基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用策略探究

黃勇良

一、 引言

近年來(lái)，我國(guó)科技的發(fā)展速度和發(fā)展成果有目共睹。尤其是機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，掃地機(jī)器人、早教機(jī)器人等已經(jīng)在日常生活中經(jīng)常見(jiàn)到。在人工智能的飛速發(fā)展下，國(guó)家要求在中小學(xué)課程中要嘗試開(kāi)設(shè)人工智能的相關(guān)課程，逐步推廣人工智能教育。在《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》中明確規(guī)定，學(xué)校課程設(shè)置要堅(jiān)持創(chuàng)新導(dǎo)向，反映科學(xué)技術(shù)進(jìn)步新成果，更新課程內(nèi)容，體現(xiàn)課程時(shí)代性。為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，從小學(xué)階段開(kāi)始培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人意識(shí)，在小學(xué)教育中開(kāi)發(fā)機(jī)器人課程顯得尤為必要。樂(lè)高本身就是小學(xué)生喜歡的一種具有趣味性和益智性的游戲，以樂(lè)高we do2.0作為基礎(chǔ)，進(jìn)行小學(xué)STEM教育校本課程的開(kāi)發(fā)，既可以吸引小學(xué)生的興趣，又可以形成學(xué)校的特色課程，滿足學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的探索欲望。

二、 概念解析

(一)樂(lè)高we do2.0

樂(lè)高we do2.0能夠通過(guò)樂(lè)高電動(dòng)模型和簡(jiǎn)單的程序編寫(xiě)，鼓勵(lì)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)和工程相關(guān)課程的興趣。樂(lè)高we do2.0使用積木堆疊的方法完成程序的編寫(xiě)，是we do樂(lè)高積木配套的編程軟件，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和年齡特點(diǎn)。通過(guò)數(shù)量不多的程序塊，讓學(xué)生自主探究、自主學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單易懂，在動(dòng)手動(dòng)腦中樹(shù)立學(xué)生的信心，培養(yǎng)學(xué)生敢于發(fā)現(xiàn)、提出和思考問(wèn)題，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)解決問(wèn)題。

(二)STEM教育

STEM教育包含科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)四門(mén)學(xué)科的教育?？茖W(xué)的目的是讓學(xué)生了解世界，用科學(xué)的手段分析自然界的客觀規(guī)律；技術(shù)和工程是通過(guò)技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用并解決社會(huì)發(fā)展中遇到的各種問(wèn)題；而數(shù)學(xué)更是技術(shù)和工程學(xué)科中不可或缺的工具。STEM教育理念從2008年開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)的教育領(lǐng)域，旨在培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，提升學(xué)生的科技素養(yǎng)，促使學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提高。

三、 基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)意義

(一)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣

小學(xué)階段是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種學(xué)科興趣的重要時(shí)期?；跇?lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程的開(kāi)發(fā)，其中既有學(xué)生喜歡的樂(lè)高we do2.0，又將科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)科的內(nèi)容和理念融合在一起，給學(xué)生帶來(lái)的不僅是較強(qiáng)的課程吸引力，也重新點(diǎn)燃了學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心。為了完成教師提出的機(jī)器人課程任務(wù)，學(xué)生會(huì)開(kāi)動(dòng)腦筋，想方設(shè)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就把對(duì)學(xué)習(xí)的好奇心、對(duì)任務(wù)的好勝心轉(zhuǎn)化成為濃厚的科學(xué)興趣，具備了科學(xué)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

(二)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展

對(duì)于小學(xué)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們對(duì)各種事物都有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲望。前面我們了解到樂(lè)高we do2.0是符合小學(xué)生年齡階段的一款模型和程序編寫(xiě)教具。或者可以換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，樂(lè)高we do2.0也是一種玩具，并且是學(xué)生非常喜歡的一種玩具。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)樂(lè)高積木非常熟悉，并且喜歡玩，樂(lè)高we do2.0也同樣可以引導(dǎo)學(xué)生將其作為一種更高級(jí)的“玩具”，消除學(xué)生的陌生感和畏懼心理。樂(lè)高we do2.0不同于其他課程，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，融合了多門(mén)學(xué)科，如數(shù)學(xué)的邏輯性思維、科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性探索，甚至美術(shù)的藝術(shù)性創(chuàng)造等，在該課程中，學(xué)生不被束縛，可以發(fā)揮自己的想象，盡情展現(xiàn)自己的才能，表現(xiàn)出自己的個(gè)性，在學(xué)習(xí)時(shí)不僅主動(dòng)積極，也會(huì)更具創(chuàng)造性，使得學(xué)生在親自動(dòng)手動(dòng)腦參與中獲得創(chuàng)新能力的發(fā)展。

