基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)模式初探

沈聰

摘要：機(jī)器人教學(xué)在教學(xué)過程中存在著教學(xué)目標(biāo)不明確、教學(xué)模式單一、教學(xué)時間難以控制等難題，因此筆者將創(chuàng)客教育的理念融入到機(jī)器人教學(xué)中，讓學(xué)生主要通過自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題來獲取知識。這種教學(xué)模式能讓機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)明確化，通過學(xué)生的“好動”和“創(chuàng)造”欲望，減少教師授課的時間，增加學(xué)生自己動手制作的機(jī)會，讓他們在實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；創(chuàng)客教育；教學(xué)模式

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2017）07-0111-02

現(xiàn)今，雖然有很多學(xué)校都開展了機(jī)器人課程，但學(xué)校開設(shè)機(jī)器人課程的主要目的是參加競賽獲取獎項(xiàng)，并沒有過多地關(guān)注對學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。就浙江省湖州市目前情況來看，雖然在九年級信息技術(shù)教材上有“智能機(jī)器人”這一內(nèi)容，但由于內(nèi)容屬于選修，所以有的學(xué)校不開設(shè)機(jī)器人課程，僅用幾節(jié)課時間以PPT和視頻的形式向?qū)W生展示機(jī)器人，即使是開設(shè)機(jī)器人課程的學(xué)校，也大多是以興趣小組的形式開展。

因此，筆者根據(jù)自己對創(chuàng)客教育的理解和研究，提出了一套切實(shí)可行的機(jī)器人創(chuàng)客教學(xué)模式，希望能使學(xué)生在機(jī)器人課堂中真正獲得益處。

● 創(chuàng)客教育的理念

創(chuàng)客是一種動手操作、合作探究的學(xué)習(xí)方式。創(chuàng)客教育旨在為學(xué)生提供適宜的用于創(chuàng)造的環(huán)境、資源，以便他們能將學(xué)習(xí)過程融入到創(chuàng)作當(dāng)中，能在創(chuàng)作的過程中提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量，尤其是提升科學(xué)、實(shí)踐課程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科學(xué)習(xí)中的創(chuàng)造力與興趣。創(chuàng)客教育是一種將創(chuàng)客精神融入到學(xué)習(xí)中的教育方式。

● 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

關(guān)于機(jī)器人創(chuàng)客教育，國外已經(jīng)有了一定的研究和實(shí)踐。東京大學(xué)尖端科學(xué)研究中心特聘副教授高橋智隆開發(fā)了一套機(jī)器人課程，這個課程旨在讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)生活中的問題的能力，培養(yǎng)他們動手解決問題的能力。在這個課程中，學(xué)生要自己去思考，互相討論搭建什么樣的機(jī)器人、怎么搭建機(jī)器人，并且要結(jié)合物理、數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科的知識，完成機(jī)器人的搭建。

而在國內(nèi)，浙江省溫州中學(xué)的謝作如老師也進(jìn)行過研究和實(shí)踐。他曾經(jīng)負(fù)責(zé)溫州中學(xué)的機(jī)器人競賽指導(dǎo)，通過指導(dǎo)，能不斷地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識，讓更多的學(xué)生通過自己的雙手將頭腦中的想法變成現(xiàn)實(shí)。

● 基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)模式

傳統(tǒng)的機(jī)器人教學(xué)模式主要是教師講授知識，演示正確的做法，然后由學(xué)生模仿制作。課堂上主要是學(xué)生按照教師的要求對機(jī)器人進(jìn)行修改或者編程等，教師掌控課堂的節(jié)奏和教學(xué)的內(nèi)容。而在融入了創(chuàng)客教育的機(jī)器人教學(xué)中，學(xué)生可以在課前就決定自己想要解決的問題，或是自己想要創(chuàng)作的機(jī)器人。

在課程開始前，任課教師要明確自己在教學(xué)過程中的職責(zé)。基于創(chuàng)客教育的機(jī)器人教學(xué)涉及的知識面非常廣，除了傳統(tǒng)機(jī)器人課程中已有的機(jī)器人結(jié)構(gòu)、編程等知識以外，還涉及物理、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、化學(xué)等知識，因此它對教師的綜合素養(yǎng)要求非常高，教師必須在課程開設(shè)之前做好充足的準(zhǔn)備。

基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)模式的基本教學(xué)結(jié)構(gòu)，是將創(chuàng)客教育理念應(yīng)用于機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐中，利用新型的機(jī)器人教學(xué)法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，構(gòu)建出更加符合“以學(xué)生為中心”“創(chuàng)新教育”的機(jī)器人教學(xué)模式。筆者嘗試構(gòu)建了基于創(chuàng)客教育理念的機(jī)器人教學(xué)模型（如上圖）。

在這種教學(xué)模式下，教師的角色與任務(wù)也發(fā)生了變化。

首先，創(chuàng)客教師不再是學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)者，而是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會、生活中一些待解決問題的引導(dǎo)者。例如，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注日常生活中，中央空調(diào)矩形管道內(nèi)部難以清洗、污染嚴(yán)重的問題。鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)一款機(jī)器人，使其具有清洗消毒的功能，并且能在冗長的空調(diào)管道中自由穿梭。

其次，創(chuàng)客教師需要安排好小組的人員配置及資源的提供。就前面的例子來說，要求設(shè)計(jì)一款能在管道中自由穿梭的機(jī)器人，則小組的人員搭配應(yīng)該有對機(jī)器人結(jié)構(gòu)具有一定了解的學(xué)生、熟練使用傳感器的學(xué)生，以及擅長編程的學(xué)生。

再次，創(chuàng)客教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的調(diào)控者。教師在創(chuàng)客項(xiàng)目開始時，為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)支架，在學(xué)生能夠自主實(shí)踐時及時地撤除支架。

最后，創(chuàng)客教師還是實(shí)踐質(zhì)量的提升者，在學(xué)生的創(chuàng)客項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中起到質(zhì)量監(jiān)控的作用，隨時掌握不同學(xué)習(xí)小組的進(jìn)度與人員協(xié)作分工運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在任務(wù)遇到困難的時候，提供適當(dāng)?shù)募夹g(shù)指導(dǎo)和心理狀態(tài)的疏導(dǎo)，使學(xué)生始終處在一個積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)中。

● 結(jié)論

創(chuàng)客教育應(yīng)用于機(jī)器人教學(xué)非常適合，但要對這種教學(xué)模式進(jìn)行廣泛推廣還存在一些難題。首先，對教師的素養(yǎng)要求更高了，課堂中他們需要解決各式各樣不同學(xué)科的問題。同時，教師還要精心設(shè)計(jì)策略來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的問題或?qū)⑵渌n程中的難題帶入機(jī)器人課堂，這些都增加了教學(xué)難度。其次，創(chuàng)客教育的開放程度非常大，因此需要學(xué)生擁有堅(jiān)定的意志和專注的研究精神。相比傳統(tǒng)的機(jī)器人教學(xué)，融入創(chuàng)客教育的機(jī)器人教學(xué)需要學(xué)生在課外也思考解決技術(shù)難題的方法，需要學(xué)生為每一節(jié)課付出更多的時間和精力。因此，要真正將創(chuàng)客教育融入機(jī)器人教學(xué)，還需要學(xué)校、教師、學(xué)生等多方面做出更多的努力和探索。

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