基于创客教育的机器人开发实践

王学涛

摘 要：将创客教育的理念与机器人开发活动相结合以项目学习，对于培育学生科学精神、促进自主发展等核心素养具有促进作用。本文以智能机器人的开发与实践为例，阐明创客教育在前沿科学技术中的意义，以期让学生在创客教育的过程中激发想象能力、培养创新能力。

关键词：信息技术、创客教育、机器人、核心素养

在当代，创客的基本理念与各大产业深度融合，使得各个产业呈现出新面貌。创客理念与教育理念不断融合，使得创客教育的实践向下落地生根，向上开花结果。具体说来，在教育领域，机器人开发与创客教育相融合，使得人们陈旧科幻意识中神秘莫测的机器人成为青少年控制自如的玩物。将创客教育的理念与机器人开发活动相结合以项目学习，对于培育学生科学精神、促进自主发展等核心素养具有促进作用。

一、创客教育的内涵

在《中国创客教育蓝皮书》中首次系统定义了“中国特色创客教育”的具体内涵：“创客教育”是在充分调动学生学习兴趣基础上，采用项目学习和任务学习这样的学习方式，将多种学科知识相融合，以解决生活中的实际问题，让学生通过掌握各种新科技、新设备、新工具、新软件和新材料的使用来进行动手造物训练，使得学生将自己的设想转化为实际创造物的学习过程。

二、基于创客教育的机器人开发活动的意义

在电子技术、大数据信息技术深度发展的新局势下，创客教育成为教育现代化的重要内容，更成为新时代教育改革的重要趋势。机器人是现代高科技的集成体，为智能化深化增添了活力。当前，机器人教育教学工作成为了信息技术教学的重要内容。全国各大学校将信息技术和创客教育深度融合，开展了一系列教学活动。这一系列教学活动具有重要的意义。

以我校为例，我校开展的机器人教学是将课内教学和课外研究性学习相结合的一种创客教育活动。这些活动主要包括机器人编程比赛、机器人足球赛、机器人百科知识赛等。学生通过了解机器人软件工程、硬件结构等基本知识，有利于让学生接触到最前沿的科学技术，真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用;在相互碰撞、自由分享的开放氛围中，师生共同参与机器人程序的设计与编写、自主开发智能机器人软件、拼装多种具有實用功能的机器人，能够增强学生实践，引导学生过积极且有意义的生活。

三、基于创客教育的机器人开发实践方略

1.营造创客教育氛围

环境对教育目标的实现具有助益作用。学生进行机器人研发的过程实际上是

对信息获取、加工、管理、呈现与交流进而解决实际问题的过程。因此，开展机器人研发的创客活动首先应该营造出创客教育氛围。一方面，教师要转变教学观念，将原有课堂教学机械地传授知识的局面转化为师生互动、共同解决疑难的局面。另一方面，在学校教育的各个环节要渗透创客教育的基本理念。在各学科课程的教学中要激活学生善于思考问题、留心观察生活的智慧因子。

2.打造创客教师队伍

教师是实现创客教育的第一资源。机器人研发是一项比较新的课程。当前，很多的信息技术教师主要是基于个人兴趣而开展了机器人研发的实践，学生进行相关实践也是由于兴趣而集结起来的。但是，从事机器人研发的专业教师仍然不足，这也制约了创客教育的发展。因此，需要切实打造创客教师队伍。具体说来，教师需要树立协同发展的观点，站在宏观的角度看待课堂、超越课堂，并在教学中不断探索，将学科知识如编程、软件开发等与机器人开发相结合，使得课程丰富而生动起来。教师还要具备创新思维，优化教学设计，在教学过程中注重启发学生思考，通过视频展现、实验操作等要让学生在课程的实施环节能够保持探索欲望，让他们真正地参与并体验学习的快乐。

3.深入研究教材文本，拓展创客教育内容

当前的中学信息技术的很多知识可以应用到机器人研发中来。有的知识是直接涉及到的，比如编程。有的是间接涉及的，比如数据库应用。开展机器人研发的创客实践需要树立协同思维，充分挖掘教材中的创新知识点，尤其是要注重挖掘教材中的“隐性”教育资源。同时，在保持原有知识系统性、完整性的基础上适度拓宽，加深创新思想和创新观点的渗透，进而拓宽学生视野，以此来引导学生动手实践操作。

4.运用多媒体教具，多方配合提高创客教育效果

在创客教育的课程设计中，教师要借用多媒体教具，如利用微视频等进行引导，注重学生实践特征，将课程中的理论知识联系实际生活，挖掘学生的学习兴趣，开拓学生的创新意识，以问题或失败作为信息技术课程不断向前推进的动力，使其成为“小小创客”。比如，要求设计一款能在管道中自由穿梭的机器人，可以先通过多媒体对介绍这款机器人的功能特性，再根据课程设计需要，对人员分工进行合理分配：让对机器人结构具有一定了解的学生、熟练使用传感器的学生，以及擅长编程的学生分工合作、共同实践。教师在创客项目开始时，为学生提供适当的任务支架，在学生能够自主实践时及时地撤除支架。创客教师还是实践质量的提升者，在学生的创客项目学习过程中起到质量监控的作用，随时掌握不同学习小组的进度与人员协作分工运转情况。在任务遇到困难的时候，教师要提供适当的技术指导和心理状态的疏导，使学生始终处在一个积极的学习状态中。

参考文献

[1]张伟营.网络课程平台支撑下的高中创客教育实践[J].中小学数字化教学，2018（9）：58-60.

[2]贾金元，武小龙，武国伟.面向创客教育的高中机器人教学与实践研究[J].基础教育参考，2017（22）：41-44.

本文系连云港市教育科学研究所2019年度个人课题“创客教育在高中校本课程中的研究实践---以机器人教学为例”的阶段性成果（课题编号（GR/2019/352）