林雅

摘 要：長期以來，機器人有著酷、炫、帥的外表，給人高、大、上的感覺，使人高不可攀，望塵莫及。但緊隨著“阿爾法”人工智能戰(zhàn)勝韓國棋手李世石九段的新聞持續(xù)發(fā)酵，Scratch編程在中小學(xué)的持續(xù)推廣，在STEM教育與創(chuàng)客教育的大背景下，為中小學(xué)的創(chuàng)客教育提供了新的發(fā)展契機。Mbot機器人是從Scratch軟件教學(xué)邁向機器人硬件一次新的嘗試。下面是筆者基于創(chuàng)客教育的點滴歷程與瑣碎思考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；Mbot機器人；課程建設(shè)

近年來創(chuàng)客運動風(fēng)起云涌，由此衍生出全新的教育形式——創(chuàng)客教育，成為了社會創(chuàng)新教育的新名詞?！?015地平線報告》指出，計劃在未來3-5年之內(nèi)，學(xué)生將從知識的消費者轉(zhuǎn)換為知識的創(chuàng)造者趨勢，在未來幾年內(nèi)“創(chuàng)客空間”將成為學(xué)校應(yīng)用的主要載體，而創(chuàng)客教育在這個轉(zhuǎn)變中將起到不可估量的作用。創(chuàng)客教育宗旨是“開放創(chuàng)新、探究體驗”，在“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式，核心理念是培養(yǎng)各式各樣的創(chuàng)新型人才。

學(xué)校的創(chuàng)客教育以Scratch軟件教學(xué)作為切入點，從2012年9月起，學(xué)校率先實行“走班制”校本課程以來，Scratch趣味編程就名列其中，迄今已開展了四年多時間，這也為學(xué)生理解和接受創(chuàng)客教育奠定基礎(chǔ)，打開突破口。從最初的Scratch軟件教學(xué)，到中間過渡的mBlock軟件加傳感器，再到現(xiàn)在的Mbot教育機器人，充分拓寬和加深師生對創(chuàng)客教育的理解。

一、學(xué)校機器人教育的“昨天”

學(xué)校嘗試引入MakeBlock的Mbot教育機器人，雖然Mbot屬于入門級機器人，但其呆萌的外表，精良的做工，還有給人留下深刻的印象。如果考究其方方面面 ，它具備一般機器人的成熟特征：控制系統(tǒng)（Mcore主板）、傳感器系統(tǒng)（各類傳感器）、機械系統(tǒng)（電機、鋁合金結(jié)構(gòu)）。其控制系統(tǒng)可以用Mblock來編程，加其獨有網(wǎng)線接口設(shè)計、牢固的鋁合金材質(zhì)，剔除數(shù)字/模擬口的“束縛”，正符合學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和習(xí)慣。

Mbot具備的幾項優(yōu)點：

1.門檻低，相較于Arduino（標準板）；學(xué)生應(yīng)具備充足的電路電學(xué)知識，從起步入門方面看，Mbot更容易入門。

2.經(jīng)濟性，相較于樂高機器人；相較于動不動幾千元起步的樂高積木和樂高機器人來說，Mbot價位更加“親民”。

3.牢固度好，鋁合金材質(zhì)，輕薄、美觀，相較于“智能桌面實驗室”；從牢固度方面來看，“智能桌面實驗室”顯得很業(yè)余，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)螺絲和螺帽無法正常配合，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來很大的困擾，學(xué)習(xí)也很快失去興趣和耐心。

4.參與感高，相較于特里斯機器人，它不需要學(xué)生動手拆裝，只需調(diào)撥開關(guān)，機器人便會自動運轉(zhuǎn)。學(xué)生無須動手，也不需要熟悉內(nèi)部構(gòu)造。

5.銜接度強，Mbot的運行環(huán)境是mblock，它是基于Scratch2.0開發(fā)趣味編程軟件，從外觀上看，與Scratch2.0很類似。

二、學(xué)校機器人教育的“今天”

趁著學(xué)校“W創(chuàng)客空間”申報的成功，學(xué)校新添了很多硬件設(shè)備。例如3D打印機/打印筆、電子百拼積木、Scratch傳感板等若干。其中就是Mbot教育機器人23件。學(xué)校的“創(chuàng)意機器人”校本班果斷引入Mbot教育機器人作為上課器件。

