教育机器人在幼儿结构游戏中的应用研究

◆李玉章

0 引言

游戏是幼儿教学的基础内容，不仅可以让幼儿感受到学习的快乐，也可以使幼儿的身体与心理健康成长。2001年颁布的《幼儿园教育指导纲要（试行）》中提到：“幼儿园的游戏可以划分为五大类，分别为创造性游戏、智商游戏、运动游戏、声乐游戏以及娱乐游戏。”[1]同时指出创造性游戏又分成三大类，分别为角色扮演游戏、结构游戏以及表演游戏。结构游戏是创造性游戏的一种，是指幼儿通过拼接操作各种游戏材料，创造出物体的一种游戏[2]，对幼儿的创造力发展具有很强的促进作用[3]。结构游戏以生活中的物体或玩具作为游戏材料，对儿童的空间逻辑能力、思维、推理能力、问题解决能力、创新能力都具有积极的促进作用[4]。学前教育的健康发展，除了需要具备能满足正常教育教学活动的环境、设备资料、玩具教具等，还需要更多智慧工具[5]。教育机器人作为其中的一个载体，具备更丰富的建构性，更适应结构性游戏的设计。因此，本文重点从结构游戏入手，就教育机器人如何运用到其中加以分析，为开展幼儿结构游戏教育提供参考。

1 研究基础

教育机器人 把教育机器人当作教育工具，其核心必然是机器人。机器人是指一种能够改变程序并且进行多功能操作的机器，能够按照设定好的程序完成各种指令。按照这一定义，教育机器人的主要特点在于能够根据教育基本规律实现程序的可编性。其他被用于教育的器具同样能成为教育机器人。教育机器人具有独特的知识覆盖面和技术集合优势[6]，是幼儿学习很好的媒介，对建构具有童真童趣的学习情境提供了很大的帮助。充分利用好教育机器人，发挥其独特的作用，可以为幼儿的学习提供更加丰富的材料，对幼儿不同阶段的综合发展提供更多的帮助。

结构游戏 结构游戏是指幼儿通过使用各类材料进行拼接建造活动，并通过制作的成果来体现日常事务的游戏[7]。各种不同的物品，如塑性材料、纸、木材、金属材料、沙石等，都可以作为结构游戏使用的材料。按游戏的主题，结构游戏分为自由式结构游戏和命题式结构游戏。其中自由式结构游戏是没有具体主题的活动，幼儿成为游戏的主人，自由施展进行建构活动。命题式结构游戏是由教师进行主题引导的游戏活动。结构游戏属于创造性游戏，对幼儿的认知发展、鉴美能力、身心成长都具有重要意义[8]。结构游戏是幼儿游戏中非常受欢迎的一种游戏类型，利用好结构游戏可以充分锻炼幼儿的动手能力与创新能力。

教育机器人在结构游戏中的应用 大颗粒乐高属于拼插类的教育机器人，通过拼插各种不同的乐高材料，可以构造出不同的物体。它符合结构游戏的特点，是开展结构游戏的有效工具。在传统的结构游戏中经常使用的是一些传统的材料，如木棍、纸张、塑性材料以及金属等，这些材料虽然容易得到和制作，但是功能结构单一，都是静止的建构材料，具有很多局限性。而乐高教育机器人是运动和智能的材料，具有美观、可重复使用、易于拼接、创造性更强等特点，更能引起幼儿的兴趣，锻炼幼儿的动手操作能力，培育其发明创造的能力。对于学龄前幼儿的成长来说，观赏、体验和探索的活动是必不可少的[9]。所以在结构游戏中使用教育机器人对幼儿来说是更为优质的选择。

2 教育机器人运用于幼儿结构游戏设计

学习者分析 幼儿身心发展具有阶段性和差异性，因此，在使用机器人之前要先分析幼儿的建构能力，对应幼儿的发展阶段选择合适的结构游戏。《3—6岁儿童学习与发展指南》中提到：幼儿在12个月时具备搭建积木的能力，其在幼儿阶段的动手能力和协调能力都在不断发展；在三岁时可以做到颜色与形状的区分，并且能够接受简单的指令；在六岁时具备一定的探索和问题解决能力，他们能够对自己看到的和听到的事物进行思考[10]。教育机器人的使用既吸引了幼儿的学习兴趣，又培育了幼儿的动手能力与创新能力，幼儿不同阶段的认知程度对应着不同教育机器人种类的选择和游戏活动的设计。

