陜西省中小學(xué)生創(chuàng)客機器人教育現(xiàn)狀探析

孫文濤 師娜娜 李妍 孫洋

摘 要：與東部發(fā)達地區(qū)相比，創(chuàng)客機器人教育在陜西省起步相對較晚，但隨著“雙減”政策發(fā)布，創(chuàng)客機器人教育發(fā)展趨勢漸好。該文研究者通過到教育公司實習(xí)、培訓(xùn)以及去學(xué)校提供課后服務(wù)，對中小學(xué)創(chuàng)客機器人教育有了深入的了解。文章從開設(shè)創(chuàng)客機器人教育課程的學(xué)校的狀況、課程教授的內(nèi)容、師資力量、教育教學(xué)方法、學(xué)校開展該課程的形式、學(xué)生興趣以及家長對該類課程的認識程度七個方面對陜西省中小學(xué)生創(chuàng)客機器人教育的情況進行了調(diào)查，并提出相應(yīng)的策略及建議。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客;機器人;中小學(xué)教育

基金項目：本文為陜西省2021年大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目（S202110722056）的研究成果。

作者簡介：孫文濤（1998—），女，陜西省咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院。

師娜娜（2000—），女，陜西省咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院。

李妍（2001—），女，陜西省咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院。

通信作者：孫洋（1979—），男，陜西省咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院。

一、背景與現(xiàn)狀

在2017年發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》中明確提出要利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，其中提到要為中小學(xué)生設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣創(chuàng)客及編程教育。除此之外，2018年發(fā)布的《教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)〈2018年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點〉的通知》也指出，要“推進信息技術(shù)在教學(xué)中的深入普遍應(yīng)用，開展利用現(xiàn)代信息構(gòu)建新型教學(xué)組織模式的研究，探索信息技術(shù)在創(chuàng)客空間、創(chuàng)客教育等教育教學(xué)新模式中的應(yīng)用，逐步形成創(chuàng)新課程新體系”。目前國內(nèi)很多中小學(xué)已經(jīng)開設(shè)了以機器人編程、航模、創(chuàng)客為主的課程，有的學(xué)校以社團活動的形式開展。這些不同形式的課程最開始在北京、上海、廣州以及深圳等發(fā)達地區(qū)開設(shè)，現(xiàn)在已逐漸在中西部省份開展。在人工智能時代，培養(yǎng)科技領(lǐng)域的人才的重要性顯而易見。

二、研究內(nèi)容

現(xiàn)今，國內(nèi)中小學(xué)愈來愈重視科技類教育以及對學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力及跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)?？萍碱惤逃趪鴥?nèi)發(fā)展迅猛。本文研究者針對陜西省中小學(xué)創(chuàng)客機器人教育現(xiàn)狀進行調(diào)查分析，并指出其中的不足之處，提出相應(yīng)的策略及建議。

三、研究與實踐過程

首先，本文研究者到創(chuàng)客教育公司實習(xí)過，實習(xí)伊始是崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)結(jié)束之后被分配到某學(xué)校授課。在授課時本文研究者觀察了解到，創(chuàng)客機器人教育的過程異于傳統(tǒng)課堂，并不是單純的“教師講，學(xué)生聽”，而是教師演示操作后，讓學(xué)生進行模仿操作。在創(chuàng)客教育理念指導(dǎo)下的知識學(xué)習(xí)過程中，教師和學(xué)生扮演著平等的角色。學(xué)生以小組為單位開展學(xué)習(xí);教師在學(xué)生中間，邊講解邊操作;學(xué)生動手做與教師講解同時進行。學(xué)生也可以根據(jù)自己的思維與理解進行類似內(nèi)容的演練。在教學(xué)實踐中，本文研究者將教學(xué)實踐過程分為三個階段，而每個階段都需要教師與學(xué)生配合進行。

1.第一階段的教學(xué)過程

首先，教師對學(xué)生進行分組，然后引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合日常生活中接觸的關(guān)于創(chuàng)客知識的應(yīng)用，如公園里的智能澆花設(shè)備、智能垃圾桶、智能感應(yīng)水龍頭等，充分發(fā)揮自身的想象力、創(chuàng)造力，說出自己的想法，最后在此基礎(chǔ)上對學(xué)生加以引導(dǎo)。

2.第二階段的教學(xué)過程

教師先進行講解，在講解結(jié)束后給學(xué)生充裕的時間動手操作，而教師則在一旁觀察學(xué)生操作，幫助學(xué)生解決遇到的難題。在此過程中，教師能夠及時幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)該讓學(xué)生自己把握學(xué)習(xí)的節(jié)奏，選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式，通過自主探究或與小組同學(xué)共同探討學(xué)習(xí)知識。

3.第三階段的教學(xué)過程

教師總結(jié)本節(jié)課的知識點，幫助學(xué)生回顧所學(xué)的知識，并對學(xué)生的作品進行拍照，讓學(xué)生獲得成就感。

四、研究方法

本文研究者采用了田野調(diào)查法。田野調(diào)查法分為五個階段：準備階段、開始階段、調(diào)查階段、撰寫調(diào)查研究報告階段、補充調(diào)查階段。本文研究者對前三個階段分析如下。