四、 基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用策略

(一)課程開(kāi)發(fā)原則

在《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》中，對(duì)小學(xué)的課程設(shè)置提出了新的要求：要落實(shí)雙減政策要求，將勞動(dòng)、信息科技從綜合實(shí)踐活動(dòng)課程中獨(dú)立出來(lái)?？茖W(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)起始年級(jí)提前至一年級(jí)，并要根據(jù)學(xué)生年齡特點(diǎn)，體現(xiàn)出學(xué)段差異，讓學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)，具備正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。為此，在進(jìn)行基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)時(shí)，要遵循以下幾項(xiàng)原則：

1. 課程內(nèi)容由易到難

樂(lè)高we do2.0在進(jìn)行STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)時(shí)，一定要充分考慮學(xué)生的接受程度和年齡特點(diǎn)，在課程內(nèi)容設(shè)置上遵循由易到難的原則，慢慢地從簡(jiǎn)單到復(fù)雜過(guò)渡，給學(xué)生理解和接受的時(shí)間和過(guò)程，在硬件搭建時(shí)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，在慢慢的練習(xí)中讓學(xué)生逐步掌握方法，完善自身的學(xué)習(xí)過(guò)程。如當(dāng)學(xué)生能夠完成搭建的小車(chē)的轉(zhuǎn)圈、掉頭、直線等操作之后，可以慢慢地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各類(lèi)傳感器，直到能夠運(yùn)用以及綜合運(yùn)用。以此來(lái)消除學(xué)生對(duì)樂(lè)高we do2.0的陌生感，讓學(xué)生體會(huì)到在完成任務(wù)過(guò)程中的喜悅和成功，激發(fā)學(xué)生參與STEM教育課程的積極性，為后面的較深層次的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，讓學(xué)生覺(jué)得樂(lè)高we do2.0其實(shí)與樂(lè)高積木一樣，只要肯動(dòng)腦、肯動(dòng)手，沒(méi)有什么學(xué)不會(huì)的。

2. 聚焦核心素養(yǎng)培養(yǎng)

基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程的開(kāi)發(fā)既是當(dāng)前科技、人工智能快速發(fā)展的結(jié)果，也是學(xué)校深入實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要舉措。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，其正處在興趣培養(yǎng)和價(jià)值觀培養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，因此，在進(jìn)行基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程的開(kāi)發(fā)時(shí)，要關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在STEM教育中，學(xué)生核心素養(yǎng)是多學(xué)科的，特別是以計(jì)算思維為代表的核心素養(yǎng)培養(yǎng)更是社會(huì)所需要的。在很多方面，它不僅為社會(huì)直接創(chuàng)造價(jià)值，也推動(dòng)著社會(huì)生產(chǎn)力向前發(fā)展。

3. 任務(wù)驅(qū)動(dòng)與“做中學(xué)”并進(jìn)

STEM教育的實(shí)踐性和操作性都較強(qiáng)，在進(jìn)行基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)時(shí)，一定要遵循任務(wù)驅(qū)動(dòng)與“做中學(xué)”兼具的原則。課程要能夠根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)置，讓學(xué)生在實(shí)際的操作和實(shí)踐中學(xué)到知識(shí)和技能，是開(kāi)展STEM教育的重要目標(biāo)，也是學(xué)校進(jìn)行STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)的重要目的。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)中，學(xué)生能夠通過(guò)小組合作，在集體智慧下完成課程任務(wù)，這個(gè)過(guò)程培養(yǎng)可以學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在任務(wù)執(zhí)行中，學(xué)生可以邊做邊學(xué)，在實(shí)際操作中理解和學(xué)習(xí)知識(shí)。為此，對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，此原則和理念同樣是要遵守的。

(二)課程開(kāi)發(fā)模式

在新課標(biāo)中，要求在進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，要基于核心素養(yǎng)發(fā)展要求來(lái)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)內(nèi)容與育人目標(biāo)的聯(lián)系，優(yōu)化內(nèi)容組織形式。以此為要求，提出了以下幾種課程開(kāi)發(fā)模式。

