課程是一種機會

2009年6月，南京市瑯琊路小學依托機器人項目自主申報并成功入選首批南京市“星光計劃”學校。隨后幾年，在南京市教研室的牽頭引領下，學校機器人項目的開展日益成熟，并取得諸多成績，這為學校科技活動的多樣化夯實了基礎，成為“PowerTech機械獸”科創課程誕生的有利契機。

“PowerTech創意仿生機器人”（又稱PowerTech機械獸）是臺灣中華創意發展協會于2003年自主研發的科創項目，它是以木片、木棒、齒輪、馬達等簡單的原初材料，在學生自主創意設計、自己動手制作的基礎上開展的科技競技活動。作品模仿生物爬行、跳躍等運動方式，在競速、拔河、負重及造型創意等方面比較制作水平，全部制作過程由學生獨立完成。這項活動有助于培養未來科技人才的規劃力、想象力、分析力等思考能力，發展青少年的加工制作的實作能力，強調共同合作、團隊意識。該項目在全臺灣中小學推廣，每年舉辦一次競賽活動，在青少年中有著很高的人氣。2010年，南京市教研室與南京市科協聯手，率先將“PowerTech機械獸”項目引入大陸，并開啟基于此項目的兩岸青少年科創活動交流，幾年下來成果斐然。瑯琊路小學作為首批參與此項目的小學，在活動開展、競賽組織和教學研究等方面均走在前列。

隨著活動的深入開展，我們發現學生們特別喜歡這一科創項目，自主參與、全情投入、分享快樂，這一種學習狀態讓我們聯想到瑯小的校本教育主張——“快樂做主人”。“快樂做主人”有兩個要義，一是做主人，二是快樂，也就是說，在瑯小開展的全部課程與教學活動，都要以上述兩個要義作為尺度來審視。這么看來，PowerTech科創活動先天就具有“快樂做主人”的“基因”，但是，若僅僅把“PowerTech機械獸”作為科創活動，似乎又沒有把文章做足，我們需要對這一項目進行本土化的課程加工。2012年，恰逢南京市中小學科技創新學院推動“星光計劃”科創活動項目的課程化建設，以此為契機，我們總結前期活動經驗成果，研發了《PowerTech機械獸創意工坊》校本課程，作為我校“小主人課程”框架中“小主人工程院”的一門課程，又作為南京市“星光計劃”地方課程的重要組成部分。

從科創活動到科創課程，我們看重的是“PowerTech機械獸”活動給學生提供的多元學習機會。當下，學生學習生活中還存在一些不足，如說得多做得少，接受的多感受的少，受督促多自發行為少等，而這門課程正好可以在這些方面給孩子創造學習和突破的機會，從而幫助學生實現多元發展。具體說來，這門課程給學生創造了哪些機會呢？

一、一種工程實踐的機會

美國STEM教育理念的提出，引起了人們對科學、技術、工程和數學教育的關注，重視培養學生的科技理工素養，不僅在高等院校，而且也被越來越多的中小學所接受。但由于受到學校教育教學模式的束縛，在小學里還是主要以語、數、外等學科的教學為主，學生在技術、工程方面得到的教育十分有限。

怎樣在學校教育中融入STEM的理念，很多學校可能會想盡辦法將它與學校的已有學科教學進行整合，從已有的學科教學內容中挑出可以加入STEM理念的部分，然后從教學設計上凸顯這種理念。但是由于受到教學內容的限制，這將是一個間斷式的過程。這種在不破壞原有課程模式上的變革，對學生科技理工素養的培養能起到一定的效果，但必然是有限的。

“PowerTech機械獸”課程的建設，很好地幫助我們解決了這樣的問題。在“PowerTech機械獸”課程中，第一步先給學生一個仿生機器人的制作圖紙，然后讓孩子根據圖紙去加工制作出仿生機器人，接下來對它的運動狀況進行分析，找出存在的問題，下一步是自己根據分析重新設計規劃一個新的設計圖紙，再來制作完成、調試、分析、設計、制作……這是一個周而復始的過程，也正是STEM教育中所倡導的工程教育模式，而且學生在整個課程中會涉及到關于科學、技術、數學方面的內容，學生必須有機整合這四方面內容，才能制作出滿意的仿生機器人。這就給了學生一個很好的STEM教育的機會，為培養學生的科技理工素養提供了一條切實有效的路徑。

二、一種建構知識的機會

對于小學生來說，他們建構起來的知識可能更多的是隱性的、難以表述出來的知識，更像是一種感覺。在仿生機器人的機體結構中，包含了很多物理方面的原理，如輪軸、傳動、摩擦力、振動頻率等等，也涉及部分材料學、結構學方面知識，而這些知識對小學生來說是陌生的。就算是專門的教授想讓他們完全掌握這些理論知識也存在一定難度，但要想做好一只運動狀態良好的仿生機器人，又會不可避免的涉及到它們，如何處理這樣的矛盾，既不對學生強行灌輸，又可以讓學生在他們能力范圍內對這些知識有一定的認知，這里面存在一定的困難。

