STEM教育理念下的创客机器人课程教学设计探究

广东省广州市越秀区旧部前小学 广东 广州 510120

前言

在现阶段世界教育发展进程中，STEM教育理念是最具影响力的教育思想之一，并且已经在多个领域当中展开相关的研究，创客机器人课程领域就是其中之一，这也是处于信息技术前沿的课程之一，涉及的内容也比较广泛，其中包括数学、物理、建筑等等学科，因此实际学习起来的难度也是比较高的。但是在实践教育过程中能够发现，STEM教育理念与创新机器人课程教学其实是存在着一定的协同特点的，所以，在接下来的文章中就将针对[STEM教育理念下的创客机器人课程教学设计]进行详尽的阐述，除此之外还会在文章中提出一定的具有针对性和建设性的意见或者对策。

一、STEM教育理念的含义

所谓的STEM教育理念，其实是一种多门学科的集合体，其中的STEM分别是science、technology、engineering、mathemtics的英文缩写[1]，由此也能够看出，STEM教育理念是由科学、技术、工程以及数学四门学科组成的，但是这里的“组成”并不是简单意义上的四门学科教育理念的叠加，而是一种互相交叉整合而形成的教育理念，STEM教育理念下的教育工作需要针对学生的以下四个方面的素养进行针对性的培养，实现学生综合素养的提升。其教育的核心是：发现问题——设计解决方法——利用科学、技术、数学知识实施解决方法——将解决方法传达给大家，这种整合具有天然的跨学科性、情境性、实践性、协作性、实证性。

总结下来，STEM教育理念具有跨学科、实践性和协作性比较强的特点，在实践教育过程中也比较重视知识与能力并济，着重培养学生的创新能力，这是一种非常重要的教育载体。从这一方面上来说，STEM教育理念与国内创客机器人课程教学是具有非常强的协同性的，二者事实上都是面对未来的一种教育工作，并且能够有效地提升学生综合素质，在这一过程中，学生也会采用理性的思维方式去思考相关的问题。

二、创客机器人课程教学的特点

首先，创客机器人课程教学具有知识面非常广泛的特点，其本身就会涉及到多个学科的知识内容，其中包括物理、数学、化学以及计算机学科知识等等[2]，并且在实际的教学过程中，这些学科的知识内容并不是互相独立的关系，而是通过机器人课程为载体，进而将其有机地整合到了一起，在课程教学过程中，学生会对课堂中遇到的问题进行主动的探究，进而利用所学整合知识内容对其进行解决，在这一过程中，学生的创新意识、能力和实践技能都会得到培养，综合素质得到了有效的提升。

其次，创客机器人课程的实践性也是比较强的，随着国内的教育事业的快速发展，教育事业和学生自身都对教育事业的开展提出了崭新且更高的要求，其中之一就是教育的实践性，而在创客机器人课程教学中就具有实践性非常强的这一特点，机器人课程包含机器人的搭建和拼装以及程序调试，这些内容都需要学生在学习的过程中参与到实践过程中，并且在发现问题的情况之下及时进行解决；

最后，创客机器人课程还具有逻辑性非常强的特点，这一点体现在创客机器人课程中的编写程序方面，进而实现对机器人运动的控制，而程序的设计和编写就需要学生具有比较强的逻辑性思维，在教学过程中也能够对学生的逻辑思维进行培养。

三、STEM教育理念下的创客机器人课程教学设计案例

(一)教学目标的设计

首先，在STEM教育理念下的创客机器人课程教学，教师需要指导学生正确地认识光电传感器，并且能够对其正确的使用，测量相关的光电值；

其次，在教学目标的设计上，还需要教会学生综合运用分支结构和循环结构，这样就能够实现寻迹车功能了，这一教学目标的实践性非常强，能够有效提升学生的实践能力，这也是创客机器人课程学习过程中非常重要的一种能力；

最后，在实际的创客机器人课程教学过程中，依靠学生单独进行机器人的拼装和程序编写等等是比较困难的[3]，因此在教学目标的设计方面，需要培养学生的团队意识，教师在实际的教学工作中需要将学生进行科学合理的分组，使得学生的分工合作意识和团队合作意识得到有效的培养。

(二)教学过程设计

教师首先可以对整体的STEM教育理念下的创客机器人课程教学进行设计，将其具体分为以下四个具体部分[4]：①教学情境的导入；②探究活动的进行；③小组成员合作展示；④组成成员的探讨。

在情景导入环节中，教师需要在教学过程中熟练地运用情境教学法，在前文已经提及，创客机器人课程所涉及的内容其实是非常多的，在这种情况之下，教师在情景导入环节需要尽可能选取学生熟悉的学习情境和生活情境，这样才能有效激发学生的探究热情，在后续三个部分的教学过程中，教师需要充分发挥出自身的引导作用，在实践教学的过程中，学生的原理理解和外形拼接等等内容都需要用到综合性的知识和技能，这样的教学过程也体现出STEM教育理念，实际教学效果也是比较优秀的[5]。

(三)教学评价的设计

就目前来说，在各项教育工作中，教学评价都是非常重要的一部分，科学合理的教学评价能够有助于教师和学生了解教学情况和学习情况，进而在后续的教学过程中针对性的采取相关的措施，对于STEM教育理念下的创客机器人课程教学来说也是一样的，负责设计的教师需要充分意识到教学评价的重要性，并且对其进行创新改革。

为了实现教学评价的科学合理性，可以将评价主体方面进行改变，改变传统的单一的教师评价，引入学生的自评和互评[6]，使得学生能够从不同的角度看待自身的创客机器人课程学习，而教师的评价则需要从多方面进行评价，这也符合创客机器人课程的主要特点，其中主要包含以下几个方面的评价：①机器人的设计方面；②程序的编写难度方面；③小组合作方面。教师在多主体、多维度的教学评价过程中发现一个亮点就可以在综合评价上添加一颗“星星”，也有助于学生了解自身的STEM教育理念下的创客机器人课程学习情况。

结论

综上所述，就是目前为止针对[STEM教育理念下的创客机器人课程教学设计工作]的相关研究和分析了，从文中叙述的内容中不难看出，传统的教学理念已经逐渐不能满足创客机器人课程的教学需求了，在这种情况之下需要对STEM教育理念进行充分的应用，并且进行长期的探索，而且目前STEM教育理念下的创客机器人课程教学处于初期阶段，实际应用还存在着一定的问题，需要不断进行实践、优化和完善。