1. 任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式

對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，在操作性強(qiáng)的學(xué)科中可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，也就是教師給學(xué)生布置一定的任務(wù)，明確任務(wù)要求、任務(wù)目標(biāo)等之后，給予學(xué)生時(shí)間，讓學(xué)生通過(guò)合作、探討等完成教師布置的任務(wù)。在基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程的開(kāi)發(fā)中，可以將其開(kāi)發(fā)成任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，根據(jù)課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)等把要學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能設(shè)計(jì)成有聯(lián)系的任務(wù)形式，并明確任務(wù)的各項(xiàng)內(nèi)容，這樣學(xué)生在完成任務(wù)時(shí)才更有針對(duì)性。在進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式校本課程的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，一定要立足學(xué)校實(shí)際和學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的具體情況，設(shè)計(jì)的任務(wù)應(yīng)該是學(xué)生能夠完成的，或者經(jīng)過(guò)思考和集體合作能夠完成的，不能超出學(xué)生的認(rèn)知范圍和操作范圍，這樣的課程模式把課堂還給了學(xué)生，但要注意也要發(fā)揮教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)作用，不要在學(xué)生完成任務(wù)過(guò)程中偏離主題，要體現(xiàn)出任務(wù)的目的性，讓學(xué)生在完成任務(wù)過(guò)程中體會(huì)到成功和喜悅，并學(xué)會(huì)有關(guān)機(jī)器人的知識(shí)和技能。

2. 需求主導(dǎo)模式

需求主導(dǎo)模式的校本課程開(kāi)發(fā)主要是從學(xué)生角度來(lái)設(shè)計(jì)的。在基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)時(shí)，要了解學(xué)生對(duì)課程的實(shí)際需求是什么，學(xué)生通過(guò)課程應(yīng)該獲得什么樣的體驗(yàn)，通過(guò)課程能夠發(fā)展哪些方面的能力和個(gè)性。比如，針對(duì)不同年齡段的學(xué)生開(kāi)發(fā)不同形式、不同內(nèi)容的課程，要盡量關(guān)注到不同學(xué)生之間的差異，如一二年級(jí)的學(xué)生同中高年級(jí)學(xué)生在認(rèn)知上有很大的差異，課程開(kāi)發(fā)的目標(biāo)首先就不應(yīng)一樣。低年級(jí)應(yīng)該關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人課程良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和興趣愛(ài)好，邏輯性和思想性強(qiáng)的內(nèi)容要設(shè)計(jì)的少一些；中高年級(jí)的動(dòng)手動(dòng)腦能力較強(qiáng)，思維也有了發(fā)展，這時(shí)要通過(guò)機(jī)器人課程培養(yǎng)學(xué)生較為嚴(yán)密的邏輯思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力等，具備差異化的STEM教育校本課程，關(guān)注到學(xué)生具體需求的課程才會(huì)達(dá)到更好的效果，這樣一來(lái)，課程開(kāi)發(fā)才真正有價(jià)值。

3. 目標(biāo)主導(dǎo)模式

目標(biāo)主導(dǎo)模式是根據(jù)學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行校本課程的開(kāi)發(fā)。然而從學(xué)校來(lái)說(shuō)，在課程開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)上會(huì)更努力地創(chuàng)設(shè)教學(xué)條件并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。從某種程度來(lái)說(shuō)，目標(biāo)主導(dǎo)模式的STEM教育校本課程打破了需求主導(dǎo)模式中對(duì)學(xué)校的制約性，也避免了在任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式中，可能出現(xiàn)對(duì)學(xué)生照顧不全面的情況。另外，目標(biāo)主導(dǎo)模式的課程如果開(kāi)發(fā)欠缺，會(huì)出現(xiàn)較為不利的情況，比如教師的功能得不到充分體現(xiàn)，學(xué)生可能會(huì)對(duì)課程產(chǎn)生抵觸情緒等。

由此可知，每一種課程開(kāi)發(fā)模式都有其自身的優(yōu)勢(shì)，在真正進(jìn)行基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)和應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、不同的教學(xué)內(nèi)容等進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，以符合各個(gè)階段學(xué)生對(duì)STEM教育的學(xué)習(xí)需求。

(三)課程應(yīng)用方法

1. 概念導(dǎo)入

樂(lè)高對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)很受歡迎，但對(duì)樂(lè)高we do2.0來(lái)說(shuō)，就不能完全保證學(xué)生理解和對(duì)其感興趣。所以，在進(jìn)行基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育課程教學(xué)時(shí)，可以根據(jù)具體的課程內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中保持熱情。在課堂上可以先向?qū)W生展示機(jī)器人成品，讓學(xué)生了解本節(jié)課要學(xué)的具體內(nèi)容和概念知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索欲望，以便更好地導(dǎo)入課程，讓學(xué)生覺(jué)得通過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)也可以完成相應(yīng)作品。

