基于创客教育理念的机器人教学模式初探

龙源期刊网基于创客教育理念的机器人教学模式初探作者：沈聪来源：《中国信息技术教育》2017年第07期摘要：机器人教学在教学过程中存在着教学目标不明确、教学模式单一、教学时间难以控制等难题，因此笔者将创客教育的理念融入到机器人教学中，让学生主要通过自己发现问题并解决问题来获取知识。这种教学模式能让机器人教学目标明确化，通过学生的“好动”和“创造”欲望，减少教师授课的时间，增加学生自己动手制作的机会，让他们在实践中学习知识。关键词：机器人；创客教育；教学模式中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2017）07-0111-02现今，虽然有很多学校都开展了机器人课程，但学校开设机器人课程的主要目的是参加竞赛获取奖项，并没有过多地关注对学生创新思维和创新能力的培养。就浙江省湖州市目前情况来看，虽然在九年级信息技术教材上有“智能机器人”这一内容，但由于内容属于选修，所以有的学校不开设机器人课程，仅用几节课时间以PPT和视频的形式向学生展示机器人，即使是开设机器人课程的学校，也大多是以兴趣小组的形式开展。因此，笔者根据自己对创客教育的理解和研究，提出了一套切实可行的机器人创客教学模式，希望能使学生在机器人课堂中真正获得益处。●创客教育的理念创客是一种动手操作、合作探究的学习方式。创客教育旨在为学生提供适宜的用于创造的环境、资源，以便他们能将学习过程融入到创作当中，能在创作的过程中提升学习的质量，尤其是提升科学、实践课程、数学、艺术等学科学习中的创造力与兴趣。创客教育是一种将创客精神融入到学习中的教育方式。●国内外研究现状龙源期刊网关于机器人创客教育，国外已经有了一定的研究和实践。东京大学尖端科学研究中心特聘副教授高桥智隆开发了一套机器人课程，这个课程旨在让学生自己发现生活中的问题的能力，培养他们动手解决问题的能力。在这个课程中，学生要自己去思考，互相讨论搭建什么样的机器人、怎么搭建机器人，并且要结合物理、数学、美术等学科的知识，完成机器人的搭建。而在国内，浙江省温州中学的谢作如老师也进行过研究和实践。他曾经负责温州中学的机器人竞赛指导，通过指导，能不断地培养学生的动手能力和创新意识，让更多的学生通过自己的双手将头脑中的想法变成现实。●基于创客教育理念的机器人教学模式传统的机器人教学模式主要是教师讲授知识，演示正确的做法，然后由学生模仿制作。课堂上主要是学生按照教师的要求对机器人进行修改或者编程等，教师掌控课堂的节奏和教学的内容。而在融入了创客教育的机器人教学中，学生可以在课前就决定自己想要解决的问题，或是自己想要创作的机器人。在课程开始前，任课教师要明确自己在教学过程中的职责。基于创客教育的机器人教学涉及的知识面非常广，除了传统机器人课程中已有的机器人结构、编程等知识以外，还涉及物理、数学、艺术、化学等知识，因此它对教师的综合素养要求非常高，教师必须在课程开设之前做好充足的准备。基于创客教育理念的机器人教学模式的基本教学结构，是将创客教育理念应用于机器人教学实践中，利用新型的机器人教学法来提高学生的学习效率，构建出更加符合“以学生为中心”“创新教育”的机器人教学模式。笔者尝试构建了基于创客教育理念的机器人教学模型（如上图）。在这种教学模式下，教师的角色与任务也发生了变化。首先，创客教师不再是学习情境的设计者，而是引导学生关注社会、生活中一些待解决问题的引导者。例如，引导学生关注日常生活中，中央空调矩形管道内部难以清洗、污染严重的问题。鼓励学生设计一款机器人，使其具有清洗消毒的功能，并且能在冗长的空调管道中自由穿梭。其次，创客教师需要安排好小组的人员配置及资源的提供。就前面的例子来说，要求设计一款能在管道中自由穿梭的机器人，则小组的人员搭配应该有对机器人结构具有一定了解的学生、熟练使用传感器的学生，以及擅长编程的学生。再次，创客教师是学生学习过程的调控者。教师在创客项目开始时，为学生提供适当的任务支架，在学生能够自主实践时及时地撤除支架。龙源期刊网最后，创客教师还是实践质量的提升者，在学生的创客项目学习过程中起到质量监控的作用，随时掌握不同学习小组的进度与人员协作分工运转情况，在任务遇到困难的时候，提供适当的技术指导和心理状态的疏导，使学生始终处在一个积极的学习状态中。●结论创客教育应用于机器人教学非常适合，但要对这种教学模式进行广泛推广还存在一些难题。首先，对教师的素养要求更高了，课堂中他们需要解决各式各样不同学科的问题。同时，教师还要精心设计策略来引导学生发现生活中的问题或将其他课程中的难题带入机器人课堂，这些都增加了教学难度。其次，创客教育的开放程度非常大，因此需要学生拥有坚定的意志和专注的研究精神。相比传统的机器人教学，融入创客教育的机器人教学需要学生在课外也思考解决技术难题的方法，需要学生为每一节课付出更多的时间和精力。因此，要真正将创客教育融入机器人教学，还需要学校、教师、学生等多方面做出更多的努力和探索。参考文献：[1]王益，张剑平.美国机器人教育的特点及其启示[J].现代教育技术，2007（11）.[2]王益，张剑平.机器人教育：现状、问题与推进策略[J].中国电化教育，2006（12）：65-68.[3]傅骞，王辞晓.当创客遇上STEAM教育[J].现代教育技术，2014（10）.[4]王益，张剑平.在机器人教育中提升学生的科学素养[J].中国教育信息化，2007（9）：34-36.[5]王吉岱，李维赞，孙爱芹，等.教育机器人的研制与发展综述[J].现代制造技术与装备，2007（2）.