陕西省中小学生创客机器人教育现状探析

孙文涛 师娜娜 李妍 孙洋

摘 要：与东部发达地区相比，创客机器人教育在陕西省起步相对较晚，但随着“双减”政策发布，创客机器人教育发展趋势渐好。该文研究者通过到教育公司实习、培训以及去学校提供课后服务，对中小学创客机器人教育有了深入的了解。文章从开设创客机器人教育课程的学校的状况、课程教授的内容、师资力量、教育教学方法、学校开展该课程的形式、学生兴趣以及家长对该类课程的认识程度七个方面对陕西省中小学生创客机器人教育的情况进行了调查，并提出相应的策略及建议。

关键词：创客;机器人;中小学教育

基金项目：本文为陕西省2021年大学生创新训练计划项目（S202110722056）的研究成果。

作者简介：孙文涛（1998—），女，陕西省咸阳师范学院教育科学学院。

师娜娜（2000—），女，陕西省咸阳师范学院教育科学学院。

李妍（2001—），女，陕西省咸阳师范学院教育科学学院。

通信作者：孙洋（1979—），男，陕西省咸阳师范学院教育科学学院。

一、背景与现状

在2017年发布的《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》中明确提出要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，其中提到要为中小学生设置人工智能相关课程，逐步推广创客及编程教育。除此之外，2018年发布的《教育部办公厅关于印发〈2018年教育信息化和网络安全工作要点〉的通知》也指出，要“推进信息技术在教学中的深入普遍应用，开展利用现代信息构建新型教学组织模式的研究，探索信息技术在创客空间、创客教育等教育教学新模式中的应用，逐步形成创新课程新体系”。目前国内很多中小学已经开设了以机器人编程、航模、创客为主的课程，有的学校以社团活动的形式开展。这些不同形式的课程最开始在北京、上海、广州以及深圳等发达地区开设，现在已逐渐在中西部省份开展。在人工智能时代，培养科技领域的人才的重要性显而易见。

二、研究内容

现今，国内中小学愈来愈重视科技类教育以及对学生的创新实践能力及跨学科学习能力的培养。科技类教育在国内发展迅猛。本文研究者针对陕西省中小学创客机器人教育现状进行调查分析，并指出其中的不足之处，提出相应的策略及建议。

三、研究与实践过程

首先，本文研究者到创客教育公司实习过，实习伊始是岗前培训，培训结束之后被分配到某学校授课。在授课时本文研究者观察了解到，创客机器人教育的过程异于传统课堂，并不是单纯的“教师讲，学生听”，而是教师演示操作后，让学生进行模仿操作。在创客教育理念指导下的知识学习过程中，教师和学生扮演着平等的角色。学生以小组为单位开展学习;教师在学生中间，边讲解边操作;学生动手做与教师讲解同时进行。学生也可以根据自己的思维与理解进行类似内容的演练。在教学实践中，本文研究者将教学实践过程分为三个阶段，而每个阶段都需要教师与学生配合进行。

1.第一阶段的教学过程

首先，教师对学生进行分组，然后引导学生结合日常生活中接触的关于创客知识的应用，如公园里的智能浇花设备、智能垃圾桶、智能感应水龙头等，充分发挥自身的想象力、创造力，说出自己的想法，最后在此基础上对学生加以引导。

2.第二阶段的教学过程

教师先进行讲解，在讲解结束后给学生充裕的时间动手操作，而教师则在一旁观察学生操作，帮助学生解决遇到的难题。在此过程中，教师能够及时帮助学生巩固所学的知识。学生是学习的主体，教师应该让学生自己把握学习的节奏，选择适合自己的学习方式，通过自主探究或与小组同学共同探讨学习知识。

3.第三阶段的教学过程

教师总结本节课的知识点，帮助学生回顾所学的知识，并对学生的作品进行拍照，让学生获得成就感。

四、研究方法

本文研究者采用了田野调查法。田野调查法分为五个阶段：准备阶段、开始阶段、调查阶段、撰写调查研究报告阶段、补充调查阶段。本文研究者对前三个阶段分析如下。

准备阶段：本文研究者准备好想要调查了解分析的问题，针对问题选择有代表性的、有特点的学校进行调查分析。因为此次教育实习是在某创客公司，所以本文研究者在去学校上课前就准备好了研究调查内容。

开始阶段：本文研究者首先去创客教育公司进行岗前培训，培训内容包括三点，即认识和了解创客机器人教育，公司专业人员示范讲课过程以及被培训人员轮流讲课，磨课、过课。岗前培训结束后，该创客教育公司把每个教师分配到相应的学校授课。

调查阶段：本文研究者首先了解每个学校的上课时间、上课地点、每节课的时长以及学校的负责教师等。每个学校都有不同的上课时间和上课地点，并且其每节课时长也不一样。其次，在授课过程中，本文研究者尊重每个学生，并仔细观察每个学生，通过学生对课堂的反馈初步了解学生对此类课程的看法并做好总结记录。在教学中，本文研究者对每个学生的作品都拍照记录，并在课间对学生进行自由访谈，深入地了解学生对此类课程的认识、想法以及看法。在课后，本文研究者把所講知识点与学生操作的照片发到家长群里，让家长了解此类课程的意义，并和家长沟通交流。

五、调查结果及现状分析

通过实地调查，并对结果进行分析后，本文研究者发现现阶段的创客机器人教育中存在以下问题。

1.学校缺乏开设创客机器人的器材

器材是开设创客机器人教育的主要载体。本文研究者调查后发现大部分学校缺乏器材，如Microbit板、KT板、胶枪、机器人器材等。这些都需要教师自行从公司带过去，并且，学生只有在上课的时候才能使用这些器材，其余时间学生无法接触相关的器材进行创作，所以此项教育活动的开展具有一定的局限性。