比如，在課程《閃光的蝸?！分校枰\(yùn)用到程序塊、智能集線器等，這時(shí)就要向?qū)W生進(jìn)行解釋和介紹，使得學(xué)生可以理解并能夠在后面的實(shí)踐操作中正確運(yùn)用。

2. 小組合作

作為STEM教育課程，基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程的操作性和實(shí)踐性較強(qiáng)，在教學(xué)過(guò)程中，要充分尊重學(xué)生的主體地位，提供給學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行自我理解、自我認(rèn)知、自我建構(gòu)形成自我經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。教師可以用多門(mén)學(xué)科的知識(shí)，如數(shù)學(xué)、技術(shù)等方面的知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的問(wèn)題設(shè)計(jì)，引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生通過(guò)小組合作去進(jìn)行知識(shí)探究，相互合作，交流對(duì)知識(shí)的看法，對(duì)機(jī)器人課程應(yīng)該如何進(jìn)行操作才能完成教師的任務(wù)或者教學(xué)目標(biāo)。這樣既可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也能夠更牢固地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)STEM教育相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和作品的順利完成都是有益的。

如在《閃光的蝸?！分?，2人一組，根據(jù)要求，動(dòng)手搭建一只蝸牛。合作過(guò)程中，對(duì)遇到的問(wèn)題可以相互商量解決，可以提高蝸牛完成的效果。

3. 認(rèn)知定義

基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程應(yīng)用時(shí)，學(xué)生是對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，同時(shí)也是對(duì)所學(xué)知識(shí)的改良。從教師的角度來(lái)說(shuō)，要組織學(xué)生對(duì)知識(shí)和具體操作形成系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)認(rèn)知，在了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中容易出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤時(shí)，對(duì)課程的要點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等進(jìn)行梳理，使得學(xué)生對(duì)課程的要點(diǎn)、定義、重點(diǎn)等內(nèi)容能夠掌握，這在STEM教育中很重要。STEM教育是較為綜合性的課程，是不同學(xué)科內(nèi)容和學(xué)科知識(shí)融合在一起的，對(duì)所涉及的一些定義、理念等有清楚的理解才能更好地掌握課程內(nèi)容，完成在課堂上教師要求的一些STEM課程作品。

同樣在《閃光的蝸?！分?，學(xué)生通過(guò)實(shí)際的操作對(duì)程序塊、智能集線器等也有了更深的認(rèn)識(shí)，明白在制作閃光的蝸牛過(guò)程中需要注意的地方，哪些是重點(diǎn)等，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

4. 深度理解

學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，運(yùn)用材料、工具等制作出能夠解決一些問(wèn)題的機(jī)器人模型，通過(guò)知識(shí)、能力的整合以及相互討論、動(dòng)手操作等過(guò)程，可以對(duì)機(jī)器人STEM教育課程獲得更深的理解。教師根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出需要完成的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)和任務(wù)的驅(qū)使下，將自身所學(xué)的知識(shí)和技能進(jìn)行整合，以解決教師提出的問(wèn)題和完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在STEM教育核心理念的指導(dǎo)下，樂(lè)高we do2.0的教學(xué)模式是一個(gè)非常完整的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中可以充分感知親手操作帶來(lái)的愉悅感，在親自參與和實(shí)踐中達(dá)到了強(qiáng)化設(shè)計(jì)和探究的能力，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐，從教師的教學(xué)到學(xué)生對(duì)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)過(guò)程的深度理解和個(gè)人知識(shí)技能的建構(gòu)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)知識(shí)整合的過(guò)程，對(duì)教師來(lái)說(shuō)，完成了既定的教學(xué)任務(wù)，也鍛煉了學(xué)生的多項(xiàng)能力，促使學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的深入掌握。

《閃光的蝸?！分校伵Ｖ谱骱弥?，想要讓其發(fā)光，需要進(jìn)行編程。教師可以通過(guò)播放視頻的形式讓學(xué)生明白操作步驟，也可以進(jìn)行步驟演示。之后，大膽讓學(xué)生操作。對(duì)于機(jī)器人課程來(lái)說(shuō)，學(xué)生只有親自參與，才能真正對(duì)概念、步驟、技術(shù)理解和掌握。

