利用VEX機器人有效開展小學創(chuàng)客教育探索

摘 要：如今，創(chuàng)客教育已成為教育界的熱門話題，“創(chuàng)客”指的是將創(chuàng)意變成現(xiàn)實的人，注重創(chuàng)意和實現(xiàn)。為了更好地迎接“創(chuàng)客”熱潮的到來，筆者積極思考如何利用VEX機器人在小學開展創(chuàng)客教育，培育出真正具有創(chuàng)新精神的學生。文章從空間建設、基礎培訓、創(chuàng)意制作、交流學習等四個方面總結了利用VEX機器人開展小學創(chuàng)客教育的成功經驗。

關鍵詞：VEX機器人;小學;創(chuàng)客教育;創(chuàng)新

國家的富強離不開“創(chuàng)新”發(fā)展。具有創(chuàng)新精神的創(chuàng)客教育如今成了熱門話題。創(chuàng)客教育在傳統(tǒng)的教學模式中融入創(chuàng)新的教學方式，注重學生的創(chuàng)意、實踐與分享，實現(xiàn)與傳統(tǒng)教育的完美結合。創(chuàng)客教育讓教育回歸本質，讓學生有了更多的創(chuàng)意與夢想，創(chuàng)造出更多的可能。筆者帶領學生參與鎮(zhèn)、區(qū)、省的VEX機器人比賽多年，并取得了一定的成績，對開展VEX機器人教學有一定的經驗，因此，筆者以VEX機器人為載體，搭建創(chuàng)客教育平臺，為小學開展一系列的創(chuàng)客教育作探索。通過分析現(xiàn)狀，結合我校實際，把創(chuàng)客教育分為空間建設、基礎培訓、創(chuàng)意制作、交流學習這幾個階段。

一、空間建設

（一）空間設計

由于學校的室場和經費有限，在原有的基礎上，筆者把學校的電腦室改造成創(chuàng)客空間，在兩邊各擺放操作臺，臺下配置儲物柜，并把整個電腦室重新分為交流區(qū)、創(chuàng)作區(qū)、展示區(qū)、分享區(qū)。

（二）硬件配置

由于我們主要以VEX機器人作為創(chuàng)客教育的載體，以及受到場地大小、經費等因素影響，我們的創(chuàng)客工作室并沒有像其他知名創(chuàng)客工作室那樣配備得很齊全，只配備了8套VEX機器人套裝，每個套裝主要含1個控制器、6只電機、4只光電傳感器、4只觸碰傳感器、一批組裝配件，學生編程可以直接使用電腦室原有的電腦。根據(jù)VEX機器人的特點——學生在創(chuàng)作過程中都是通過拼裝就能完成，很少用到其他工具，因此只配備8套簡單的工具箱，這樣大大節(jié)約了創(chuàng)客空間的建設成本。

（三）教材編寫

以VEX機器人為載體開展創(chuàng)客教育，沒有現(xiàn)成的相關配套教材，于是筆者自行編寫了相關教材，包括軟件知識、硬件知識、創(chuàng)作實例等。軟件教材涉及程序的編寫、調用、下載、調試等;硬件教材有VEX機器人的各種組件的認識、組裝技巧、機械原理、調用方法等。這些教材為后期更好的創(chuàng)作打下了堅實的基礎。

二、基礎培訓

學生要想利用VEX機器人來實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，就必須學習VEX機器人的軟件、硬件知識。

（一）硬件培訓

VEX機器人是由各種獨立的模塊組成的，主要包括：光電傳感器、聲音傳感器、觸碰傳感器，電機、車輪、控制器、遙控器等及由各種各樣的拼裝組件。有了這些組件，學生就可以充分發(fā)揮自己的想象，用自己的雙手巧妙拼裝與連接來實現(xiàn)自己的創(chuàng)意。根據(jù)小學生愛玩的年齡特征，在培訓過程中筆者盡量做到讓學生在玩中學，學中玩。從一些簡單的任務入手，通過小組合作搭建小車、貨車、升降機、傳送帶、機械手等，學生很快熟練地掌握了各種機械原理及組件的連接方法與技巧，進而做到熟能生巧。

（二）軟件培訓

高年級的學生學過LOGO語言及編程貓，對編程有一定的了解，因此學習VEX可視化編程軟件并沒有太大的困難。小學低年級的學生開始學的時候雖然有些吃力，但他們有愛鉆研的精神，這正是創(chuàng)客精神所需要的。在高年級學生的帶領下，低年級學生也很快掌握了程序編寫的方法與技巧。通過培訓，學生對各種傳感器、電機的調用方法有了全面的了解，學會了各種端口連接、模塊調用、程序上傳與調試等。

三、創(chuàng)意制作

創(chuàng)意制作是利用VEX機器人開展創(chuàng)客教育的核心。在創(chuàng)意制作中，學生根據(jù)自己的創(chuàng)意進行設計與制作，在制作過程中不斷探索并完善方案，最終實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，并進行分享與評價。在開展創(chuàng)意制作過程中，筆者采取了以下模式：創(chuàng)意—設計—論證—創(chuàng)作—分享—評價。整個過程以學生自主探索為主，培養(yǎng)學生的動手能力與創(chuàng)作能力，讓學生在創(chuàng)作過程中有切身感受，真實體會通過自己的努力把創(chuàng)意變成現(xiàn)實的成就感。

