機器人項目式學習與發展學生未來素養的實踐

趙俊

摘要：科學技術是第一生產力，國家越來越重視科學課程以及科技活動，地方教育局及學校舉辦越來越多的科技競賽活動，以發展學生的未來素養。機器人項目式學習的目標是讓學生更多地了解日常生活中所涉及的科學知識，擴大小學生的科學視野，并且最終能夠運用科學知識參與創造和改造世界的科創之路。而小學生思維發展迅速，對知識更加渴求，也正是因為這個原因，在小學開展機器人科學實踐活動，利用項目式學習方式發揮學生的認識世界并且學會改造世界的能力，并且提升學生的未來素養，就顯得尤為重要。

關鍵詞：小學科學實踐;項目式學習;未來素養;科學技術

前言：

所謂未來素養，即對未來世界的科技創造與想象，是學生科學素養與未來世界科技創造構想的結合。其教育理念就是要求學生科學地認知世界、在數學和工程的輔助下用科學技術改造未來世界，解決人類社會化進程中的相關問題。近年來，隨著我國科學技術水平的不斷提升，“科教興國”已成為教育改革的方針，學生的未來素養培養越來越受到重視。因此，機器人、人工智能、虛擬現實技術等未來科技活動越來越受到重視，并在學生的科學意識和創造力培養和未來素養教育過程中發揮了不可超越的重要作用。因此就更需要小學教師引入先進的項目式學習理論，優化學生解決科學創造問題的過程，提高小學生的科學意識和科學素養，為我國的科學后備力量添磚加瓦。

一、小學生科學未來素養發展現狀

小學進行綜合科學實踐活動就是為了拓展學生的科學視野，積累科學知識，促進學生的未來素養發展，提高學生的創造力和動手能力。然而，在實際教學過程中，小學生的科學技術知識學習卻并沒有發揮出實際作用。造成這種現象的主要原因是教師受傳統教學方式的影響，只注重對科學知識的解釋，而忽視了學生科學未來思維的培養。另一方面，小學科學實踐課程沒有得到足夠的重視。目前，很多家長和教師更注重語數外等主課的教學，對這種科學拓展課程不夠重視。作為不納入考試科目的學科，科學創造實踐受重視程度更低。此外，機器人創造發明作為多元化、多方位的科學項目，實踐效果受教學環境和基礎設施影響較大。可見，目前小學科學技術及未來素養的教育狀況不容樂觀，小學科學實踐課程教師更應完善和豐富科學技術指導下的科學實踐課外活動，以促進學生的未來素養提升，促進學生的全面發展。

二、小學生培養未來素養并進行課外科技活動的重要性

科技化的科學創造實踐課外活動過程是一種科技創新的過程，主要是知識運動領域的創新和技術的創新，是一種促進兒童和青少年身心發展的，提高人的科學未來素養的教育工程。在國家頒布的教育方針中明確闡明，小學科學實踐課外活動是立足于科學技術水平的提升，向少兒及青少年普及科學知識、提升科學意識、促進科學創新的重要手段。針對當前的小學科學技術理解和認知情況，要實現小學生的科學未來素養的提高，就要求學校和教師在項目化學習理念的指導下，提供多方位、多渠道的科技教學活動和課外科技活動輔導，促進小學生的科學創造能力的提升，使學生掌握必要的科技知識，激發學生對科技的興趣，提高學生的科學實踐能力，引導學生樹立科學思想和科學態度，形成正確的科學世界觀，樹立起未來科學素養，成為我國未來的科學的后備軍_[1]。