學(xué)生分別嘗試運(yùn)行兩組程序，觀察并比較它們運(yùn)行效果的差異，思考“等待”程序塊的功能以及參數(shù)的含義

5. 課程評(píng)價(jià)

課程開(kāi)展效果如何，需要對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程構(gòu)建完成后，在具體應(yīng)用時(shí)，不能忽視對(duì)課程的評(píng)價(jià)，這是提高課程應(yīng)用效果和改進(jìn)課程欠缺方面的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，課程評(píng)價(jià)要貫穿整個(gè)校本課程開(kāi)發(fā)全過(guò)程。在開(kāi)展評(píng)價(jià)時(shí)，主要的評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)該包括：學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的態(tài)度、看法、學(xué)習(xí)效果等的評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)評(píng)價(jià)以及教師、家長(zhǎng)、學(xué)校對(duì)課程的看法、建議、反饋等評(píng)價(jià)。所有的評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)論是對(duì)課程本身、對(duì)教師、對(duì)學(xué)生都是有益的一種表現(xiàn)。通過(guò)相互評(píng)價(jià)和溝通，教師可以及時(shí)了解自身教學(xué)的方法是否得當(dāng)，對(duì)樂(lè)高we do2.0的教學(xué)內(nèi)容是否理解正確，學(xué)生能否掌握相關(guān)知識(shí)等，以便在后面的教學(xué)中更好地改進(jìn)教學(xué)。需要注意的是，課程評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)課程開(kāi)發(fā)過(guò)程，以便能夠及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程設(shè)計(jì)，更好地保證校本課程開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。

《閃光的蝸?！方虒W(xué)完成后，教師對(duì)小組合作成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從學(xué)生參與態(tài)度、設(shè)計(jì)思路等方面給予評(píng)價(jià)，通過(guò)相互之間的作品展示，在讓學(xué)生感受到成功喜悅的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)自己的不足，這對(duì)學(xué)生能力的提高有幫助。

五、 基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用思考

(一)編寫(xiě)基于樂(lè)高we do2.0的校本課程教材

在校本課程開(kāi)發(fā)時(shí)，首先要編寫(xiě)符合學(xué)校實(shí)際的基于樂(lè)高we do2.0的校本課程教材，這是實(shí)際開(kāi)展課程的基礎(chǔ)和重要依據(jù)。從目前來(lái)看，華東師范大學(xué)已經(jīng)出版了有關(guān)we do2.0機(jī)器人的教學(xué)用書(shū)，學(xué)校在此基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實(shí)際、教學(xué)實(shí)際以及學(xué)生實(shí)際開(kāi)發(fā)校本課程，可以適當(dāng)增加一些實(shí)踐操作性更強(qiáng)的課程，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

比如，在綜合考慮各項(xiàng)因素之后，依托現(xiàn)有的樂(lè)高we do2.0教材的知識(shí)體系，以小學(xué)科學(xué)課標(biāo)為主要參考依據(jù)，并綜合考慮學(xué)生興趣需求之后，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的校本課程教材。在開(kāi)發(fā)的校本教材中，要包括圖1中的課程結(jié)構(gòu)體系，使得教材內(nèi)容豐富，教師教學(xué)時(shí)能夠達(dá)到更好的效果。

圖1 基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程結(jié)構(gòu)

(二)充分利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教室的出現(xiàn)是時(shí)代和科技發(fā)展的結(jié)果，將其應(yīng)用在教育教學(xué)領(lǐng)域更是一個(gè)大膽的嘗試和創(chuàng)新。在實(shí)施基于樂(lè)高we do2.0的STEM教育校本課程時(shí)，可以充分利用學(xué)校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教室，在豐富課堂教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，一定程度上提高課堂教學(xué)的效率?；跇?lè)高we do2.0的STEM教育校本課程本身就屬于學(xué)生較為感興趣的課程，但在學(xué)習(xí)時(shí)，部分理論較為枯燥，利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教室可以將其更加形象直觀地展示給學(xué)生，學(xué)生更感興趣，并且和教師的互動(dòng)更加積極，相互之間的交流、合作使得整體的課堂更為輕松，學(xué)生也愿意積極參與教師的教學(xué)活動(dòng)，有助于形成學(xué)生自主探究的課堂模式，提高學(xué)習(xí)效率。