2.缺乏专业教师

在学习过程中，教师起着引导作用，教师应对学生进行组织与指导。调查显示，创客机器人教育领域师资力量薄弱并且准入门槛较低，行业标准还未统一，且大部分教师对创客机器人教育理念认识比较浅，相关培训过程缺乏系统性。因此，教师很难激发中小学生对此类课程的兴趣与热情，难以有效启发中小学生的思维，使其创作出丰富多彩的创客和机器人作品。

3.课程缺乏行业标准和统一教材

本文研究者发现，创客机器人教育课程没有统一的、科学的教材，上课过程也没有统一的标准与要求，各公司的上课标准与要求并不一致。这导致创客机器人教育课程的教学成果不便量化，暂未形成科学的评价系统。虽然学生的确能够通过学习课程做出属于自己的作品，但由于作品的品质不能得到科学的评价，因此教师无法为孩子的学习提供更加深入的指导。

4.部分家长对创客机器人教育认识不足

家长是孩子最好的启蒙教师，一个孩子的成长和家长有很大的关系。如果家长对此类课程了解不足，即使孩子对此类课程感兴趣，也不一定被允许学习。例如，在某次创客比赛培训过程中，有一个小男孩说：“老师，你们社团也有这个课程吗？我也想学这个，可是我妈妈给我报名吉他课了，不让我学这个。”家长缺乏对此类课程的认识，限制了孩子对此类课程的学习，导致很多孩子错过学习此类课程的关键期。

5.创客机器人教育发展不均衡

中小学创客机器人教育发展不均衡，与经济水平关系密切。在西部地区，部分教师与家长对此类课程认识不足，影响了此类课程的发展。例如陕西省咸阳市部分小学缺乏微机教室、创客教室、机器人器材等，导致创客机器人教育课程无法顺利进行，从而影响创客机器人教育的发展。

6.学生缺乏充足的学习时间

本文研究者在实地调查后发现，很多学校没有机器人材料、创客套盒等，而开设相关课程的学校，也难以做到让每个学生都拥有独立使用设备与材料的机会与时间。由于一节课时间仅有一个小时四十分钟，时间有限，学生很难开展创客机器人实践活动。

六、中小学生创客机器人教育实践的应对策略及意见

（一）增加创客机器人套盒

学校相关部门要加强对创客机器人教育的认识，加大对创客机器人教育的投入力度，购买更多的创客机器人套盒和器材，尽可能地满足孩子的学习需求，以提高孩子的动手能力，培养孩子的创客思维和学习兴趣。

（二）大力培养专业教师

无论是机器人教育还是创客教育，最重要的部分都是师资力量。优质的教师是推广和发展创客机器人教育的必要因素。

（1）创客机器人教育课程的教师既要懂计算机教育技术又要懂儿童教育。但目前的高等教育体制还没有成熟的培养机制培养此类人才，无法大量提供相应的人才。学校应该加大此类人才的培养力度。

（2）教师需要具备良好的语言表达能力，可以生动形象地讲解抽象概念，加深学生的理解。教师还要了解学生的认知规律，合理设计教学内容并选择合适的方法，依据学生的特点因材施教。

（3）给创客机器人教师提供系统的、专业的培训也是非常有必要的。对于此类创新课程，教师要具备丰富的科学知识。

（4）加强教师运用创客机器人套盒的能力的培训。创客机器人教育中有各种功能复杂的器材零件，如传感器、Microbit板、齿轮、轴等，这些都是开展创客机器人教育的载体。教师若没有接触过这些套盒，就很难对学生进行各种指导活动。

（三）制订课程标准，编写合适的教材

目前，教育行业开始重视创客机器人教育课程的建设和发展，逐渐完善健全这些课程的课程体系。合理完善的课程标准可以让中小学生在创客机器人教育方面得到更好的发展，能够让孩子的创新思维得到多方面的锻炼。

（四）大力推广创客机器人教育的知识，让更多家长了解开设此类课程的目的和意义

以编程为中心的教育分为以下几类。

（1）机器人编程教育——以结构搭建和简单图形化编程为主。

（2）创意游戏编程教育——以图形化编程为主。

（3）创客编程教育——以电子电路设计和图形化編程为主。

（4）人工智能入门英文代码编程教育——以英文代码为主。

（5）信息学奥赛——以英文代码为主，技术含量最高，是编程教育领域里唯一一个受高校自主招生认可的项目。

这些有关创客和机器人的课程是一种向着“创新与创造”的教育。这种形式的教育，强调培养学生善于发现生活中的各种问题，并进行独立思考，创造工具，进而解决遇到的问题的能力。在此类教育中，学生还能提高一定的团队协作能力，学会与他人共享智慧，形成成果。

（五）利用线上免费资源，促进教育均衡发展

在教育资源相对匮乏的地区，相关教育部门便可以利用互联网上大量的教学资源，帮助那些资源匮乏的学校的授课教师组织课程方案，安排创客机器人课堂内容，让更多的精良教育资源惠及广大师生。

（六）增加学生课后拓展学习的时间

应用创客机器人教育培养学生的创新精神和实践能力，要花费大量的精力和时间，因此短暂的课内时间并不利于此类课程的开设。但随着“双减”政策的推进，学生也有更多时间去学习自己感兴趣的知识。这为创客机器人教育的发展奠定了基础。创客机器人教育是让学生主动探索的一门课程，能满足学生的个性化需求。

结语

本文研究者通过在陕西省某创客教育公司的实习，深入了解了创客编程与机器人、航模搭建教育的现状，并针对相应的问题提出了一些对策和建议，希望创客机器人教育在“双减”政策的背景下能够蓬勃发展。

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