面向创客教育的中小学机器人教学研究

肖琼

摘 要：在中小学机器人教学中应用创客教育模式对学生的发展有着重要的作用，本文对该问题进行探究。文章首先概述了创客教育与机器人教学；其次分析了中小学机器人教学现状与创客教育融入情况；最后指出了面向创客教育的中小学机器人教学模式及应用实践，包括知识学习阶段、模仿阶段、创造阶段以及分享阶段四个阶段的应用实践以及在不同阶段的重视点。

关键词：创客教育；机器人教学；教学模型

引言

创客教育是一种新型的教学模式，机器人教学也是中小学教学活动中重要的组成部分，将二者进行有机融合可以培养学生的思维能力、动手能力，能够促进学生的全面发展培养创新型人才。当前我国部分中小学已经意识到创客教育以及机器人教学的重要性，但是尚没有形成完善的教学模式，故而本文对该问题进行探究，以具体的应用实践为例进行分析，以期为中小学教师提供一定的参考。

一、创客教育与机器人教学概述

（一）创客教育

“创客教育”即“STEAM教育”，是一种创新性的素质教育活动。创客教育是“创客文化”与“教育”的结合，“创客”是从自己的喜好出发将各种创意变成现实，故而“创客教育”便是基于学生兴趣，利用数字化的工具对学生进行引导，通过让学生完成某一个项目获得知识，并将该项目的成果与他人进行分享，从而提高解决问题的能力。创客教育对学生的发展有重要的作用，可以提升学生的跨学科解决问题的能力，能够培养学生的团队协作能力与创新能力，利于学生全面发展。

（二）机器人教学

机器人教学是指通过对机器人的组装、搭建以及运行来培养学生综合能力的一种教育。该种教育是多学科与技术的融合，如机械原理技术、电子传感技术、人工智能技术等。机器人教学中最终的教学目标有三点，其一为知识目标，让学生能够简单了解关于机器人软硬件结构；其二是技能目标，让学生在拼装中了解机器人的程序设计及编写，从而在日后可以自主开发控制机器人；其三是情感目标，希望使学生在学习过程中对人工智能产生兴趣，认识到机器人的作用。机器人教学对中小学的师资、经费等要求相对较高，但是对学生的全面发展却有重要的作用。

二、中小学机器人教学现状与创客教育融入情况

（一）中小学机器人教学现状

当前多数中小学已经意识到机器人教学的重要性，自2003年教育部颁布《中小学技术课程标准》之后各中小学便逐步开始设立简单的“机器人制作”模块，对学生进行教育，并对此进行完善，部分中小学甚至還设立了竞赛活动，激发学生的兴趣。不过机器人教学对师资力量、资金力量以及空间设备的要求比较高，多以仍有较多的学校并没有开展。另外，虽然教育部下发了指导意见，但是并没有明确例如国家课程序列，故而一些学校对机器人的重视不够，只是在简单的校本课程中列入，也没有完善的教学体系。

（二）创客教育与中小学机器人教学的融合情况

创客教育与中小学机器人教学一样均较为新颖，所以当前二者并没有实现完全融合，只在部分环节有一定的融合度。2010年教育部所下发的《中小学智能机器人课程指导意见》中也指出在机器人教学中要重视对学生兴趣的培养，而“创客教育”便是通过学生的实际操作提升学生的兴趣，促进学生的发展，所以在机器人教学活动中，部分教师会采用该种教学模式进行教学，但是没有实现真正的融合，也没有融合的模式，故而需要对此进行探究。

三、面向创客教育的中小学机器人教学模式及应用实践

面向创客教育的中小学机器人教学模式需要将创客教育这一模式有机融入机器人教学中，在知识学习阶段、模仿阶段、创造阶段以及分享阶段均实现融合。

（一）知识学习阶段强调讲授与学习

知识学习阶段使基础阶段，学生只有具备了一定的知识储备才能在之后的模仿活动中有理有据的模仿，才能在这些知识的基础上进行合理的创造。所以在这一阶段必须要重视教师的讲授与学生的学习。教师需要运用技巧引入课堂并采用多种方法对学生进行教学，同时进行引导，使学生能够掌握需要学习的知识，从而为后续的活动奠定基础。例如在让学生学习《手势感应LED灯》这一部分的内容时候，便需要让学生了解LeapMotion传感器、Scratch编程等等，这样方能使学生在后续活动中有参照。

（二）模仿阶段注重学生协作及师生互动

模仿阶段在整个教学活动中起到承前启后的作用，在该阶段教师需要让学生了解项目的要求（器件连接、程序设计、实现路径等），在学生了解了项目的要求之后，教师进行操作让学生观看，在教师操作中对学生进一步的讲解。为了提升学生的动手实践能力，在教师完成之后还需要让学生进行模仿，让学生在模仿的基础上进一步掌握知识。

（三）创造阶段应当以学生的实践为中心

创造阶段是整个机器人教学的核心环节，学生通过理论学习以及模仿学习之后已经了解了基本知识，所以在该环节，教师需要对学生进行引导，使学生进行创新，利用自己所掌握的知识自己进行设计，提出问题并解决问题，使学生的思维能力得到锻炼。例如在创造活动中，教师可以引导学生让学生思考通过LeapMotion实现哪些控制LED灯的效果，让学生通过思考自己设计，从而提升学生的思维能力以及实践能力。

结语

本文是对面向创客教育的中小学机器人教学的探究，文章在概述了创客教育与机器人教学的相关理论之后对当前的教学情况进行了分析并提出了二者融合的实践方式以及新的教学模式，以期为相关教师提供参考，同时抛砖引玉，希望有更多的学者参与其中进行探究，以提出更加合理的教学模式，让学生能够体会到动手、创造以及分享的快乐，促进学生的发展。

参考文献：

[1]张爽. 创客教育视域下中小学机器人教学活动设计研究[D].江南大学，2017.

[2]张曼曼，赵红敏. 创客教育视角下中小学机器人教学探究[J]. 软件导刊（教育技术），2016，15（09）：17-19.

[3]张爽，王小根，赵康健. 创客教育视域下中小学机器人教学模型构建[J]. 中国教育信息化，2016，（12）：19-22.endprint