比如，在有關(guān)道路交通安全的課程中，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)是較為熟悉的，但在講解相關(guān)的智能公交車(chē)，用機(jī)器人知識(shí)模仿其操作時(shí)，學(xué)生理解起來(lái)有難度。為了幫助學(xué)生掌握這部分內(nèi)容，教師可以利用多媒體放映其過(guò)程和帶有文字的資料，直觀展示智能公交車(chē)的操作過(guò)程，加深學(xué)生的理解。為了突出學(xué)生的主體性，為學(xué)生準(zhǔn)備操作工具或者文件包，讓學(xué)生觀看三維動(dòng)畫(huà)，相互之間可以討論，看完之后可以發(fā)表自己的想法和看法。這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，也能夠讓學(xué)生更有意愿進(jìn)行相關(guān)的操作練習(xí)，從而對(duì)機(jī)器人課程相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握，逐漸實(shí)現(xiàn)STEM教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

(三)根據(jù)學(xué)生興趣設(shè)計(jì)課程

STEM教育的培養(yǎng)目標(biāo)是要培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，提升學(xué)生的科技素養(yǎng)，促使學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提高。STEM課程有著較強(qiáng)的跨學(xué)科意義，因?yàn)樾W(xué)階段是學(xué)生學(xué)習(xí)和促進(jìn)個(gè)人發(fā)展的基礎(chǔ)階段，是學(xué)生發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。跨學(xué)科的內(nèi)容可以使得學(xué)生建立知識(shí)之間的橫向聯(lián)系，使得學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)知識(shí)之間的融會(huì)貫通，在開(kāi)闊學(xué)生視野的同時(shí)，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)認(rèn)知?；跇?lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程的操作實(shí)踐性較強(qiáng)，融合了數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程、藝術(shù)等學(xué)科，這本身就是一個(gè)興趣點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行相關(guān)課程設(shè)計(jì)時(shí)，依然要考慮學(xué)生的興趣。就學(xué)生的年齡特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，他們對(duì)生活充滿好奇心，一些有挑戰(zhàn)性、有趣味的內(nèi)容更容易吸引學(xué)生參與。與此同時(shí)，為了促進(jìn)學(xué)校課程實(shí)施的現(xiàn)代化建設(shè)，豐富學(xué)生的頭腦，開(kāi)闊學(xué)生的視野，使得學(xué)生掌握的知識(shí)和技能更具有時(shí)代性，就必須要充分考慮學(xué)生的興趣，設(shè)計(jì)we do2.0機(jī)器人的小學(xué)STEM教育校本課程既要有知識(shí)性，又要有趣味性，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)和操作中真正能夠?qū)W到知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)。

就如學(xué)生非常熟悉的一些生活中的機(jī)器人，如掃地機(jī)器人、音樂(lè)盒機(jī)器人、交通信號(hào)燈機(jī)器人等，這些課程學(xué)生非常喜歡，并且它們都不是單一的學(xué)科知識(shí)，是多種學(xué)科的綜合。依托學(xué)校實(shí)際，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的機(jī)器人STEM教育校本課程，并充分和一些學(xué)生喜歡的學(xué)科進(jìn)行結(jié)合，并鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)這些課程，開(kāi)拓自身對(duì)知識(shí)的見(jiàn)識(shí)度。與此同時(shí)，可以成立機(jī)器人社團(tuán)，使學(xué)生學(xué)習(xí)到更多有關(guān)機(jī)器人的知識(shí)和技能，提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力?？梢砸孕〗M合作、任務(wù)探究的形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)器人進(jìn)行探究，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、鍛煉學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，用實(shí)際行動(dòng)踐行學(xué)校開(kāi)設(shè)STEM教育校本課程的目的。

(四)重視學(xué)科融合

機(jī)器人課程強(qiáng)大的綜合性決定了它與其他課程進(jìn)行整合存在著廣闊的前景。機(jī)器人課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)具有強(qiáng)大的整合功能，是其他學(xué)科無(wú)法代替的。機(jī)器人課程本就是一門(mén)集數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、能源、計(jì)算機(jī)(硬件、軟件)、人工智能等眾多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識(shí)于一身的綜合技術(shù)性課程。因此，在開(kāi)發(fā)基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程時(shí)，可以與物理、化學(xué)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、科學(xué)等多門(mén)學(xué)科進(jìn)行融合。讓學(xué)生以學(xué)科融合的方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)。比如，在“拓展與遷移”環(huán)節(jié)中，可以以學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行知識(shí)拓展，擴(kuò)大學(xué)習(xí)的寬度，從人文藝術(shù)方面提升學(xué)生制作的機(jī)器人的外觀造型的美觀性，從功能強(qiáng)化方面進(jìn)行機(jī)器人項(xiàng)目的二次開(kāi)發(fā)，STEM理念充分融入課堂學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的STEM素養(yǎng)，促進(jìn)跨學(xué)科融合、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)造能力的發(fā)展。通過(guò)機(jī)器人課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)，我們可以達(dá)到以下目的：以興趣愛(ài)好為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)走進(jìn)課本；以活動(dòng)項(xiàng)目為載體，加強(qiáng)學(xué)科間的相互聯(lián)系；以機(jī)器人為工具，解決學(xué)習(xí)中的問(wèn)題。