在“PowerTech機械獸”課程中，我們的方式是給學生足夠的支持，讓學生盡可能地去嘗試。比如學生制作完成仿生機器人后，發現它向前運動速度很慢，怎樣才能讓他變快呢？學生會提出各種各樣的猜想，如在腳下加一塊大的腳底板，或在下面加一些砂紙，還有學生認為可能是前后腿的長度過長或過短，或是猜測電池盒的位置是不是前后調整一下會好一點……這些猜想大部分是天馬行空不能實際解決問題的，但是老師不去直接干預學生的想法，而是盡可能就孩子們的猜想為他們提供需要的材料，讓他們自己動手，不斷嘗試，最后他們總會發現自己的某個猜想是有效的。雖然這些方法背后的原理他們不清楚，但是這些方法會長時間地儲存在他們的腦海中，慢慢演變成他們的一種感覺，經過長時間的積累，當下次再遇到各種問題的時候，會發現他們提出的解決策略有效性會越來越高，這就是他們在此課程中建構的自己的知識。

這些難以表述的知識的掌握對學生這門課程的學習以及今后相關理論知識的學習都會起到促進作用。在“PowerTech機械獸”課程學習中，每當學生因為自己建構的知識解決自己遇到的問題時，那種興奮的心情會激發孩子的信心、熱情，使他們對這門課程更感興趣。同時這些建構的知識也會在他們今后的學習中成為他們科學掌握理論知識的墊腳石，當他們在后續的學習中學到相關的理論知識時，他們就會自動地把這些理論知識和他們在“PowerTech機械獸”課程中所建構的知識相結合，那種恍然大悟的感受，會再次激發他們學習的熱情。

三、一種調用工具的機會

在孩子們的生活中，玩具壞了，扣子掉了，家具松動，燈泡壞了等等問題出現后，他們會好奇，會想去研究一下，但是由于他們所能得到的支持太少，所以大部分都是停留在一個念頭上，很少會有后續動作。他們所缺少的一個重要的支持就是對各種工具的認知以及工具的使用技能。因為在他們的生活中很少會接觸螺絲刀、鋸子、錘子、手搖鉆等常用工具。不是因為這些工具的使用難度太大不適合小學生，而是因為我們的教育中缺少了讓孩子們在這方面學習的機會。

在“Powertech機械獸”課程中，因為涉及到對初始材料的加工，因此，必不可少的會使用到各種工具，而課程對工具的要求只有一點——非電動工具，這也變相地迫使孩子們去了解、搜尋好用又順手的工具。同時受到加工工序的影響，工具的涉及面也非常之廣，鋸子、錘子、手搖鉆、十字起、一字起、刀子、剪刀、尺子、方口鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、砂紙等都是不可或缺的，每種工具在課程中都有它獨特的用處。這樣的一個課程，基本上將人們生活中常用的工具都涵蓋在內，在課程的學習中，豐富了學生對工具的認知。

在對學生工具使用技能的培養方面，“Powertech機械獸”課程為他們創建了一個大情境——努力作出一只運動狀態最佳的仿生機器人。在這樣的情境中，工具的使用變成了一種輔助的手段，這樣就避免了刻板的為了學習使用工具而學習使用工具的乏味狀態，讓學生自己在制作的過程中感受各種工具的使用方法和技巧。在不斷的嘗試摸索中，在大量的失敗教訓中，偶然的一次成功體驗，將成為他們領會工具使用技能的契機。這也會給他們帶來發自內心的喜悅，留下深刻的印象。這完全是他們自己建構的東西，是真正屬于他們的，這樣的學習才是真正從兒童出發的學習。

四、一種深度合作的機會

合作不僅是一種方法，更是一種我們希望孩子們養成的素養。但在平時的教育教學中，我們更多的是對孩子進行說教，告訴他們需要學會分享，學會傾聽，學會跟其他人進行交流、溝通，學會適當妥協，學會正確地處理合作中出現的問題。但是這樣的說教可能一時對孩子們是有效的，但是當他們再次經歷需要合作的時候，又會出現同樣的問題。甚至還有可能孩子們聽到這樣的話就會產生反感的情緒。

在一些學科課程當中，人們已經認識到這樣的問題，所以在努力為孩子提供合作的機會，讓孩子在合作過程中掌握有效合作的方法。比如科學課當中，教師會帶著孩子做一些復雜的實驗，實驗任務是一個人很難完成的，因此給孩子們分配幾項任務，讓小組內的孩子進行選擇，然后開始合作實驗。這樣的合作學習起到了一定的效果，但這是基于老師輔助下的合作，還是不能切實地讓學生感受到合作的重要性，因此不能從心里萌發合作的欲望。

