创客教育之校园虚实融合机器人系统方案22

创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802虚实融合机器人创客教育实验室人人可创|处处可创|时时可创创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802目录一、创客教育的理念与价值............................................................................................................3二、创客教育重要载体-机器人.....................................................................................................7三、机器人创客教育实验系统的选择............................................................................................8四、iRobotQ虚实融合机器人创客教育实验系统特性...........................................................11五、活动开展和策略......................................................................................................................17六、校园虚实融合机器人创客教育实验包预算..........................................................................21创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802一、创客教育的理念与价值1.1何谓创客教育创客教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想（祝智庭等，2015）；提倡“基于创造的学习”，强调学习者融入创造情境、投入创造过程（郑燕林等，2014）。基于此我们定义创客教育：是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。传统教育具有深深的工业化烙印，是典型的基于知识的教育（Knowledge-BasedEducation）；创客教育则是适应知识经济时代发展的以能力为导向的教育（Competence-BasedEducation）。实际上，可以从两个角度去理解创客教育：一种是“创客的教育”，旨在培养创客人才；另一种是“创客式教育”，旨在应用创客的理念与方式去改造教育。对于“创客的教育”，可以通过开设专门的创客课程，建立创客空间，配备专业化的指导教师进行实施；对于“创客式教育”，则需要将创客运动倡导的“动手操作、实践体验”理念融入各学科教学过程，开展基于创造的学习。无论是“创客的教育”还是“创客式教育”，最终的教育目标是一致的，即培养具有创新意识、创新能力和创新思维的创新型人才。因此，二者又是融合的，可以相互支撑。实施创客式教育必将使更多的学生具备创客思维和创客能力，进而成为真正的创客；专门的创客课程开设以及创客人才培养，又将促进学生在其他学科开展基于创造的学习。1.2.创客教育的理念创客教育背后蕴含着丰富的教育理念，其中最突出的便是美国实用主义教育家杜威提出的“做中学”（LearningByDoing）思想。“做中学”也就是“从活动中学”、“从真实体验中学”，将所学知识与生活实践联系起来，知行合一。信息技术的应用创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802进一步拓宽了“做”的广度和深度，提升了“做”的速度，也使得“做”出的成果传播得更快、更远。举例来说，音乐课孩子们可以利用音乐创作软件FLStudioMobile，随心所欲地发挥自己的音乐才能，创编属于自己的奇特美妙的“歌曲”；信息技术课可以利用类似IROBOTQ3D这样的虚拟现实系统设计人工智能模型和应用，成型后第一时间通过创客社区、社交媒体等多渠道分享传播，让更多人听到你的作品，还能收获更多宝贵的评价建议和鼓励。除了“做中学”思想，快乐教育也是创客教育背后的重要理念。创客教育赋予学生更多自由和选择的权利，使他们可以听从自己内心最真实的声音而非迫于家长、老师、考试、升学等外在压力，从容地选择创作主题、工具、伙伴等，亲自动手设计、制作、检验，享受创造的乐趣。创客教育既是“做中学”，也是“做中玩、玩中学”。想象、创造是孩子固有的能力和天性，创客教育就是要还原学习的“乐趣”，解放孩子的天性。兴趣是最好的老师，也是激发和维持人类创造力的核心动力。教育者需要为学生提供一切利于创造的环境，给予适时的指导和鼓励，更重要的是“呵护”而非“摧残”学生的兴趣和创造力。创客教育往往指向现实问题的解决，是一种问题导向式教育，让学生发现现实问题，寻求创意的解决方法并通过努力使之变成现实。问题解决不同于考试，考试是在单学科、单知识点中寻求特定答案的过程，而扎根现实情境的问题解决则需要综合运用多学科知识，同时保持乐观的心态，通过坚持不懈的努力才有可能产出创意的解决方案。创客教育倡导以创客活动为载体，打破学科界限，通过跨学科、跨界的合作探究，培养具有实践能力和创新精神的新型人才。这种教育思想又和钱学森提出的大成智慧学一脉相承。大成智慧学是一门教育、引导人们如何获得智慧、培养品德和创新能力的学问和思想体系。它以科学的哲学为指导，强调“量智”和“性智”的结合，科学与艺术的结合，逻辑思维与形象思维的结合，重视思维的整体观和系统观（钱学敏，2008）。唯有具备“大成智慧”的创新人才才能适应错综复杂、变幻莫测的社会发展需要，这也正是创客教育需要担负的责任和努力的方向。