創(chuàng)客教育背景下的中學機器人教學研究

1、    創(chuàng)客教育背景下的中學機器人教學研究    史妮娜【摘要】機器人教育承擔著培養(yǎng)中小學創(chuàng)新實踐能力的重任，是中小學開展創(chuàng)客教育實踐的主要課程。創(chuàng)客教育強調基于創(chuàng)造的學習，其核心在于培養(yǎng)各式各類的創(chuàng)新型人才。在創(chuàng)客教育的背景下，提出了基于項目的機器人教育校企合作模式，機器人教育融入創(chuàng)客教育、stem教育，以項目的方式開展合作，學校和企業(yè)在機器人教學中開展廣泛的合作，促進學生的全面發(fā)展與創(chuàng)造力提升?！娟P鍵詞】創(chuàng)客教育 中學機器人教育 校企合作 項目學習 stem教育一、創(chuàng)客教育的興起與發(fā)展現(xiàn)狀1.創(chuàng)客教育創(chuàng)客教育以信息技術的融合為基礎，傳承了體驗教育、項

2、目學習法、創(chuàng)新教育、diy理念的思想；提倡“基于創(chuàng)造的學習”，強調學習者融入創(chuàng)造情境、投入創(chuàng)造過程。創(chuàng)客教育是一種貫穿終身的，面向全人發(fā)展的，培養(yǎng)個體 diy、創(chuàng)造能力與分享精神的教育理念和取向。2.創(chuàng)客教育的國內外研究現(xiàn)狀在創(chuàng)客風潮之下世界各國都極為重視對學生創(chuàng)客能力的培養(yǎng)，歐美地區(qū)從中小學開始開設創(chuàng)客課程。國內目前大力推動創(chuàng)客教育的發(fā)展，許多地方正在籌建適合中小學的創(chuàng)客教室，制定適合中小學生不同學段學習的的創(chuàng)客課程，注重學培養(yǎng)生創(chuàng)新的興趣和創(chuàng)新的精神，促進學生學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的全面提升。二、機器人教育的重要性及國內外研究綜述1.機器人教育“機器人教育是指學習、利用機器人，優(yōu)化教

3、育效果及師生勞動方式的理論與實踐。”“機器人教育重視理論與實踐，重視科學的學習方法以提高學習效果，提高學習者的創(chuàng)新素養(yǎng)與工程能力。”機器人在教育領域具有不可替代的教育價值和發(fā)展前景，其多學科融合交叉的特點，使其成為培養(yǎng)高素質、寬口徑、復合型人才的良好平臺。2.機器人教育的重要性在基礎教育領域開展智能機器人教育成為各國的共識，以日、美為代表的發(fā)達國家搶先在信息技術課程、課外科技制作等活動中引入了機器人教學內容，以應對即將到來的智能機器人時代。我國要趕超世界教育的先進水平，必須推動基礎教育改革，推進智能機器人相關課程的發(fā)展。3.機器人教育的國內外研究現(xiàn)狀國外機器人教育是一個綜合活動，體現(xiàn)多維度的教

4、育，機器人課堂作為一個教學媒介來傳授科學、技術、數學、工程學概念與知識，對機器人教育與stem學科教育進行整合，激發(fā)學生去創(chuàng)意、想象、制造，培養(yǎng)學生的開放性思維。2000年起，在世界機器人大賽的影響下，我國開始關注到機器人教育，2005年起，陸續(xù)建立“全國中小學機器人教學實驗學?！苯偎?，分別以信息技術課、綜合實踐活動課、興趣小組等多種形式開展機器人教育活動。三、創(chuàng)客教育背景下的機器人教育變革1.機器人教育要面向創(chuàng)新，學生要基于創(chuàng)造去學習在傳統(tǒng)的教學過程中機器人知識與學生自主創(chuàng)新是割裂開的，機器人課堂中學生被動接受機器人相關知識，學生的學習目標是掌握軟硬件知識。而創(chuàng)客教育是一種基于創(chuàng)新的教育，

5、提倡基于創(chuàng)造的學習，強調學習者融入創(chuàng)造情境、投入創(chuàng)造過程。創(chuàng)客教育的核心在于創(chuàng)，在于以學生為主體，在于學生成為學習的主人，在創(chuàng)造中學習。”2.機器人課堂應以學生視角開展，為學生創(chuàng)新服務，尊重學生主體地位創(chuàng)客教育使學生有從知識的消費者轉換為創(chuàng)造者的趨勢，學生作為學習的主體，我們設計了學生調查問卷旨在了解學生對機器人教育合作開展的看法和態(tài)度，以便設計適應學生身心發(fā)展的中學機器人教學模式。3.機器人教育開展應具有綜合性“創(chuàng)客教育是一種貫穿終身的，面向全人發(fā)展的，培養(yǎng)個體 diy、創(chuàng)造能力與分享精神的教育理念和取向?！睓C器人教育應多學科交叉與stem教育相結合以項目的方式開展合作，重視與科學、技術、數

