李建生
广州市从化区流溪小学
摘要：随着全球科技的发展，以及我国对科技发展战略的重视，创客教育在儿童教育中扮演着越来越重要的角色。无论是从基层的学校教育层面还是国家的政策层面，都能看出对创客教育的重视。笔者作为一名小学信息技术教师，通过将Scratch和机器人教育相结合来实践创客教育，同时加入PBL教学法，给学生植入现实的问题场景，让学生自主的找到理论解决方案，同时通过机器人搭建和组建，以及Scratch编程，实现该解决方案。充分锻炼学生的解决问题能力、创造力以及对掌控未来科技的自信心。
关键词：scratch 机器人 创客教育
一、引言
"互联网+"、 "人工智能"、"大数据"和"机器人" 等现代技术都需要先进教育的加持。时至今日，我国的创客教育已经历了六年的发展。2013年,由景山学校教师提出创客教育相关概念，是我国中小学创客的重要发起者，被人们称为中小学教育中创客教育布道者。此种教育变革以自上而下的方式进行，因此，政府以及相关政策为其提供支持[1]。
2017年，在国务院出台的《新一代人工智能发展规划》中，明确指出当前世界各国已经开始在人工智能层面开展了激烈竞争，在我国中小学教育中，应该逐步设置、渗透人工智能课程，积极推进计算机编程教育[1]。2018年，在教育部出台的《教育信息》中，明确要求要完善课 程方案和课程标准，使中小学人工智能和编程课程 内容能充分适应信息时代、智能时代发展需要[2]。
作为小学信息技术老师，通过在小学进行创客课程的实践，将Scratch儿童编程和机器人搭建进行融合，将对其中的教学方法进行探讨。
二、概念综述
当前，学术界并未对创客教育的概念、界定等进行明确规定，不同的专家、学者，对创客教育的解释也存在较大的差异，以其本质层面进行分析，各个学者均是各抒己见，没有形成统一的观点。其中，祝智庭等人对创客教育是这样理解的，认为其应该以广义与狭义的角度加以理解，在狭义方面，创客教育是将培养学生，尤其青少年学生的创客素养作为主要导向的教育形式（Make literacy － Aimed Education）[3]。而王旭卿是这样理解的，其认为创客教育将数字技作为教育内容与教育手段，是教育与数字技术在融合国策的过程中形成的新型教育模式[4]。另外，钟柏昌是这样理解的，其认为创客教育属于培养青少年学生创客的一种工程教育，是以创客空间为基础，通过造物的手段对学生实践能力进行培育的教育类型[5]。同时，谢如是这样理解的，只有对造进行强调，才能够使创客的动手实践、平民化以及社会化等特点得到充分展现[6]。创属于精英化，造属于大众化，创客教育需要对创造加以关注，只有这样能够实现大众教育的发展目标[7]。对于创客教育建设，在不同国家有不同的课程载体和授课方式。笔者通过一系列研究，希望通过将Scratch儿童编程软件和机器人教育课程相结合，打造适合中国小学教育的创客课程体系。
机器人教育是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。机器人教育的目的是优化教育效果、优化师生劳动方式，优化教育效果是指在教与学的过程中以最少的教育投入获得较大的教与学结果，教与学结果指的是学习者的知识获得、知识结构建构、技能形成、情感态度培养、人生观与价值观培养；三是普及机器人教育，从理论上丰富了人类教育的理论基础，使得新理念下的教育普及逐渐成为可能，而且机器人教育可以培养学习者的创新意识、创新能 力、工程素养和动手能力等[10]。
机器人课程是创客教育的其中一种表现形式，因具有生动有趣，科技感强等特点，特别受学生和家长的欢迎，也是国家大力推动人工智能的一种实现路径。
创客教育提倡的教学理念是"做中学"， "做 中学"就是指学习者在课堂的中进行实际的操作与操练习得相应知识，在真实的体验中学习，并能将学习到的知识运用到实际的日常生活中，以快速有效地解决日常生活遇到的现实问题，而且 创客教育也体现了"做中玩"的教学思想，创造与丰富的想象力是每个孩子所具有的最基本的能力，而创客教育体现了学习中的乐趣，能够很好地展现与再开发孩子的天性。 如何培养学习者的创新意识和实践能力成为 学校及全社会关注的焦点。在学校课程中加强机器人学科教育，不仅使机器人知识得到了普及， 而且也有利于提高全社会对机器人教育作用的认识，以促进机器人在社会各领域的应用。机器人教学过程是一个逐步深入的学习过程，当学生完成一个个机器人作品，新的学习目标会不断地激发学生的求知欲，同时也会极大地激发学习者的学习创新和实践的兴趣[10]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