创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802因此，可以将大成智慧学作为创客教育的理论基础，将大成智慧作为创客教育的重要理念。除了上面提到的做中学、快乐教育、大成智慧等理念外，还有学者（Martinez&Stager，2013）提出构造论（Constructionism）也是创客教育的重要理论基础。构造论是Logo语言创始人SeymourPapert在建构主义理论（Constructivism）基础上提出的学习理论，特别强调通过亲自动手制作一些可供分享的作品进行知识建构。可以发现，构造论和杜威的做中学思想是一致的，也是创客教育背后重要的指导理念。1.3.创客教育的价值国际上不少组织（如美国教育技术CEO论坛、21世纪技能联盟等）对21世纪的能力素质进行了调查研究，提出了不同的能力模型。然而，无论何种能力模型，创新都是其中的必备要素。创客运动为培养21世纪的创新人才提供了新的契机，创客教育具有无限的价值潜能，将对个体发展、课程改革、教育系统变革以及国家人才战略产生重大影响。一是个体发展层面。创客教育能够更好地解放孩子的天性，给他们更多动手操作、自由探索与发展的空间与条件。通过“创客”活动，学生可以接触到更多最新的技术，借助技术将自己的创意想法慢慢实现，不断激发他们对创造的兴趣。通过团队的合作交流、思维碰撞、互帮互助，又能催生更多新颖的想法，形成一种热爱创造、享受创造、尊重创造的校园文化，进而提升学生的创造力、动手能力、问题解决能力以及团队合作能力。此外，学生动手探索的过程也是知识运用的过程，有助于增强对抽象学科知识的理解。Kaun（2012）研究发现，创客学习可以对学生的认知发展产生积极的促进作用，比如提升学生的自我效能感、增强学习动机等。二是课程改革层面。基础教育首先要培养每一个人的创造性，然后才能在此基础上培养能够攀登世界科学高峰的拔尖创新人才（杨银付，2014）。新一轮基础教创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802育课程改革虽然秉持很好的教育理念，但从教育教学的实践结果来看，却并未对整个课程体系带来颠覆性影响，基础教育仍在重复地机械式培养“人才”。课程改革应当领跑社会发展，而非被动地追逐和适应。创客教育为新课程理念的“落地”提供了新的“抓手”和“路径”。通过动手操作、协同探究、项目合作等多种基于创造的学习方式，每个孩子都将在课程学习中找到乐趣，进而激发自身的创造潜能。通过持续的创客课程建设与实施，有助于彻底解决传统教育面临的课程内容陈旧、课程结构不够灵活、与社会实践脱节、授课方法单一等诸多现实问题，从而带动整个课程体系的有效变革。三是教育系统变革层面。创客运动是一种重塑教育的新方法和新路径，可以给教育带来一些很好的、甚至是颠覆性的变化（Peppler&Bender,2013）。创客教育的组织实施，将进一步推动我国各级各类教育系统关键要素（课程体系、教学方法、技术环境、评价机制、师资队伍等）的优化组合和转型升级。在创客运动的推动下，学校、家庭、社区、企业等一切社会力量和资源将被充分调动起来，协同打造无处不在的创客空间，无缝连接正规教育和非正规教育，最终重构整个教育生态，实现真正的创新教育。四是国家人才战略层面。知识经济时代，创新人才是国家发展的战略资源，是构建创新型国家的必备条件。为落实《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》，我国正在积极组织实施创新人才推进计划，以培养各类高层次创新型科技人才。创客运动就是为“创新”而生。近几百年，创新匮乏一直是我国发展面临的困境。创客教育将推动我国人才培养模式的加速转型（从标准化转向个性化，从单一化转向多元化），培养大批“实战型”科技创新人才，为创新型国家建设提供人才支撑。创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-802二、创客教育重要载体-机器人纵观当前创客教育的载体选择，机器人是其中最为核心的部分。总所周知，机器人是目前已知涉及学科门类最广泛的载体，也是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，同时机器人教育所倡导的“做中学、玩中学”理念和创客教育理念是一致的。1.1科技创新价值机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力，规划能力，动作能力和协调能力，是一种具备高度灵活性的自动化机器。机器人技术作为信息技术和先进制造技术的典型代表和主要手段，已成为世界各国竞相发展的技术，日本、美国等一些发达国家属于领先的地位。因此，要赶超世界高科技先进水平，在基础教育阶段引进机器人课堂教学势在必行，责无旁贷，我们要在“引进”中发展，在发展中“引进”，这是教育竞争、科技竞争，形势逼人，没有退路，只有前进，这也是落实科技创新的需要。1.2发展经济的价值“强国靠人才”，培养创新人才，主要靠学校。我们必须清楚地看到，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。未来10年，有关智能机器人的研究与应用水平将取得重大突破。智能机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整；智能机器人的制造与销售将成为一个新的经济增长点。因此，加快在基础教育阶段引进机器人课堂教学，是顺应智能时代发展的需要，是振兴国家经济的需要，它的“引进”不仅有利于信息技术教育的发展，更有利于创新人才的培养。创客教育实验室建设项目推荐之虚实融合机器人创客教育实验系统专业的青少年创新教育内容服务提供商——400-8038-8021.2人才培养的价值在基础教育阶段开展机器人为载体的创新教育，为我们实施素质教育提供了一个可操作性实践平台。机器人技术是集声、光、电、磁、机械、自动控制于一身的高新技术，