準備階段：本文研究者準備好想要調(diào)查了解分析的問題，針對問題選擇有代表性的、有特點的學(xué)校進行調(diào)查分析。因為此次教育實習(xí)是在某創(chuàng)客公司，所以本文研究者在去學(xué)校上課前就準備好了研究調(diào)查內(nèi)容。

開始階段：本文研究者首先去創(chuàng)客教育公司進行崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括三點，即認識和了解創(chuàng)客機器人教育，公司專業(yè)人員示范講課過程以及被培訓(xùn)人員輪流講課，磨課、過課。崗前培訓(xùn)結(jié)束后，該創(chuàng)客教育公司把每個教師分配到相應(yīng)的學(xué)校授課。

調(diào)查階段：本文研究者首先了解每個學(xué)校的上課時間、上課地點、每節(jié)課的時長以及學(xué)校的負責(zé)教師等。每個學(xué)校都有不同的上課時間和上課地點，并且其每節(jié)課時長也不一樣。其次，在授課過程中，本文研究者尊重每個學(xué)生，并仔細觀察每個學(xué)生，通過學(xué)生對課堂的反饋初步了解學(xué)生對此類課程的看法并做好總結(jié)記錄。在教學(xué)中，本文研究者對每個學(xué)生的作品都拍照記錄，并在課間對學(xué)生進行自由訪談，深入地了解學(xué)生對此類課程的認識、想法以及看法。在課后，本文研究者把所講知識點與學(xué)生操作的照片發(fā)到家長群里，讓家長了解此類課程的意義，并和家長溝通交流。

五、調(diào)查結(jié)果及現(xiàn)狀分析

通過實地調(diào)查，并對結(jié)果進行分析后，本文研究者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段的創(chuàng)客機器人教育中存在以下問題。

1.學(xué)校缺乏開設(shè)創(chuàng)客機器人的器材

器材是開設(shè)創(chuàng)客機器人教育的主要載體。本文研究者調(diào)查后發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)校缺乏器材，如Microbit板、KT板、膠槍、機器人器材等。這些都需要教師自行從公司帶過去，并且，學(xué)生只有在上課的時候才能使用這些器材，其余時間學(xué)生無法接觸相關(guān)的器材進行創(chuàng)作，所以此項教育活動的開展具有一定的局限性。

2.缺乏專業(yè)教師

在學(xué)習(xí)過程中，教師起著引導(dǎo)作用，教師應(yīng)對學(xué)生進行組織與指導(dǎo)。調(diào)查顯示，創(chuàng)客機器人教育領(lǐng)域師資力量薄弱并且準入門檻較低，行業(yè)標準還未統(tǒng)一，且大部分教師對創(chuàng)客機器人教育理念認識比較淺，相關(guān)培訓(xùn)過程缺乏系統(tǒng)性。因此，教師很難激發(fā)中小學(xué)生對此類課程的興趣與熱情，難以有效啟發(fā)中小學(xué)生的思維，使其創(chuàng)作出豐富多彩的創(chuàng)客和機器人作品。

3.課程缺乏行業(yè)標準和統(tǒng)一教材

本文研究者發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)客機器人教育課程沒有統(tǒng)一的、科學(xué)的教材，上課過程也沒有統(tǒng)一的標準與要求，各公司的上課標準與要求并不一致。這導(dǎo)致創(chuàng)客機器人教育課程的教學(xué)成果不便量化，暫未形成科學(xué)的評價系統(tǒng)。雖然學(xué)生的確能夠通過學(xué)習(xí)課程做出屬于自己的作品，但由于作品的品質(zhì)不能得到科學(xué)的評價，因此教師無法為孩子的學(xué)習(xí)提供更加深入的指導(dǎo)。

4.部分家長對創(chuàng)客機器人教育認識不足

家長是孩子最好的啟蒙教師，一個孩子的成長和家長有很大的關(guān)系。如果家長對此類課程了解不足，即使孩子對此類課程感興趣，也不一定被允許學(xué)習(xí)。例如，在某次創(chuàng)客比賽培訓(xùn)過程中，有一個小男孩說：“老師，你們社團也有這個課程嗎？我也想學(xué)這個，可是我媽媽給我報名吉他課了，不讓我學(xué)這個。”家長缺乏對此類課程的認識，限制了孩子對此類課程的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致很多孩子錯過學(xué)習(xí)此類課程的關(guān)鍵期。

5.創(chuàng)客機器人教育發(fā)展不均衡

中小學(xué)創(chuàng)客機器人教育發(fā)展不均衡，與經(jīng)濟水平關(guān)系密切。在西部地區(qū)，部分教師與家長對此類課程認識不足，影響了此類課程的發(fā)展。例如陜西省咸陽市部分小學(xué)缺乏微機教室、創(chuàng)客教室、機器人器材等，導(dǎo)致創(chuàng)客機器人教育課程無法順利進行，從而影響創(chuàng)客機器人教育的發(fā)展。