比如，在機(jī)器人教學(xué)過(guò)程中，要注意把機(jī)器人與物理學(xué)科進(jìn)行融合，一方面，讓機(jī)器人課程輔助物理學(xué)科的教學(xué)，如導(dǎo)入新課、深化教學(xué)內(nèi)容；另一方面，將物理課程中有關(guān)滑輪、杠桿、電路、電機(jī)等知識(shí)滲透機(jī)器人課程中。這樣的教學(xué)容易使學(xué)生看到不同學(xué)科間的聯(lián)系，消除師生的“學(xué)科本位”的觀念，符合“人本”理念，也是對(duì)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)等綜合素養(yǎng)的鍛煉。再如，設(shè)計(jì)的落石主題中，涉及自然學(xué)科中簡(jiǎn)單機(jī)械(傳動(dòng))、摩擦力(影響摩擦的因素)，涉及數(shù)學(xué)問(wèn)題中統(tǒng)計(jì)拉動(dòng)物體數(shù)量與時(shí)間的關(guān)系，涉及技術(shù)上是如何從搭建到牢固，涉及藝術(shù)中搭建色塊的美感與實(shí)用之間關(guān)系等。

六、 基于樂(lè)高we do2.0的小學(xué)STEM教育校本課程開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐案例

(一)課程內(nèi)容

清除落石

(二)活動(dòng)目標(biāo)

1. 通過(guò)學(xué)習(xí)了解山體滑坡造成的危害，并制作一個(gè)模擬機(jī)器人幫助清除落石。

2. 通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)W習(xí)使用顯示模塊模擬準(zhǔn)備時(shí)間。

3. 通過(guò)討論方案，改進(jìn)機(jī)器人，使落石機(jī)器人工作效率提高。

(三)教學(xué)過(guò)程

教師組織學(xué)生活動(dòng)聯(lián)系(5分鐘)出示:落石阻礙道路照片。引出問(wèn)題:你們知道這是怎么造成的嗎?想一想:有什么辦法幫助他們?提供一些現(xiàn)代科學(xué)建議如果讓你們用樂(lè)高制作一種機(jī)器幫助他們,你們?cè)敢鈬L試下嗎?提出制作一個(gè)落石機(jī)器人幫助清理道路落石。通過(guò)觀察圖片,了解落石障礙的危險(xiǎn),引起他們救助這種情況的興趣。小組進(jìn)行討論,引出今天的任務(wù):制作一個(gè)落石機(jī)器人幫助人們清除路障。建構(gòu)與反思(20分鐘)布置任務(wù)一:搭建一個(gè)落石機(jī)器人思考問(wèn)題:為什么要用角模3積木(圖示)?布置任務(wù)二:模仿程序?qū)D編輯程序使機(jī)器人運(yùn)行起來(lái)。學(xué)生搭建活動(dòng)。說(shuō)一說(shuō):為了能夠在崎嶇的山路上更加靈活地行動(dòng)。學(xué)生進(jìn)行編程活動(dòng)使機(jī)器人運(yùn)作起來(lái)拓展(20分鐘)布置任務(wù)三:改造機(jī)器人,讓它能夠更加高效地通過(guò)崎嶇(粗糙)路段,把落石(幾個(gè)鉤碼)搬運(yùn)走。布置任務(wù)四:使用其他方式開(kāi)啟機(jī)器人比一比:誰(shuí)的機(jī)器人更高效?分享改裝后的成果。嘗試改造落石機(jī)器人,讓它更加快速通過(guò)指定路段。學(xué)生使用聲音傳感器或其他傳感器發(fā)出指令讓機(jī)器人運(yùn)作起來(lái)。鼓勵(lì)學(xué)生展示各組作品并介紹設(shè)計(jì)想法。附加說(shuō)明任務(wù)卡在學(xué)習(xí)中我擔(dān)任了 (搭建者/程序員/指揮官)任務(wù)一:完成落石機(jī)器人搭建:組裝落石機(jī)器人:看圖指導(dǎo)同伴搭建電機(jī)部分安裝機(jī)器人主體部分組裝機(jī)器人移動(dòng)部分組裝落石裝斗部分組裝程序:模塊排序后成功運(yùn)行修改次數(shù) 任務(wù)二:改裝落石機(jī)器人搭建:改裝落石機(jī)器人:改裝機(jī)器人主體部分改裝機(jī)器人移動(dòng)部分改裝落石裝斗部分程序:改變程序設(shè)定,讓落石機(jī)器人通過(guò)指定區(qū)域附加任務(wù):用語(yǔ)音方式指揮落石機(jī)器人開(kāi)啟工作

