周瑞增，李志剛

(鄭州市中牟縣晨陽路學校，河南鄭州，451450)

機器人教育作為一門兼具實踐性、綜合性、創(chuàng)新性、前瞻性的學科，其將創(chuàng)新教育作為理論指導，旨在重點培養(yǎng)學生的科學品質、創(chuàng)新思維、實踐能力及探索精神。但是，縱觀當前我國中小學機器人教學，其在教學模式上還缺乏成熟的經(jīng)驗作為參考。創(chuàng)客教育作為時代發(fā)展與進步的產(chǎn)物，具備創(chuàng)新性與適切性的特征，側重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?？梢姡瑒?chuàng)客教育與機器人教育的目標不謀而合。因此，在中小學機器人教學中，教師應基于創(chuàng)客教育理念，不斷豐富教學手段與教學方法，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和想象力，幫助他們成為將來科技興國、科技強國的踐行者。

一、創(chuàng)客教育概述

(一)創(chuàng)客教育的含義

最早提出“創(chuàng)客”這一概念的是《連線》雜志社的前主編Chris Anderson，他指出創(chuàng)客的含義為“熱衷于創(chuàng)意、設計以及制造，通過創(chuàng)新的手段滿足廣大群眾需求的群體”[1]。創(chuàng)客教育則是采用先進的理念與創(chuàng)新的方式對教育進行改造。創(chuàng)客教育的主旨是采用新型的教學方式，讓學生感受到學習的樂趣，并在學習的過程中激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能。

(二)創(chuàng)客教育的特征

創(chuàng)客教育的最終目標是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力及實踐能力，而小學信息技術學科本身具有較強的操作性，因此，將創(chuàng)客教育用于小學信息技術學科的教學實踐中能夠彌補傳統(tǒng)教學模式的不足。與傳統(tǒng)的教育模式相比，創(chuàng)客教育的特征主要體現(xiàn)在以下四個方面。第一，整合性特征。與傳統(tǒng)教育相比，創(chuàng)客教育打破了傳統(tǒng)學科的壁壘，強調結合多門學科的知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，在創(chuàng)客教育理念指導下的教學內容與教學目標也不再局限于某一學科知識，而是提倡將多角度、多學科知識點結合起來因材施教，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。第二，研創(chuàng)性特征。創(chuàng)客教育能夠使學習、研究、創(chuàng)造三者形成良性循環(huán)，發(fā)揮持續(xù)培養(yǎng)學生創(chuàng)造力與創(chuàng)新力的作用。第三，協(xié)同性特征。創(chuàng)客教育的課程內容與活動設計常常圍繞某個復雜的問題開展教學。其中，項目式學習是最常見的教學方式，即教師根據(jù)學生的興趣組建項目小組，調動各個小組成員的能動性進行探究，共同解決問題，完成學習任務。第四，共享性特征。共享精神作為創(chuàng)客教育中不可或缺的一部分，也是其區(qū)別于傳統(tǒng)教育的一大特征。在創(chuàng)客理念指導下讓學生參與到分享與交流中，鼓勵學生大膽地發(fā)表自己的看法，從而讓學生在思維碰撞過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。[2]

二、創(chuàng)客教育視域下的中小學機器人教學的意義

隨著電子技術、大數(shù)據(jù)信息技術的飛速發(fā)展與深度融合，創(chuàng)客教育已經(jīng)成為現(xiàn)代化教育的一部分，也成為當代教育改革的一大趨勢。機器人作為現(xiàn)代高科技的集成體，為智能化的深化注入了活力。當下，越來越多的中小學在信息技術教學中開設了機器人教學，而創(chuàng)客教育視域下的中小學機器人教學要求打破傳統(tǒng)的教學模式，鼓勵學生參與機器人足球比賽、機器人編程比賽、機器人百科知識賽等活動。在參與這些活動的過程中，學生通過學習機器人軟件工程與硬件機構的基礎知識，能夠接觸到最前沿的科學技術，深刻意識到機器人在推動社會進步與經(jīng)濟發(fā)展方面的重要貢獻。通過為學生營造自由分享、相互碰撞的氛圍，師生共同參與機器人的程序設計與編寫，并自主開發(fā)機器人軟件，組裝各類具備實用功能的機器人，這不僅能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，而且能夠提高學生的動手實踐能力。[3]

三、創(chuàng)客教育視域下的中小學機器人教學流程

隨著創(chuàng)客教育的提出，我國學者對其進行了大量的研究。本文在查閱相關文獻的基礎上，總結出了在中小學機器人教學中融入創(chuàng)客教育需要注意的三個方面。

(一)明確教學目標

教學目標作為設計教學內容與教學活動的方向，是教育評價的出發(fā)點與落腳點。相比于傳統(tǒng)的教學模式，創(chuàng)客教育提倡在關注學生理論知識與操作技能的基礎上，重視學生分析問題、解決問題、合作交流能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。中小學機器人教學的主要目標是培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)。布盧姆對學習目標的分類方法將分析、評價、創(chuàng)造歸于高階思維能力，因此，基于創(chuàng)客教育視域的中小學機器人的教學目標應當為培養(yǎng)學生的溝通交流和團隊合作能力、分析和鑒別信息的能力、親手實踐與解決問題的能力、創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力。教師應在此基礎上組織教學，設計出科學的教學流程，同時注重教學評價。

