创客教育理念在初中机器人教学中的应用探索——以Arduino机器人为例

潘瑞娟，秦 健

（陕西师范大学 教育学院 陕西 西安 710062）

1 引言

近几年来，全国范围内，将近多一半的学校都把机器人活动引入到课堂教学当中，使得看似神奇的机器人走进了学生的学习生活。作为一种全新的教学内容，很多中小学教师都在探索如何进行机器人教学，怎样才能使这种跨学科性、具有挑战性的内容，真正融入到学生的学习生活中，适合学生兴趣发展的需要，提高学生的动手能力、编程能力、创造能力和团队精神，使他们在积极的学习兴趣中不断探索和研究，实现自己的新创意、新设想和新设计。

美国地平线报告(New Horizon Report)2014年高等教育版中指出，在未来三到五年之内，美国高校学生有从知识的消费者(Consumer)转换为创造者(Creator)的趋势，而创客教育在这个转变中将会起到十分重要的作用[1]。初中的机器人课程属于选修课，笔者在实习期间所在的学校对于机器人选修课没有一套系统完整的教学方案。在教学的过程中，面对初中学生活泼好动、思维敏捷的特点，如何调动他们学习的兴趣，提高课堂教学效率，笔者认为，在新型教育理念下，将创客教育的理念融入到初中机器人教学中，可以进一步丰富初中选修课教学的理论。

2 创客教育理念简介

创客教育核心理念在于通过动手实践培养人的创新意识、创新思维和创新能力，最终让每一个人的创意“照进”现实，其价值特征体现了以全人发展作为教育目标、以专业能力作为教育基础、以工匠精神作为教育核心、以协同环链作为教育关键[2]。

3 Arduino简介

Arduino是一款很常见的开源平台，硬件包含各种型号的 Arduino官方板(较常用的型号是Arduino UNO)，和驱动各种硬件、传感器的扩展板(Shields)，软件开发工具是Arduino IDE。它具有开源性、经济性、跨平台性和可扩展性等优点，教育用户可以根据自己的需求从淘宝等多重渠道获取所需的模块，开发更加个性化的创新的教学项目。

4 视频展示，启发创意

初中机器人教学中的视频展示可以调动学生的积极性，在教学过程中借助于与教学内容相关的视频资源来启发学生的想象力，鼓励他们要大胆创想，真正打开学生思维的大门。比如在学习基础实验Blink，如果教师只是在课前拿着自己做好的作品给学生展示，可能会限制学生的思维，学生会模仿教师的案例完成自己的作品。 如果在课前给学生展示与此相关的视频资源，包含有不同形式的LED灯闪烁， 学生可以展开创想，可以一个端口控制一个灯，也可以控制多个；也可以使每一个灯闪烁的时间不同等等，而不仅仅局限于已有的案例，限制学生的思维。

5 动手搭建，设计创意

在中学阶段，机器人选修课是非常受教师和学生欢迎的。因为学校会重点培养学生实践动手能力，所以我们在日常的课堂教学过程中，时刻地去开拓学生的创意性思维，尽可能地让学生在课堂中可以按照自己的想法来完成作品，真正去将它们应用到实际项目设计中来，提升学生的创意思维和能力。教学过程与教学方法是新课改所要求的重要内容，其主要目的是在学习过程中培养学生的动手能力，同时也强调过程参与。一个优秀的项目设计即是好创客的起点。学生通过反复长期的实践，逐步地内化项目设计中的过程和方法，快速提升他们的创意性思维能力和培养信息素养。在学生理解创意的前提下对知识内容细化为各个小任务，在学生进行团队合作的基础上实施操作。而Arduino机器人课程的设计本身就是以项目为主导的，这与创客教育的核心理念是很吻合的，学生的学习方式是以小组为单位，学生可以在小组内对每个项目的创意展开讨论，最终细化任务，确定每一位组员负责的内容，学生合力共同完成创意。这时应该留给学生自主探究的空间和时间，学生以小组为单位自由讨论，发散他们的思维，提出不同解决问题的方案。这样强调过程和方法的教学让学生眼前一亮，也为做好创新型教育打开了思路。

6 编程调试，实现创意

在学生完成搭建之后，需要让自己的成果展示出来，就需要进行编程。通过编写、调试、编译程序，实现自己的创意。在初中机器人选修课教学中，借助于创客教育理念，让学生主动参与，支持和引导他们把自己的创意转变为最终的成果，这样的创新教育可以有效促进创客教育在初中课堂教学中的应用与发展。

7 结语

综上所述，创客教育理念以初中机器人选修课堂教学为基础，融入了创新教育、体验教育、DIY理念以及项目学习等教育理念，是以信息技术的融合为基础的在课堂教学中进行的有益尝试。近年来创客教学手段进一步优化，能够有效的提升学生的创造力，提高学生学习其他学科的兴趣，学生依靠课堂内外的创新，能够进一步拓展视野，更新知识，成为真正的“创造者”。

[1] New Horizon Report:2014 Higher Education Edition[DB/OL].http://cdn.nmc.org/media/2014-nmc-horizon-report-he-EN-SC.pdf,2014-10-08.

[2]杨刚.创客教育:我国创新教育发展的新路径[J].中国电化教育，2016，(03)：8-13+20.

[3]许露.创客教育理念在高中信息技术课堂中的应用探索[J].科学大众(科学教育)，2017，(08):34.