種則是機(jī)器人主持教學(xué)，在這一階段中，機(jī)器人不再是簡(jiǎn)單的輔助性工具， 其已經(jīng)成為教學(xué)的主體，是課堂教學(xué)組織、實(shí)施的主人[2]。

目前， 我國(guó)的創(chuàng)客教育市場(chǎng)正處于火爆階段，課程體系的內(nèi)容也較為新穎， 涉及相關(guān)學(xué)科知識(shí)較多，但是由于大部分教師并沒(méi)有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及良好的知識(shí)儲(chǔ)備，就導(dǎo)致他們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些困難并出錯(cuò)。 另外，對(duì)于一些創(chuàng)客教育課程的難度也并沒(méi)有按照“先易后難”的教學(xué)規(guī)律進(jìn)行教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生很難接受此種教學(xué)模式。 基于以上這些現(xiàn)狀，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了以創(chuàng)客教育理念為指導(dǎo)的教育公司，如達(dá)柔科技，經(jīng)過(guò)一年多的發(fā)展，創(chuàng)新整合STEM、創(chuàng)客教育、未來(lái)教育等國(guó)內(nèi)外權(quán)威教育理念，全面提升學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力，適應(yīng)未來(lái)發(fā)展。 對(duì)于我國(guó)的機(jī)器人教學(xué)理念與教學(xué)模式還需要進(jìn)一步的改革與完善，如在學(xué)習(xí)形式上要多樣化，重視在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生之間的分享與交流， 教師不再是傳統(tǒng)的知識(shí)轉(zhuǎn)移中心。教師的任務(wù)是通過(guò)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的興趣、習(xí)慣和能力，但不能干預(yù)學(xué)生的選擇和創(chuàng)造。

3 創(chuàng)客教育理念下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

3.1 示范指導(dǎo)

首先教師要明確教學(xué)目標(biāo)與學(xué)習(xí)任務(wù)： 即主要掌握機(jī)器人拼魔方的動(dòng)作是如何用編程語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使機(jī)器人能夠在編程指令下對(duì)魔方進(jìn)行復(fù)原。 教師要讓學(xué)生了解魔方還原的原理以及公式， 熟悉之后對(duì)機(jī)器人拼魔方的具體過(guò)程進(jìn)行了演示和講解。 演示結(jié)束后，學(xué)生可以自由分組討論機(jī)器人拼魔方的過(guò)程，并提出自己的想法。最后，教師記錄并幫助學(xué)生分析他們?cè)谡麄€(gè)合作探究中的想法及解決所存在的問(wèn)題。

3.2 流程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵。 在這個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)中， 教師要求每個(gè)小組分別設(shè)計(jì)機(jī)器人拼魔方的流程圖， 并解釋每個(gè)步驟的可行性以及分析具體的操作方式。 在小組設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師要觀(guān)察各個(gè)小組成員的學(xué)習(xí)狀態(tài)， 針對(duì)各小組存在的問(wèn)題及時(shí)給予一定的指導(dǎo)。 小組成員通過(guò)討論探究找出問(wèn)題的解決方法。 在這個(gè)探究過(guò)程中，教師要檢查學(xué)生考慮的問(wèn)題是否全面，如有些問(wèn)題沒(méi)有考慮周全，要盡可能多地找出問(wèn)題出在哪。 同時(shí)，教師還要注意學(xué)生的情緒變化。 有些學(xué)生可能會(huì)因?yàn)橛刑鄦?wèn)題需要解決而失去信心，教師應(yīng)給予合理的指導(dǎo)，給學(xué)生解決問(wèn)題的信心。