6、學、工程、藝術等多學科知識的綜合。4.開展機器人教育應加強校企合作當前的機器人教學模式無法滿足中學生個性化學習需求，在中學階段以校企合作模式開展機器人教育很有必要，學生能夠認可、接納、并且熱情體驗這種全新的教學模式。目前關于我國中小學機器人教育校企合作的研究沒有，我國中小學機器人教育存在諸多問題，僅僅依靠學校進行封閉孤島教學教學遠遠不能滿足未來的機器人時代的要求，因此中學機器人教育開展校企合作是一個明智的選擇。四、中學開展機器人校企合作學生意愿調查創(chuàng)客教育使學生從單純的知識消防者轉變?yōu)橹R的創(chuàng)造者，學生成為學習的主體。得到企業(yè)的幫助使學生能夠學的更快更好，更有動力、激發(fā)創(chuàng)造力，自信心增強，掌握

7、更多全面系統(tǒng)的知識、提高動手操作能力，樹立理想信念、對學生的成長很有幫助。五、基于項目的機器人教育校企合作模型基于項目的學習是以學科的概念和原理為中心，以制作作品并將作品推銷給客戶為目的，在真實世界中借助多種資源開展探究活動，并在一定時間內解決一系列相互關聯(lián)著的問題的一種新型的探究性學習模式。中學信息技術環(huán)境下的機器人教學應符合時代要求，注重實踐、強調創(chuàng)造，與創(chuàng)客教育、stem教育進行融合。1.參與對象（1）學校，開設機器人課程的各種學校和培訓機構以及從事機器人教育的教師群體。（2）學生，學習機器人綜合知識的在校學生。（3）企業(yè)，機器人公司、創(chuàng)客支持企業(yè)、自動化公司等各種高端科技智能企業(yè)或公司

8、，工程師、研發(fā)人員、科學家、創(chuàng)客們。2.機器人教育涉及的學科在本研究中，機器人教育是一個綜合的教育活動，有3個基礎支撐學科：數學、物理、美術；涉及到人工智能、電子學、機械學、信息學、計算機、設計、3d打印等一系列工程應用。3.機器人教育培養(yǎng)了學生多方面的能力機器人教學能夠培養(yǎng)學生多方面的能力：創(chuàng)造力；綜合實踐能力；合作學習能力；共情能力；信息搜集整理能力；溝通表達能力；資源整合能力；統(tǒng)籌實施能力；自主探究能力。4.校企合作方式、方法在本研究中，校企合作的辦學形式是學校辦學企業(yè)輔助，企業(yè)主要提供技術支持、設備平臺提供、教師培訓、項目管理、參觀、實踐等相關資源和設施；學校主要負責學生培養(yǎng)、課程開發(fā)

9、、收集案例、激發(fā)學生創(chuàng)意構思并對企業(yè)提供的平臺、設備以及解決方案進行試用體驗給企業(yè)提出意見和建議。5.項目實施流程創(chuàng)客教育的核心是重視對學生的創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，鼓勵學生在創(chuàng)造中學習。在創(chuàng)客背景下，結合我校機器人教育的長期實踐經驗，我們設計了基于項目的中學校企合作機器人教育模式，具體項目流程分為如下6個階段：第一階段：教師制定項目計劃；第二階段：引導學生制定項目計劃；第三階段：活動探究；第四階段：作品制作；第五階段：成果交流；第六階段：活動評價。6.校企合作案例（1）水陸兩棲遠程智能勘測機器人；（2）高速公路自動感應收費機器人；（3）蘿卜圈虛擬機器人教學。六、總結本研究在參考了大量國內外經驗的基礎上，結合中學機器人教育的實際，提出了基于項目的機器人教育校企合作新模式，融入創(chuàng)客教育，與stem學科教育進行整合，通過與公司和企業(yè)以項目的方式開展合作，把學生當成工程師那樣培養(yǎng)，激發(fā)學生的想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)學生的開放性思維，通過動手實踐獲取知識。參考文獻：1付慶科.中小學機器人教學的網