(四)教學(xué)反思

本節(jié)課以學(xué)生為主體，開(kāi)展自主探究、合作學(xué)習(xí)，各個(gè)環(huán)節(jié)充分為學(xué)生學(xué)習(xí)服務(wù)，輔助學(xué)生主體學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展，在學(xué)習(xí)過(guò)程中著力提升學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)能力。這是機(jī)器人課程非常關(guān)鍵的部分。

整節(jié)課實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)目標(biāo)：

第一，跨學(xué)科融合能力。該小組學(xué)習(xí)成果融入技術(shù)與數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程、藝術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，小組在學(xué)習(xí)過(guò)程中解決了STEM問(wèn)題，如(技術(shù)與數(shù)學(xué))選擇編程傳感器模塊發(fā)聲，確定了機(jī)器人的編程思路與方法；(科學(xué))了解落石機(jī)器人的工作原理；(工程)完成落石機(jī)器人結(jié)構(gòu)的搭建，結(jié)構(gòu)合理、穩(wěn)固；(工程)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行改裝，提升機(jī)器人的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生跨學(xué)科融合能力的提升。

第二，解決問(wèn)題的能力。在小組學(xué)習(xí)過(guò)程中，解決了材料選擇、搭建流程、線路連接、裝飾方法、功能實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。

第三，創(chuàng)新創(chuàng)造能力。小組嘗試運(yùn)用多種方法完成項(xiàng)目，并取得與目標(biāo)一致的運(yùn)行效果，對(duì)落石機(jī)器人進(jìn)行開(kāi)發(fā)和改裝，完成個(gè)性化機(jī)器人。

第四，合作學(xué)習(xí)能力。在小組合作學(xué)習(xí)中，成員分工細(xì)致，合作有效，善于協(xié)作，共同發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，分享與交流效果良好。總的來(lái)說(shuō)，本節(jié)課較為成功。但不同學(xué)生之間存在認(rèn)知和基礎(chǔ)差異，并且機(jī)器人課程學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及的知識(shí)較為綜合，在今后教學(xué)中要更加注意，尤其對(duì)部分動(dòng)手操作能力較弱、相關(guān)知識(shí)和技術(shù)流程理解速度較慢的學(xué)生，教師要多加關(guān)注，并給予充分指導(dǎo)，使得每個(gè)學(xué)生都能夠從機(jī)器人課程中學(xué)到知識(shí)和技術(shù)，提升科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

七、 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)小學(xué)機(jī)器人課程研究尚處于起步階段，高質(zhì)量、可借鑒的文獻(xiàn)非常少，和STEM理念相結(jié)合的機(jī)器人課程的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的相關(guān)研究極其有限。目前，小學(xué)機(jī)器人課程以機(jī)器人的特定功能實(shí)現(xiàn)為主要內(nèi)容，內(nèi)容比較單一，課程的實(shí)際生活意義不大，與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)性較弱。本研究設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的小學(xué)機(jī)器人校本課程充分融入STEM理念，以當(dāng)前學(xué)生喜歡的樂(lè)高we do2.0為基礎(chǔ)，以機(jī)器人知識(shí)、技能為核心，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)課程可以提升跨學(xué)科融合能力與STEM素養(yǎng)，促進(jìn)對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。樂(lè)高we do2.0為基礎(chǔ)的校本課程，對(duì)學(xué)生制品的要求更高，能夠充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維，不僅要實(shí)現(xiàn)特定功能，還要具有一定的實(shí)用性，解決生活中的一些問(wèn)題，優(yōu)化生活中的一些行動(dòng)，并且具有美觀性，它將大大充實(shí)和豐富小學(xué)STEM課程建設(shè)的體系，為學(xué)生的全面發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展教育帶來(lái)新的思路，促使教師科學(xué)綜合素養(yǎng)得到不斷提高。