3.3 實(shí)施運(yùn)行

實(shí)施操作在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中承擔(dān)著把理論轉(zhuǎn)為實(shí)踐的重要責(zé)任。而創(chuàng)客教育區(qū)別于其他教學(xué)模式的主要特征就是動(dòng)手制作過(guò)程。 在這個(gè)階段中，學(xué)生將他們的靈感運(yùn)用在操作實(shí)踐中，并通過(guò)自己的雙手體驗(yàn)用機(jī)器人拼魔方的樂(lè)趣。 學(xué)生在實(shí)踐中雖然會(huì)遇到一些難題，但是通過(guò)自主探究或小組探究的方式能夠快速地將問(wèn)題解決，這也促進(jìn)了學(xué)生共享與合作能力的發(fā)展。

在各個(gè)小組的操作實(shí)踐過(guò)程中， 教師要經(jīng)常巡視和觀(guān)察學(xué)生的操作方式， 記錄每個(gè)小組主要存在的問(wèn)題，并在課堂中提示常見(jiàn)的問(wèn)題。 例如，當(dāng)學(xué)生在拼裝機(jī)器人的機(jī)械臂時(shí)沒(méi)有考慮到臂的長(zhǎng)短導(dǎo)致機(jī)器人不能順暢的翻轉(zhuǎn)魔方。讓學(xué)生以小組的形式討論問(wèn)題，討論結(jié)束后派出小組代表解釋造成這種現(xiàn)象的原因。 當(dāng)問(wèn)題解決后，再讓學(xué)生完成接下來(lái)的學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.4 成果共享

在完成作品后，同學(xué)之間要進(jìn)行交流溝通，展示小組的作品，分享作品的制作經(jīng)驗(yàn)與心得，包括在制作過(guò)程中遇到的難題與解決方法。 在這一過(guò)程中，可以邀請(qǐng)一些校外人士進(jìn)行交流，如，可以邀請(qǐng)其他學(xué)校的教師與學(xué)生進(jìn)行觀(guān)摩交流，也可以邀請(qǐng)學(xué)生家長(zhǎng)參與進(jìn)來(lái)，學(xué)校還可以組織學(xué)生定期去校外創(chuàng)客基地進(jìn)行參觀(guān)與學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受創(chuàng)客的文化和魅力。 成果共享階段是學(xué)生最需要表現(xiàn)與展示自我的環(huán)節(jié)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極的表達(dá)自己的想法，對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生要給予肯定， 對(duì)于回答的并不完全正確的學(xué)生，也要給予表?yè)P(yáng)與補(bǔ)充，充分滿(mǎn)足學(xué)生的自我效能感，讓他們產(chǎn)生更加濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

3.5 反思探索與評(píng)價(jià)

通過(guò)以上四個(gè)階段的教學(xué)實(shí)踐， 學(xué)生已經(jīng)基本掌握了機(jī)器人的工作原理。在這個(gè)階段，教師要把剩余的課堂時(shí)間都交給學(xué)生，給他們有足夠的空間去思考、探索。 另外，教師還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)新的問(wèn)題情境，如機(jī)器人的光學(xué)感應(yīng)器是如何識(shí)別魔方的色塊的？ 機(jī)器人是如何記憶魔方色塊的位置來(lái)進(jìn)行還原的？ 并鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)小組合作探索的方式來(lái)探討機(jī)器人拼魔方的奧秘， 在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中采用多種評(píng)價(jià)方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方式包括增值評(píng)價(jià)、綜合評(píng)價(jià)、過(guò)程評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、 同伴評(píng)價(jià)等， 教師要及時(shí)進(jìn)行的反饋與評(píng)價(jià)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提升學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)將創(chuàng)客教育的核心理念與機(jī)器人教學(xué)有機(jī)融合，分析了基于創(chuàng)客教育理念的教學(xué)現(xiàn)狀，探討了基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐， 并利用機(jī)器人拼魔方教學(xué)課程進(jìn)行分層教學(xué)， 從而讓學(xué)生掌握機(jī)器人的工作原理，有效地實(shí)施綜合素質(zhì)教育。采用創(chuàng)客教育理念教學(xué)，一方面可以打破傳統(tǒng)教學(xué)的模式，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教學(xué)的新途徑； 另一方面可以讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)知識(shí)掌握與理解加深， 增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與學(xué)習(xí)興趣。