人員組成：根據(jù)五、六年級中選報“創(chuàng)意機器人”的學(xué)生每班抽調(diào)5人，以“走班制”形式開展，總共40人。

上課時間：每周一下午2節(jié)校本課時間。

上課地點：學(xué)生電腦室。

組織形式：課堂主要以“Mbot教育機器人為載體”，以“任務(wù)式”教學(xué)為依托，以認識各類“傳感器”為主線，開展以同桌2人小組展開機器人教學(xué)。小組合作，設(shè)備編號，一一對應(yīng)。課前課后檢查設(shè)備，實現(xiàn)課堂機器設(shè)備的責(zé)任制。

在教學(xué)中主要6個環(huán)節(jié)教學(xué)法，即：游戲/視頻導(dǎo)入、認識新知、趣味體驗、創(chuàng)意/應(yīng)用、分享評價、小結(jié)整理。在這種教學(xué)中不贊成傳統(tǒng)教學(xué)中單向灌輸教學(xué)方法，反對把語言文字作為獲取知識的捷徑，贊成教育就是要為學(xué)生帶來更多的可能性去創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)，教育在于給學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情境，幫助他們在與情境中的人、事、物相互作用的過程中主動建構(gòu)和掌握知識。

三、學(xué)校機器人教育的“明天”

在一個學(xué)期Mbot教學(xué)實踐中，我們師生共同參考了很多專業(yè)書籍，訪問了很多網(wǎng)站平臺，學(xué)習(xí)不少“開源”機器人知識，做了很多次的“拿來主義”。接下來，第一學(xué)生層面，加大機器人在學(xué)生中的宣傳力度，特別是Mbot類的教育機器人，讓學(xué)生知道所學(xué)趣味編程知識是融會貫通、前后呼應(yīng)的，宣傳普及機器人創(chuàng)客教育理念。第二教師層面，希望作一回“拿去主義”，計劃開發(fā)一冊Mbot教案集，附上配套課件、微課集、視頻資料、游戲等等，“開源式”分享給需要的學(xué)校和個人。

四、基于機器人教育的思考

思考1：現(xiàn)階段Mbot機器人對學(xué)校的創(chuàng)客教育很合適?，F(xiàn)階段，學(xué)校創(chuàng)客教育是以Scratch教學(xué)作為切入點，Mbot作為Makeblock創(chuàng)客工場率先推出的入門級教育機器人產(chǎn)品，首先其編程環(huán)境Mblock基于Scratch2.0開發(fā)，與三、四年級所學(xué)趣味編程知識完整對接，完美符合課程邏輯要求的軟件到硬件的過渡，Mbot的出現(xiàn)使機器人教學(xué)更加順理成章。當(dāng)然，在使用過程中，例如硬件擴展性，接口數(shù)量不足等。但Mbot作為教育機器人可以說“麻雀雖小，五臟俱全”，較好適合機器人的入門級學(xué)習(xí)。

思考2：利用好有限的材料為學(xué)生的創(chuàng)意服務(wù)。在教學(xué)中教師發(fā)現(xiàn)，與機器人配套的材料是有限的，但學(xué)生的創(chuàng)意是無限的；如何利用好有限的材料為學(xué)生無限的創(chuàng)意服務(wù)，是一個亟待解決的問題。教育部2012年頒布的《中小學(xué)智能機器人課程指導(dǎo)意見》指出，現(xiàn)今中小學(xué)智能機器人的課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對機器人的興趣，如何使學(xué)生的創(chuàng)意和興趣在創(chuàng)客教育的“春風(fēng)”里攜手并進，我想學(xué)校的硬件材料始終會是落后的，保護好創(chuàng)意和興趣才是重點。

思考3：需要有發(fā)展的眼光看待機器人教育。按事實角度來看，機器人教育比信息技術(shù)課程更注重對學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前機器人教學(xué)中仍較多采用的任務(wù)驅(qū)動、講授演示等教學(xué)方法，更看重機器人基礎(chǔ)知識、原理、編程與組裝等學(xué)科本位內(nèi)容的教學(xué)，反而不能給學(xué)生提供充分的創(chuàng)造機會和創(chuàng)新空間，難以促進學(xué)生創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展。機器人教學(xué)不能簡單地模仿信息技術(shù)的課程體系和教學(xué)方法，需要引入新的教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)科特色，形成機器人學(xué)科特有的教學(xué)方式。

總而言之，面向創(chuàng)客教育的機器人教育教學(xué)，不僅消融了機器人知識學(xué)習(xí)與機器人項目創(chuàng)新的界限，而且?guī)砹碎_發(fā)、多元的教學(xué)活動方式。資源的開源性與技術(shù)門檻的降低，使越來越多的教育工作者開始創(chuàng)客教育教學(xué)實踐之旅，可能通往成功機器人教學(xué)的路不止一條，我們一直在路上。

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