教育机器人游戏材料分析 在使用教育机器人进行结构游戏设计时，不仅需要考虑幼儿自身因素，还需要考虑材料，以确定何种玩具能够适应幼儿的成长需要。机器人材料相比一般的结构游戏材料更加多样化，幼儿对其兴趣更大，但如果将所有的材料同时分发给幼儿，往往会对幼儿的选择造成困扰并分散其对重点内容的关注。为了能够让幼儿在学习中有序拼接，应该将材料逐步呈现。由于幼儿年龄较小，应该选用易于拼接、区分、简单的材料。

结构游戏的设计目标与过程 在结构游戏设计中应用教育机器人，应当根据幼儿的建构水平、动手能力以及材料特点确定具体的活动目标。因为乐高教育机器人相对复杂，并不适合成为幼儿自由建构的结构游戏材料，所以主要采用主题建构的模式指导规划教学流程。具体包含五个部分：1）教师针对游戏主题进行课程导入；2）指导幼儿做好固定搭建的部分；3）指导幼儿做好创意搭建的部分；4）利用完成好的机器人进行游戏环节及展示活动；5）整理材料。

在进行游戏的过程中，教师要有序地提供材料，让幼儿先搭建固定模型，再搭建创意部分，这样能够根据难易程度设置合理的进度，避免过多的材料对幼儿产生干扰，同时使活动更加紧密流畅。

3 案例设计：奔跑的小车

目标设置 本案例施教对象为4～5岁的幼儿，此阶段的幼儿具有一定的动手能力和区分能力，所以通过大颗粒乐高教育机器人的不同拼接与组合，可以实现幼儿的动手能力和创新能力的培养。具体教学目标：1）利用拼接机器人小车，锻炼幼儿基本的动手实践能力；2）通过改造独特的小车，培育幼儿的创造性；3）提升幼儿对于机器人的兴趣，使幼儿了解小车行驶过程。

前期准备工作 前期准备包含两个部分：1）环境准备阶段为每个幼儿提供独立的拼装区域，以及教师和幼儿示范的展示台；2）材料准备阶段需要在教室内放置乐高积木箱方便幼儿取用，另外根据设计要求配置相应的材料，方便幼儿按需获取。

活动过程 具体游戏过程的设置主要包含四个部分。

1）完成游戏导入。教师让幼儿说一说在马路上会看到什么样的车，由此引导幼儿观察机器人小车的结构。

2）固定部分的搭建。提供两块2×4积木块、两块2×4薄板、四个滑轮、两个轮胎、两个24齿齿轮、两个24齿冠状齿轮、两根短轴、一根齿轮短轴、一根滑轮蜗杆、一块八孔三通积木块、两块20孔九通积木块、一块鸟嘴块、一个摇柄，完成搭建小车模型并保证小车正常行驶。

3）创意搭建。提供丰富、多种形状的结构件，幼儿能够对机器人小车的装饰品进行随意搭配，组合成属于自己的独特小车。在此部分额外提供更多的2×4积木块、2×4薄板、鸟嘴块、三角砖、桥墩等材料，以便创意搭建小车。

4）机器人小车展示。让幼儿上台将自己搭建的机器人小车展示出来，并实现小车的运动，引导幼儿间互动交流。

前两步通过导入课程和搭建拼接来锻炼幼儿的动手能力，第三步通过创意搭建培育其创新能力，第四步通过展示交流能够加强幼儿的信心，加深对自己成果的喜爱程度，保持对机器人学习的兴趣。

评价 通过对机器人小车的结构进行讲解，帮助幼儿了解具体的搭建目的。在对固定部分搭建的时候，能够让幼儿看到自己所搭建的小车，提升幼儿的模仿水平与动手能力。而在创意部分让其根据自己的喜好改造小车，能够激起幼儿的创新能力。通过这样的设计，让幼儿将自己的想象力融入机器人小车的构建过程，培养幼儿的创新能力。

注意事项 在结构游戏活动中，教师需要注意：1）在情感上要对幼儿进行积极的引导；2）在教学环节要确保游戏时间充足，对投放的材料要有所把握，不能随意提供无用材料造成幼儿混乱；3）在组织环节有必要确保每个幼儿都在进行活动，以免掉队。由于幼儿天生好动，难免出现突发情况，活动具有不确定性，教师需要做好充分准备去面对这些情况，避免教学活动受到影响。

4 结语

总而言之，教育机器人的使用对于激发幼儿的学习兴趣具有重要的意义，通过将教育机器人运用于幼儿结构游戏教学，不仅能够更好地发挥教育机器人的作用，也能更多地利用教育机器人的特性锻炼幼儿的动手能力，培养幼儿的创新能力。在幼儿教学活动设计过程中，教师应根据幼儿的实际情况，做好幼儿能力评价，提供正确的指导与材料，科学地设计结构游戏，使得幼儿的动手能力和创新能力得到正向强化。