而在“Powertech機械獸”課程當中，通過初始幾節課，會讓每個孩子都掌握仿生機器人的基本制作方法。接下來會給孩子們提高難度，讓幾個孩子一起，在盡量短的時間內完成一只仿生機器人，完成后會在小組間開展仿生機器人競賽。在這樣的條件限制下，他們會自發地聚到一起，分析仿生機器人的創作分為幾個大部分，每一部分的制作難度怎么樣，需要幾個人來完成，自己最擅長或希望做的是哪些部分。細致的分工后開始操作，在操作的過程中，小組成員間也會相互觀察，了解彼此的制作進度、質量，當發現別人存在問題時會及時指出，當自己遇到困難時，會主動向周圍人請教、求助。比如用鋸子鋸木板，因為孩子年齡小，一個人很難完成，這時候他們就必須要尋求同伴的幫助，通過友好的協商，得到同伴熱情的回應，這就是他們合作過程中的小獎賞。最終如果小組間競賽取得好成績，他們會聚到一起歡呼、擊掌慶賀，這是合作帶給他們的大獎賞。在這些過程中，他們感受著合作帶來的愉快體驗，喜歡上與人合作。

五、一種競技體驗的機會

任何一門課程的開設必然會伴隨一套相應的評價模式。在小學開設的大部分課程里主要的評價模式是考試，當前很多學校也在就這樣單一的評價方式進行著改革，但無論怎么改最終還是很難完全脫離考試這種方式。考試是一種拔尖式的選拔方式，這就導致絕大部分學生在面對考試時，會以一種負面的狀態來應對它，這樣的體驗對孩子的成長是不利的。

而在“PowerTech機械獸”課程中，最后的評價方式是以競技比賽的形式展開的。仿生機器人可以進行競速、拔河、翻滾、繞圈等各式各樣的競賽，競賽的成績可以直觀地反映出學生對課程內容的掌握的程度。每次當學生制作完成一只仿生機器人，都會迫不及待地想要開展一場競賽，想通過競賽來證明自己的水平。競賽也可以幫助他們及時發現自己不足的地方，糾正他們在課程學習中做得不到位的地方，為下一次競賽做好準備。而這一系列的行為都源自學生內心的需求，這樣的評價模式對學生來說是他們喜歡的，對課程的開展也起到了積極的作用。

同時，競技模式也是一種伴隨每一個人一生的一種生存模式。參加各種比賽、職場中的競爭等其實都是競技模式的一種展現，所以在小學里適當引入這種以競技模式為評價的課程，給學生更多競技體驗的機會，幫他們樹立正確對待競技比賽的心態，對學生一生來說都是有利的。

六、一種正視受傷的機會

平時在家里，學生受到家長細心的照料，很少有受傷的機會，而且通常家長在告誡孩子哪些事情是危險、不能做的時候，會用可能產生的最嚴重的后果來警告他們，于是孩子意識里對受傷產生極大的恐懼，好像一點點的小傷就會對生命造成嚴重威脅，形成巨大的心理壓力。

而學生在參加“PowerTech機械獸”課程的過程中，因為會用到各種工具，即使老師強調安全問題，但學生還是會時有受傷，甚至絕大部分學生在制作的過程中會多次受傷，刀子劃傷、起子戳傷、膠槍燙傷等等。雖然都是小傷，但可以發現凡是學生第一次受到某種傷害時，他們都會十分緊張急匆匆地跑來找老師，很多膽子比較小的學生眼眶中早已噙滿淚水。在老師幫助他們處理完傷口后，他們的注意力依舊會長久地關注自己的傷口，做什么事情都會提心吊膽，個別外向一點的學生會把心里的想法直接表達出來，圍著老師問關于傷口的各種問題。

等到第二次再受到相同的傷，這時就能明顯地看到學生的變化，他們的緊張程度明顯降低，有的甚至自己主動去處理傷口，處理完傷口之后他們可以將大部分注意力放在仿生機器人的制作上面，對傷口的關注程度降低。

受傷的機會對學生來說是一次學習的機會。通過受傷，他們可以切身體會到受傷帶來的疼痛和不便，在以后的操作過程中可能就會格外地注意安全，避免再次受傷。同時，受傷后處理傷口的過程也是學生學習的過程，他們經歷過就會了解各種不同傷害的處理方法，這對孩子來說是很重要的一項技能。經歷過受傷，也會幫助學生對它形成客觀的認識，降低他們對受傷后未知結果的恐懼，減輕他們的心理壓力。

一項計劃引進了一門課程，一門課程為學生提供了多元的學習機會，而多元的學習機會又給學生帶來了更多的發展空間。在南京市星光計劃的引領下，在“PowerTech機械獸”課程的推進與實施中，瑯小的孩子們科學素養得到培養，手腦并用的能力得到提升，在快樂中發展，真正成為快樂的小主人。

（亓興華，南京市瑯琊路小學，210024）

責任編輯：顏瑩