（一）創(chuàng)意

創(chuàng)意是作品的靈魂，沒有好的創(chuàng)意，就很難制作出一個出色的作品。筆者要求每一位創(chuàng)客成員用一周的時間想出一個有創(chuàng)意的主題，并集中討論。經過一周的思考，小創(chuàng)客們都有了自己的創(chuàng)意：如拾球機器人、智能路燈系統(tǒng)、立體車庫系統(tǒng)、下沉隧道報警器、自動關窗器、智能掃地機等。每位成員在交流區(qū)交流自己的創(chuàng)意主題，其他成員則對同伴的創(chuàng)意發(fā)表意見。

（二）方案

學生確定了自己的創(chuàng)意主題后，就要為自己的創(chuàng)意設計具體的方案，如功能、外形、機械結構、動力裝置、控制系統(tǒng)等。如在設計智能路燈系統(tǒng)時，設計包含的硬件部分有控制器、小車、LED路燈、太陽能電池板、紅外傳感器等;軟件部分包括編寫程序，以3盞路燈為一組，通過紅外傳感器檢測每條燈柱相對應的馬路上有無車輛通過，如果有，則打開該燈柱后的3盞路燈，每盞燈亮30秒后自動熄滅，從而達到節(jié)能的效果。一個好的設計方案能讓學生在制作過程中條理清晰、事半功倍。

（三）論證

設計方案完成后，方案到底可不可行、完不完善，需要進行論證。教師引發(fā)小創(chuàng)客們互相討論，并逐一分析每個成員的設計方案，包括設計所需的組件，如馬達、傳感器電池等我們的配件庫里有沒有？設計合不合理，完不完善？編寫的程序能不能實現(xiàn)這個功能？通過對各個設計方案的大討論，筆者發(fā)現(xiàn)很多學生的設計有問題，如有位學生設計自動關窗器，他一開始只考慮下雨的時候利用濕度傳感器來觸動馬達從而控制窗的開關，但沒有考慮到如果我們的配件庫里沒有這個傳感器，該怎么辦？當小組的其他成員提出這個問題后，他又馬上展開思考，修改方案。通過制作一個雨水收集器裝置，利用雨水的重力來觸動電機從而控制關窗。當雨過天晴，雨水收集裝置的水分就會慢慢蒸發(fā)，重力減小觸動電機開窗。

（四）創(chuàng)作

在創(chuàng)作過程中，學生在組件的拼接、程序的編寫等方面又遇到了不少問題，但通過自主探索、同伴幫助及教師的指導，這些問題都能很好地得到解決。如一位學生在制作立體車庫系統(tǒng)時，在組裝車庫升降裝置過程中，組件的拼接難度非常大;編程控制電機使每個車位精確地對應相應的位置也具有很大的挑戰(zhàn)。但小創(chuàng)客不氣餒，努力探索，不斷嘗試不同的拼接方法，反復調試程序，終于制作出了一個完美的立體車庫系統(tǒng)，他的臉上也露出了喜悅之色。

（五）分享

通過不斷的努力，小創(chuàng)客們各自制作的作品也問世了，如拾球機器人、立體車庫系統(tǒng)、下沉隧道報警器、自動關窗器等，這些作品在參加區(qū)、市的創(chuàng)意設計比賽中獲得了大獎。在分享過程中，其他班級的學生也被吸引到創(chuàng)客空間來觀賞作品，小創(chuàng)客們也很樂意為同學們分享自己的作品及在制作過程遇到的困難、如何解決困難等創(chuàng)作體會，讓他們也感受一番作為一名小創(chuàng)客的魅力。

（六）評價

評價是開展創(chuàng)客教育的重要環(huán)節(jié)。評價包括自我評價、同學評價、教師評價。對每個作品的創(chuàng)意、實用性、創(chuàng)新性、科學性等方面作出量性評價，有利于讓小創(chuàng)客們對自己的作品有更充分的認識。在互評過程中，教師要引導學生對作品進行中肯的評價，在教師評價過程中要對學生的合作精神、鉆研精神與創(chuàng)新精神等給予充分的肯定。并設置了最具創(chuàng)意獎、最佳設計獎、最具推廣獎、創(chuàng)新獎等獎項。教師、同伴的評價和激勵不僅使小創(chuàng)客們在學習的整個過程中始終感受著動手創(chuàng)作的快樂，而且將成為小創(chuàng)客們日后學習源源不斷的動力，創(chuàng)造出更多無限的可能。

四、交流學習

開展創(chuàng)客教育，是為了拓展學生的思維，加強學生的在線學習、實地參觀和經驗交流也是一個拓展思維的重要的過程。因此，在平時的教學中，除了要求學生加強交流學習外，還要求學生經常到一些比較有名的創(chuàng)客空間，如眾創(chuàng)空間、柴火創(chuàng)客空間等網站學習。并組織學生到一些兄弟學校的創(chuàng)客空間實地參觀學習，讓學生開闊眼界，為個人的創(chuàng)意插上想象的翅膀，讓學生的創(chuàng)客之路走得更高、更遠。

以VEX機器人開展小學創(chuàng)客教育，能使小創(chuàng)客們充分挖掘自己的創(chuàng)意，在設計、論證、創(chuàng)作、交流與分享過程中不斷學習、成長。學生的動手能力、分析問題能力、解決問題能力及創(chuàng)新思維能力得到了全面培養(yǎng)，學生愛科學、學科學、用科學的熱情也得到了激發(fā)。相信不久的將來，創(chuàng)客教育將全面走進小學課堂，我校的創(chuàng)客教育也將會更上一層樓，為創(chuàng)客教育鋪設創(chuàng)新之路。