創(chuàng)客活動：為小學(xué)機(jī)器人教學(xué)注入活力

洪立平

“創(chuàng)客”源于英文“maker”，是指將創(chuàng)新性設(shè)計(jì)付諸于實(shí)踐的人。創(chuàng)客運(yùn)動正在推動我國社會的發(fā)展與進(jìn)步，強(qiáng)力沖擊中小學(xué)校園。小學(xué)機(jī)器人教學(xué)是以智能機(jī)器人教育為載體，開發(fā)、應(yīng)用機(jī)器人的教育價(jià)值，在知識的融合、精神的建構(gòu)中實(shí)現(xiàn)學(xué)生、教師、學(xué)校的共同發(fā)展，促進(jìn)小學(xué)教育的跨越式發(fā)展。本文擬就將創(chuàng)客教育引入小學(xué)機(jī)器人教學(xué)進(jìn)行探索，從而提高小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的有效性。

一、創(chuàng)設(shè)機(jī)器人創(chuàng)客空間

我們把校園機(jī)器人創(chuàng)客空間作為普及機(jī)器人教學(xué)的主要陣地，把它建設(shè)成為開放式機(jī)器人創(chuàng)客室，用于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自我管理、把很多不靠譜的創(chuàng)意想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，創(chuàng)造出來，分享新鮮富有創(chuàng)意的技術(shù)知識和理念，普及創(chuàng)客思想的新型實(shí)驗(yàn)室。校園機(jī)器人創(chuàng)客空間包含有六個功能區(qū)：展示區(qū)、生成區(qū)、設(shè)計(jì)區(qū)、討論區(qū)、材料區(qū)、閱讀區(qū)： 展示區(qū)，用于展示學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)客作品;生成區(qū)，是校園機(jī)器人創(chuàng)客空間的核心功能區(qū)，學(xué)生就是在這里將想法變成現(xiàn)實(shí)。這里有品種眾多、先進(jìn)高技術(shù)的設(shè)備，同時還考慮學(xué)生的設(shè)備操作能力和安全需求，很多設(shè)備為特殊設(shè)計(jì)的桌面級裝備;設(shè)計(jì)區(qū)，活動區(qū)有兩個功能，用于集中學(xué)習(xí)、上課和用于舉辦小型活動，如班級比賽;討論區(qū)，討論區(qū)主要用于小組討論，或老師對小組學(xué)習(xí)進(jìn)行小范圍指導(dǎo)，需要這樣一個相對封閉的區(qū)域;材料區(qū)，材料區(qū)主要功能是保管耗材和少量精密易損的儀器設(shè)備，有一定的保管箱柜和制度，一般由專人負(fù)責(zé)，也可以是半開放方式;閱讀區(qū)，主要供師生們查閱資料，配書柜、書桌、座椅以及大量相關(guān)的書籍。

二、開發(fā)小學(xué)機(jī)器人課程

小學(xué)機(jī)器人教學(xué)活動的廣泛開展需要以課程為支撐，我們把小學(xué)機(jī)器人課程的開發(fā)與實(shí)施作為推進(jìn)機(jī)器人教學(xué)的重要抓手。

機(jī)器人教學(xué)要突破課外活動、主題夏令營、社團(tuán)活動等形式，向課堂教育發(fā)展，需要包括教材建設(shè)、教法研討等方面，極探索機(jī)器人教學(xué)價(jià)值，從最初的以競賽為中心轉(zhuǎn)移到拓展性課程開發(fā)，將機(jī)器人教學(xué)納入到學(xué)校課程中，并開發(fā)了系列教材《我愛機(jī)器人》，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人課堂教學(xué)化的目的，從而推動機(jī)器人學(xué)校、機(jī)器人社團(tuán)、機(jī)器人集訓(xùn)隊(duì)的發(fā)展。通過課堂教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)了具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的學(xué)生，并為他們的終身發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