6.學(xué)生缺乏充足的學(xué)習(xí)時間

本文研究者在實地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)校沒有機器人材料、創(chuàng)客套盒等，而開設(shè)相關(guān)課程的學(xué)校，也難以做到讓每個學(xué)生都擁有獨立使用設(shè)備與材料的機會與時間。由于一節(jié)課時間僅有一個小時四十分鐘，時間有限，學(xué)生很難開展創(chuàng)客機器人實踐活動。

六、中小學(xué)生創(chuàng)客機器人教育實踐的應(yīng)對策略及意見

（一）增加創(chuàng)客機器人套盒

學(xué)校相關(guān)部門要加強對創(chuàng)客機器人教育的認識，加大對創(chuàng)客機器人教育的投入力度，購買更多的創(chuàng)客機器人套盒和器材，盡可能地滿足孩子的學(xué)習(xí)需求，以提高孩子的動手能力，培養(yǎng)孩子的創(chuàng)客思維和學(xué)習(xí)興趣。

（二）大力培養(yǎng)專業(yè)教師

無論是機器人教育還是創(chuàng)客教育，最重要的部分都是師資力量。優(yōu)質(zhì)的教師是推廣和發(fā)展創(chuàng)客機器人教育的必要因素。

（1）創(chuàng)客機器人教育課程的教師既要懂計算機教育技術(shù)又要懂兒童教育。但目前的高等教育體制還沒有成熟的培養(yǎng)機制培養(yǎng)此類人才，無法大量提供相應(yīng)的人才。學(xué)校應(yīng)該加大此類人才的培養(yǎng)力度。

（2）教師需要具備良好的語言表達能力，可以生動形象地講解抽象概念，加深學(xué)生的理解。教師還要了解學(xué)生的認知規(guī)律，合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容并選擇合適的方法，依據(jù)學(xué)生的特點因材施教。

（3）給創(chuàng)客機器人教師提供系統(tǒng)的、專業(yè)的培訓(xùn)也是非常有必要的。對于此類創(chuàng)新課程，教師要具備豐富的科學(xué)知識。

（4）加強教師運用創(chuàng)客機器人套盒的能力的培訓(xùn)。創(chuàng)客機器人教育中有各種功能復(fù)雜的器材零件，如傳感器、Microbit板、齒輪、軸等，這些都是開展創(chuàng)客機器人教育的載體。教師若沒有接觸過這些套盒，就很難對學(xué)生進行各種指導(dǎo)活動。

（三）制訂課程標準，編寫合適的教材

目前，教育行業(yè)開始重視創(chuàng)客機器人教育課程的建設(shè)和發(fā)展，逐漸完善健全這些課程的課程體系。合理完善的課程標準可以讓中小學(xué)生在創(chuàng)客機器人教育方面得到更好的發(fā)展，能夠讓孩子的創(chuàng)新思維得到多方面的鍛煉。

（四）大力推廣創(chuàng)客機器人教育的知識，讓更多家長了解開設(shè)此類課程的目的和意義

以編程為中心的教育分為以下幾類。

（1）機器人編程教育——以結(jié)構(gòu)搭建和簡單圖形化編程為主。

（2）創(chuàng)意游戲編程教育——以圖形化編程為主。

（3）創(chuàng)客編程教育——以電子電路設(shè)計和圖形化編程為主。

（4）人工智能入門英文代碼編程教育——以英文代碼為主。

（5）信息學(xué)奧賽——以英文代碼為主，技術(shù)含量最高，是編程教育領(lǐng)域里唯一一個受高校自主招生認可的項目。

這些有關(guān)創(chuàng)客和機器人的課程是一種向著“創(chuàng)新與創(chuàng)造”的教育。這種形式的教育，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)生活中的各種問題，并進行獨立思考，創(chuàng)造工具，進而解決遇到的問題的能力。在此類教育中，學(xué)生還能提高一定的團隊協(xié)作能力，學(xué)會與他人共享智慧，形成成果。

（五）利用線上免費資源，促進教育均衡發(fā)展

在教育資源相對匱乏的地區(qū)，相關(guān)教育部門便可以利用互聯(lián)網(wǎng)上大量的教學(xué)資源，幫助那些資源匱乏的學(xué)校的授課教師組織課程方案，安排創(chuàng)客機器人課堂內(nèi)容，讓更多的精良教育資源惠及廣大師生。

（六）增加學(xué)生課后拓展學(xué)習(xí)的時間

應(yīng)用創(chuàng)客機器人教育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，要花費大量的精力和時間，因此短暫的課內(nèi)時間并不利于此類課程的開設(shè)。但隨著“雙減”政策的推進，學(xué)生也有更多時間去學(xué)習(xí)自己感興趣的知識。這為創(chuàng)客機器人教育的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。創(chuàng)客機器人教育是讓學(xué)生主動探索的一門課程，能滿足學(xué)生的個性化需求。

結(jié)語

本文研究者通過在陜西省某創(chuàng)客教育公司的實習(xí)，深入了解了創(chuàng)客編程與機器人、航模搭建教育的現(xiàn)狀，并針對相應(yīng)的問題提出了一些對策和建議，希望創(chuàng)客機器人教育在“雙減”政策的背景下能夠蓬勃發(fā)展。

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