三、機器人項目式學習與發展學生未來素養的策略

（一）提升學生的科學興趣

機器人項目式學習活動在發展學生未來素養目標的指導下，踐行提升科學技術的理念，是一門需要學生動手進行實踐的學科，而促進學生動手能力提升的首要要素就是擁有科學興趣。小學生的年齡決定了他們的一些學習習慣，注意力不集中，易分心，更要注重對學生的科學學習興趣的引導。因此，教師應在機器人創造實踐活動進行時，注意創造合理的科學教學情境，使學生的學習積極性和學習興趣得到提升。還要注意在進行科學情境指導科技創造活動開展時，進行專業的科技輔導，讓學生能夠在興趣中，正確有效地進行科學學習體驗。例如，在進行機器人科技創造活動之前，教師應提前準備道具，包括各種機器人創造材料、設備或多媒體教程，讓學生在具體機器人科學實踐活動中理解科學知識的原理內涵。通過科學實驗來驗證機器人原理知識，加深學生對科學的認知。只有學生親身探索，進行感知，引發興趣，才能對科學未來素養知識的內涵印象深刻。

（二）規劃機器人教學項目，指導學生進行團隊合作

小學生接觸機器人技術的時間較短，很多專業化的問題不能獨立地思考和解決，這就需要在項目化學習中通過互幫互助，小組合作的形式進行學習和科學實踐。小組合作是把學生分成不同的學習小組，它能培養學生的合作學習思維，提高其學習能力，使學生解決學習困難。因為機器人科學創造的各個階段都比較復雜，知識專業性強，增加了小學生的學習難度，影響了小學生對科技難點的認知。所以，為幫助小學生解決學習困難，培養小學生的科學知識應用專業化水平，教師可以在機器人科學創造教學中設立小組，通過團隊項目的引導，加深學生的科學認知和未來素養。而機器人科學小組具體來說，就是采用強弱搭配的分組規則，讓學習和理解能力強的學生帶動學習稍差的學生學習探索，不僅有利于學生的科學知識鞏固，還能讓學生開拓科學思維，鍛煉自學能力，發展動手創造能力，培養未來素養。一旦學生在科學創造過程中遇到困難，教師要及時進行引導，強化學生解決問題的能力。還要注意及時肯定學生的創造結果，不能打消學生的科學學習和創造積極性。

（三）實施教學項目，培養學生分析和解決問題的能力

在一段時間后的項目學習任務，學生會面臨大量的問題，如學生科學基礎較低，機器人編寫程序、控制端、聯機交互系統無法正確操作等情況。此時，教師要利用學生的問題產生情境，促進學生的求知欲生發，引導學生通過自身的學習和探索、小組合作團隊形式、網絡求解等方式，能夠最大程度解決問題。這樣不僅能讓學生的求知欲達到巔峰，還能夠鍛煉學生的自主解決問題和自主學習的能力。在增強了學生分析問題和解決問題能力的同時，還培養了學生的學習意志，有利于培養科學探知型人才，能夠提升學生的未來素養_[2]。

（四）師生之間要圍繞機器人項目式學習展開總結溝通

師生之間形成良好的溝通互動不僅能夠讓教師快速了解學生的科學技術掌握情況，及時調整科學教學計劃和科技活動指導方式，還能讓學生在良好輕松的科技活動氛圍中獲得科學知識，獲得情感和科技知識的雙重體驗。在師生互動總結中，教師要懂得發現學生科學創造性的閃光點，尊重學生的科學想法和觀點，及時評價和鼓勵學生，引導學生積極有效地開展科學實踐工作。在這些充滿想象力的科學創造過程中，學生的思維和科學意識會被調動起來，最終呈現出來的是想象力的迸發和科學意識的覺醒，學生對于科學創造的理解會更加深刻，有利于培養學生的未來科技認知和未來素養。

四、結語

小學時期正是學生思維發展和世界觀建構的關鍵時期，作為小學科學技術實踐課程教師，更應該結合項目式學習的指導理念，探索機器人科學活動的改進措施，轉變傳統教學觀念，培養學生的綜合能力，用發展的視野看待學生的科學創造，提高學生的科學素養和未來素養_[3]。

參考文獻：

[1]徐曼莉. 基于項目式學習的小學機器人教學實踐研究[J]. 電腦樂園， 2020.

[2]趙曉慧. 基于項目式學習的小學機器人課程設計研究. 陜西師范大學， 2018.

[3]沈佳浩. 從"雙足機器人"看項目化學習在STEM教育中的實踐思考[J]. 上海教育， 2019（22）：1.