加強(qiáng)機(jī)器人課程的開發(fā)，因材施教，使小學(xué)機(jī)器人教學(xué)教學(xué)成為學(xué)生能力、素質(zhì)培養(yǎng)的智能平臺。在小學(xué)中、低階段，學(xué)生注意新鮮、感興趣的事物，對周圍世界有強(qiáng)烈的好奇心和探索欲望，喜歡操作具體形象的物體。此階段課程開發(fā)重點(diǎn)在于使學(xué)生了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)和工作方式。教學(xué)內(nèi)容為：搜集機(jī)器人圖片、展示機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)習(xí)為一種智能機(jī)器人下載程序的方法。用現(xiàn)成的程序開展智能機(jī)器人的游戲和比賽項(xiàng)目。到了在高年級階段，學(xué)生的抽象邏輯思維占主導(dǎo)地位，但有時思維中的具體形象成分還起作用。此階段課程開發(fā)的重點(diǎn)在于使學(xué)生通過學(xué)習(xí)為機(jī)器人編寫程序，進(jìn)一步理解程序是機(jī)器人的靈魂，了解機(jī)器人是怎樣在人的指揮下工作的。教學(xué)內(nèi)容為：學(xué)習(xí)為智能機(jī)器人編寫程序，用自己編寫的程序完成實(shí)驗(yàn)和比賽項(xiàng)目。

三、構(gòu)建“金字塔”教學(xué)體系

通過多年的教學(xué)實(shí)踐，我們構(gòu)建了“塔基”、“塔中”、“塔尖”三級金字塔式的教學(xué)體系。

1.做實(shí)“塔基”，滿足學(xué)生機(jī)器人教學(xué)熏陶的需求。首先在基礎(chǔ)性課程中強(qiáng)調(diào)全面滲透機(jī)器人教學(xué)，為學(xué)生提升機(jī)器人水平打下知識基礎(chǔ);其次確保全體學(xué)生積極投入機(jī)器人拓展性課程的學(xué)習(xí)，學(xué)校開發(fā)了供學(xué)生選用的各類機(jī)器人教材;第三，廣泛組織學(xué)生參加學(xué)校機(jī)器人節(jié)的活動和比賽，擴(kuò)大學(xué)生的參與面，大力開發(fā)利用校外各類機(jī)器人教育資源。

2.做活“塔中”，滿足學(xué)生機(jī)器人興趣技能的需求。所謂“塔中”就是對機(jī)器人有興趣和特長的學(xué)生，做活“塔中”，就是讓學(xué)生在活動中加深對機(jī)器人的理解和感悟，既滿足學(xué)生興趣增長的需求，也增長學(xué)生的技能。我們成立了機(jī)器人學(xué)校，吸引對機(jī)器人有興趣的學(xué)生進(jìn)入系統(tǒng)訓(xùn)練的階段，并且組織各項(xiàng)比賽，讓學(xué)生有了展示自我的機(jī)會。學(xué)校還增加學(xué)生與外校交流觀摩的機(jī)會，激發(fā)孩子的興趣，對成績優(yōu)異的學(xué)生進(jìn)行宣傳展示。

3.做精“塔尖”。“塔尖”主要是指機(jī)器人方面特長突出的學(xué)生。做精“塔尖”，就是對這部分學(xué)生進(jìn)行精細(xì)化、針對性的輔導(dǎo)，為他們實(shí)現(xiàn)機(jī)器人項(xiàng)目上的突破，提供有利的條件和最大的幫助。學(xué)校組建機(jī)器人社團(tuán)，為優(yōu)異學(xué)生提供深化和交流的機(jī)會，并且組建機(jī)器人集訓(xùn)隊(duì)，參加高級別的各項(xiàng)比賽。在全國機(jī)器人比賽中，選手均獲得了“九宮建設(shè)”項(xiàng)目的一等獎。為了促進(jìn)機(jī)器人教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，學(xué)校將教學(xué)與競賽相結(jié)合，構(gòu)建一個體現(xiàn)學(xué)生能力和水平的學(xué)校普及型比賽體系：廣泛地開展校際、社區(qū)、地區(qū)之間的比賽;組隊(duì)參加更多體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)客能力的、有教育意義的省及全國的比賽項(xiàng)目，通過不同形式的競賽促進(jìn)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

我們的機(jī)器人之路還是剛剛起步，需要進(jìn)一步實(shí)踐與研究的領(lǐng)域還很多，在今后的時間里將繼續(xù)在機(jī)器人教學(xué)、項(xiàng)目式課程建設(shè)、學(xué)校創(chuàng)客品牌打造等方面深入研究，實(shí)現(xiàn)小學(xué)機(jī)器人教育升級換代。