(二)優(yōu)化教學內容與教學方法

創(chuàng)客教育模式對中小學機器人教學提出了新的要求。傳統(tǒng)的課堂知識內容無法契合當前的實際需求，部分教師在中小學機器人課堂中講解的知識較為陳舊，學生使用的實踐操作軟件版本沒有及時更新，學生即便理解了教材中的知識內容也無法應用到實踐中。對此，中小學機器人教師應當堅持與時俱進，不斷創(chuàng)新改革，進一步拓展課堂知識內容，確保學生所掌握的信息技術知識能夠在新時代下得到有效應用。根據(jù)創(chuàng)客教育理念的基本含義與主要特征，結合相關的文獻及中小學機器人教學現(xiàn)狀，教師需要通過整合教學空間與實踐環(huán)節(jié)并結合教學內容與學生的需求，設計出具備創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性的教學活動，讓學生在動手實踐中學習機器人基礎知識、深化基礎知識，從而順利實現(xiàn)教學目標。

(三)教學評價

傳統(tǒng)評價模式大多以考試分數(shù)為評價標準，這種評價模式不符合創(chuàng)客教育的要求。因此，只有構建基于創(chuàng)客教育的多元化評價體系，才能發(fā)揮評價的鼓勵作用、診斷作用及促進作用，使評價更加公正、公平。當前，創(chuàng)客教育在中小學機器人教學中使用的教學評價體系主要是評價量規(guī)，評價量規(guī)需要詳細地記錄學生作品的創(chuàng)作過程，學習過程中能力發(fā)展的變化情境，創(chuàng)作過程中遇到的問題、解決措施，等等。需要注意的是，評價量表不應僅僅應用在展示階段，而應貫穿教學始終。同時，教師不僅要關注結果性評價，還要關注學生在學習、模仿、研究、創(chuàng)作、分享每一個環(huán)節(jié)的情況，實現(xiàn)形成性評價與總結性評價相結合。除此之外，還需要結合教學內容采用多元化的評價方式。為提高評價結果的全面性，在評價過程中還可以邀請學生與家長參與，從不同維度出發(fā)對學習效果展開評價。[4]

四、創(chuàng)客教育視域下的中小學機器人教學——以“足球機器人的熱身訓練”為例

本文以“足球機器人的熱身訓練”這一教學為例，對教學過程進行詳細分析。在實施教學之前，教師應當明確教學目標?！白闱驒C器人的熱身訓練”旨在幫助學生掌握正確調試機器人主機程序的方法，適當?shù)匾龑W生親自動手調試程序，提高學生的學習積極性，同時提高學生的動手能力和創(chuàng)新精神。圍繞這一教學目標，設計了“足球機器人的熱身訓練”的教學過程，主要包含五個環(huán)節(jié)，如表1所示。

表1 “足球機器人的熱身訓練”教學過程設計

(一)提出問題

為提高學生學習興趣，教師可以提前準備一段機器人參與足球比賽的視頻，然后在課堂教學時播放該視頻。學生觀看完畢后教師提出問題“同學們，視頻中的這些機器人是如何踢球的”“究竟是誰在控制這些機器人”，通過啟發(fā)式提問幫助學生初步認識足球機器人。當學生的學習欲望被激起后，教師便可以鼓勵學生嘗試調試機器人，然后再引出本次的教學內容——足球機器人的熱身訓練。教師鼓勵學生提出自己的疑惑，并通過小組合作的形式讓學生共同討論如何啟動機器人，如何控制機器人進攻、防守、運動方向等，最后再介紹主機程序調試的內容。

(二)任務驅動

任務驅動這一環(huán)節(jié)的主要內容是組織學生進行程序調試，并對調試結果進行檢驗，具體為將學生分成若干個小組，以小組為單位開展機器人主機程序的調試工作。在這一環(huán)節(jié)教學中，教師可以結合前面提出的問題布置詳細的調試任務，包括調整機器人不防守、不進攻、方向錯誤等問題，調試結束后指導學生開展測試工作。各個小組成員要總結自己在調試過程中遇到的問題，先嘗試在小組內解決，若不能解決則可以尋求教師的幫助，以此掌握利用指南針對機器人進攻、運動方向進行正確調整的方法。當學生解決組內的問題后，教師還可以鼓勵他們進行組間討論，分析不同類型的攻擊方法各自的優(yōu)點與缺點，以此培養(yǎng)學生站在不同角度分析問題的能力。

(三)探究實踐

探究實踐環(huán)節(jié)主要是鼓勵學生自主調試機器人主機。這對各個小組成員之間的配合性提出了較高的要求，需要他們共同制訂詳盡的調試計劃，調試結束后還需要測試機器人的運動軌跡與進攻效果。當學生的自主探究結束后，教師要進行陳述性總結，重點指出學生調試的機器人在進攻與防守等方面存在的不足，鼓勵學生在下課后繼續(xù)探究，培養(yǎng)學生的探究能力。