Scratch是由麻省理工学院创造的，主要根据儿童特点所设计的编写环境与编写语言，主要是为了使儿童能够在体验中了解计算机编程，使自己的想法得到充分表达。将Scratch作为载体的程序课程，在教育领域中已经成为热门话题。其借助拖曳和组合代码积木块等形式，将传统变成替换，使代码编写难度得到有效降低，能够使儿童在多媒体创作中感受到乐趣。相关研究结果显示，Scratch能够被8岁儿童完全掌握。同时，Scratch还有一个优点，就是对卡通素材进行课有机融合，儿童可以以此为基础创作动画与音乐等[9]。最近出现了新的教育模式，通过Scratch和机器人的融合，达到实现小学创客课程的最佳效果。
二、Scratch和机器人融合的创客课程特点
一般的Scratch课程是通过儿童编程实现电脑界面的内容，如创建一个电脑小游戏，或者做出一副绘画作品，都是通过电脑界面进行呈现。但是将儿童编程和机器人教育相结合，能让学生直观的感受编程带给我们生活的实质性变化，从视觉、触觉、听觉等多方面感受编程的力量。同时，将儿童编程和机器人课程相结合，更能体现"人工智能"的真正内涵。
例如，某节课堂的主题内容是制作一部电风扇。同学们先通过机器人的基本材料搭建和组建成一部风扇，然后通过与电机的结合成为了一部可以转动的风扇。然后，学生需要通过Scratch编好程序，让风扇的转动实现多种情况。如可设置风扇开启电源后，10秒后才开始转动。这一操作的现实意义在于可避免小朋友开风扇被刮伤手的问题。这样可以开启同学们对于现实生活场景的思索和解决方案的设定。例如，可以通过编程设置风扇两分钟后关闭。这一操作的现实意义在于省电，模拟平时家里风扇的定时功能。
三、PBL教学法在创客课程中的应用
PBL是一套设计学习情境的完整方法(Problem-Based Learning，也称作问题式学习)，最早起源于20世纪50年代的医学教育。在笔者通过以上创客课程的教学实践中，尝试通过PBL教学法引导学生进行学习，得到了更加优质的教学效果，得到了同学们的一致肯定。通过课前提出问题，引导学生得到各种解决方案，并通过机器人的组建和Scratch的编程，实现该解决方案。老师从一个讲授者，转变为问题提出者、引导者和共同解决问题的伙伴等角色。例如，沿用上面的风扇案例，老师先会提出问题："今天天气很热，怎么办？"同学们会提出多种解决方案，例如扇扇子，脱衣服，吹风扇，开空调等。然后老师会就其中风扇的解决方案进行讨论，例如为什么风扇可以让我们感觉凉快，风扇由哪些部分构成等。通过提问的方式让学生对生活场景进行分析，通过生活常识、物理知识和编程操作等解决生活中实际存在的问题。也提高了学生课堂表达的自信心和逻辑性。
创客教育与机器人教育以及Scratch编程的结合既为教育教学改革提供了新的可能，又提出了巨大的挑战。创客教育与机器人教育推广需要解决实际的问题， 首先要解决资金问题，创建有利于开展创客教育与机器人教育活动的教学环境，对于任课老师，需要不断自我提升，了解行业趋势的同时，不断钻研创客课程内容和教学方式。为了中华的崛起和繁荣，创客教育势在必行。
参考文献：
[1] 王佳玉，钟柏昌. 中小学创客教育研究综述[J]. 现代远距离教育，2018(2): 20-26.
[2] 教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].http:// www.moe.edu.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188. html,2017-04-18.）
[3]祝智庭，雒亮．从创客运动到创客教育: 培植众创文 化［J］． 电化教育研究，2015( 7) : 5 -13．
[4]王旭卿．面向 STEM 教育的创客教育模式研究［J］．中国电化教育，2015( 8) : 36－41．
[5]钟柏昌．谈创客教育的背景，本质，形式与支持系统［J］．现代教育技术，2016( 6) : 13－19．
[6]谢作如．创客教育为什么要强调"造"［J］．中小学 信息技术教育，2015( 6) : 70．
[7]谢作如．创客教育的 DNA［J］．人民教育，2016 ( 10) : 28－31．
[8]金政, 王首丹, 金石梅. 中韩 Scratch 教学研究现状比较[J]. 中国教育技术装备. 10.3969/j.issn.1671-489X.2017.21.014
[9] 陈 乐, 丁 盼. Scratch 在少儿课件开发中的应用--以课件《小蜻蜓》的设计开发为例[J].技术应用杂志.2019(1):80-82.
[10]马云, 霞秦健. 当创客遇上机器人教育[J]. 广西广播电视大学学报, 2016 (3):8-11.
论文作者:李建生
论文发表刊物:《中国教工》2019年第8期
论文发表时间:2019/7/26
标签：机器人论文; 风扇论文; 课程论文; 人工智能论文; 儿童论文; 学习者论文; 学生论文; 《中国教工》2019年第8期论文;