(四)知識拓展

在完成關于足球機器人的熱身訓練知識的教學后，教師還應鼓勵學生開拓思維，即結合自己的想法調試機器人，使其擁有更多的運動功能。值得注意的是，教師在這一環(huán)節(jié)要鼓勵學生大膽創(chuàng)新，針對自主研究獲得一定進展的學生給予表揚和鼓勵，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

(五)比賽激勵

在課堂時間充足的前提下，教師可以讓各個小組派出代表展示本組的足球機器人，對各組的調試效果進行檢驗。教師應公平公正地對每個小組作品的創(chuàng)意性、操作過程中小組成員之間的配合程度進行評價，并采用物質獎勵或者頒發(fā)榮譽稱號的形式表揚表現(xiàn)突出的小組，以激勵的形式激發(fā)學生學習機器人的興趣，引導學生將自己的想法大膽應用在機器人的學習中。

五、創(chuàng)客教育視域下的中小學機器人教學保障措施

(一)積極營造創(chuàng)客教育的氛圍

環(huán)境在很大程度上影響著教育目標的順利實現(xiàn)。中小學生學習并研發(fā)機器人的過程實際上是獲取信息、加工信息、管理信息、呈現(xiàn)信息、討論信息、解決問題的過程。因此，將創(chuàng)客教育理念應用在中小學機器人教學中，要想達到預期的教學效果，首先就要營造出良好的創(chuàng)客教育氛圍。一方面，教師應積極轉變教學理念，將傳統(tǒng)的被動式知識傳授模式轉變成基于師生良好互動、共同化解難題的主動教學模式；另一方面，教師要在機器人教學的各個環(huán)節(jié)中滲透創(chuàng)客教育的基本理念，注重培養(yǎng)學生主動思考、留心觀察生活的能力。

(二)加強創(chuàng)客教師隊伍建設

教師是在機器人教學這門新興課程中開展創(chuàng)客教育的第一資源。但是，縱觀當前機器人教學，大部分是由信息技術教師擔任，很少有學校聘請機器人相關領域的專業(yè)教師。信息技術教師受限于專業(yè)知識，只能按部就班地進行教學，缺乏自主創(chuàng)新意識和能力，限制了課堂教學的延伸和拓展。因此，為更好地將創(chuàng)客教育理念貫穿機器人教學，學校需要優(yōu)化教師隊伍。機器人課程教師應樹立協(xié)同發(fā)展的理念，站在長遠的角度對待課堂和教學，將軟件開發(fā)、編程等和機器人開發(fā)有機結合起來，提高課堂教學的生動性；應立創(chuàng)新意識，結合教學內容與學生的需求對教學設計進行優(yōu)化，從而更好地在教學中啟發(fā)學生思維，激發(fā)學生的探索欲望。

(三)結合教材文本，優(yōu)化創(chuàng)客教育內容

縱觀當前中小學的信息技術課程，其中很多知識均可運用在機器人研發(fā)中。因此，在機器人教學中貫徹創(chuàng)客教育理念還應當樹立協(xié)同思維，深入挖掘教材內的創(chuàng)新知識點，特別是注重將教材中的隱性教育資源挖掘出來，在保持原有知識完整性與系統(tǒng)性的基礎上適當拓展，融入創(chuàng)新思想，開闊學生的視野。

(四)借助多媒體教學，提升教學效果

基于創(chuàng)客教育理念的中小學機器人教學要達到滿意的教學效果，就需要教師在設計課程時根據(jù)實際需求適當應用多媒體工具。例如，教師可以結合學生的興趣愛好，以短視頻的形式將課程中的理論知識與學生的實際生活有機結合起來，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，使每一位中小學生變成“創(chuàng)客”。[5]具體來說，在足球機器人的熱身訓練的教學中，為更好地幫助學生了解足球機器人，教師播放了一段足球機器人比賽的視頻，以此調動學生的學習興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，當學生在興趣的推動下對基礎知識有了一定的了解后，之后的調試、測試等環(huán)節(jié)便可以順利進行。值得注意的是，在基于創(chuàng)客教育理念的中小學機器人教學中，教師要充分發(fā)揮自身在學習創(chuàng)客項目過程中的質量監(jiān)控作用，以便隨時掌握不同小組學生的分工協(xié)作情況及開展進度。一旦學生遇到問題或者困難，教師要先鼓勵學生在小組內部解決，解決不了時再向教師請求技術指導，從而提高教學效果。

六、結語

創(chuàng)客教育能夠在培養(yǎng)學生思維能力與創(chuàng)新能力方面發(fā)揮重要作用。隨著創(chuàng)客教育與信息技術不斷融合，教師在進行機器人教學的過程中要注意結合教學內容與學生學習現(xiàn)狀，科學地設計教學流程，優(yōu)化教學方法，將學生的潛質充分挖掘出來，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和動手能力，將其打造成未來國家高科技領域中的佼佼者。