戈文洋

摘要：随着电子信息技术的发展，智能技术的推广，智能机器人教育已走进教育，走入课堂。基于此背景，主要探究了STEAM教育理念下中小学机器人教育的策略，力争做到创新、创造，最大程度的拓展学生思维，增强学生动手实践能力，激发学生的创新思维。

关键词：STEAM;机器人教育;教学方式

1.研究背景

近十几年，我国机器人产业发展迅猛。基础教育领域的机器人教育，是当今中小学生为智能机器人时代的到来做准备的，智能机器人时代是属于他们的。2017年教育部印发了《中小学生综合实践活动课程指导纲要》的通知，提出机器人教育将进入中小学成为必修课程，由此可见我国对机器人教育的重视程度。

STEAM教育是美国格雷特·亚克门（Georgette Yakman）教授提出，2014年引入中国。STEAM教育的目的就是为了在教育改革中，打破学科边界，培养学生的综合科学素养。同时也要求任课教师注重跨学科融合，教学过程中注重本专业知识与多学科知识的相同、相通点，拓展自身的知识面。STEAM教育旨在培养学生的综合科学素养，其教学过程关注的不是学生学习的结果，而是学生在创作过程中的探索精神、创新力以及解决问题能力。

2.中小学机器人教育存在的问题

目前在中小学机器人教育教学中，任课教师的专业知识强，但知识结构过于单一。平时教学中，信息技术老师在授课时偏重自己所熟知的程序，但对机器人搭建过程中所需要的力学知识、机械传动结构涉及不多，以致学生不能很好地让机器人结构和程序结合起来，完成更复杂的任务，机器人的学习也留于表面。

在中小学机器人教育教学中，老师和学生都过分注重竞赛本身，强调任务的完成性，而忽视了学生在实践创作过程中创新能力的培养。而中小学机器人教育教学内容多以兴趣为主，教学目标不强，教学设计不够严谨，课堂评价不够完善，学生对机器人的学习不够全面、系统，学生单纯是为了学而学，与实际生活的联合性不强。

3.中小学机器人教育的策略

3.1重整课堂改变学习过程

课堂上改变原来注重机器人结构稳定、编程原理而忽视机器人结构个性化、实用性、美观性的学习过程。学习某一项目前，先联系生活中的场景，以图片或视频的方式把项目与生活、艺术充分结合起来。再介绍这一项目所用到的模块外观及使用方法，同时把该物品的多样性以图片或视频展示，打开学生思路，避免其谈到某一物品时的定式思维;此外在学习过程中给学生足够的独立思考空间，搭建外观前先设计再动手，降低学生的模仿程度，提高学生的创新能力，为孩子创作出具有个性化的机器人奠定基础。

比如在学习《智能小车》这一项目时，学习过程分为四部分：

联系：教师先引导孩子联系生活中的小车，感受生活中小车的样子，说说生活中小车的功能，再引出这节课的挑战任务---机器人小车。

建构：教师用实物让学生了解大型电机模块的外观和功能，介绍软件中“移动转向”或“移动槽”编程模块的使用方法;接着以视频的方式给孩子观看这一模块在机器人小车中的应用;再以图片的方式让孩子观看机器人小车模型;最后布置挑战任务：让孩子抛弃小车搭建图，根据多样化的机器人模型画出自己的机器人设计简图，搭建一个可以前进、后退的机器人小车。

反思：任务完成后，教师引导学生思考：有的机器人移动轨迹不是直线，可能是哪些原因造成的？用“时间”、“角度”以及“圈数”控制机器人停止移动，这三种方式有什么不同？各有什么特点？

延续：尝试设计移动速度更快的机器人;挑战实现“定点停车”，为机器人编写新的程序，让其实现准确的定点停车。

学习过程和生活实际相连，不仅能引导学生在建构模型时生活化，还能引导学生在建构模型时反思生活中的小车为什么是这样的，其不同的外观下有着什么样的原理。我们的小车要想走直线需要在制作过程中注意哪些，不能按照预期方式行走的原因又是什么？在模拟的生活情境中动手实践，不断反思，为创作出个性化兼具实用性和艺术性的机器人小车奠定基础。

3.2重整课堂优化课堂评价

课堂评价是激励学生持续学习，保持兴趣的法宝，它是引导课堂走向的方向标。为引导学生创作出个性化作品，评价方式主要分以下三种：

小组自评。小组成员在完成本节课模型的搭建及实验后先向其他小组介绍、评价自己的作品，讲述本组作品的设计理念及具体功能，并根据本组情况确定等次。老师记录自评评价等次。

小组互评。分小组介绍完自己的作品后，各小组根据作品的實用性及美观性对其他小组的作品做出客观性评价。老师记录他评评价等次。

教师评价。根据作品是否方便使用、是否具有创意和美观等给每组做出客观评价。标准为：作品完成后的执行情况占60%，创意和美观占40%。

三种评价结束，老师根据小组、自评及师评三种评价之后，选出最佳创意奖、最佳作品奖、最佳解说奖等，鼓励学生全面发展。

和之前的学习评价相比，将机器人造型的个性、实用性、美观度作为一项评价，加入课堂评价表，激发学生在美术及造型方面的想象力，鼓励孩子们做出形态各异的机器人。为学生做出个性化作品提供评价支持。

3.3融合STEAM教学理念，改进教学方式

在中小学机器人教育教学中，学习STEAM创意科学课程教学模式，采用开放式合作探究的方式进行教学。学习某一项目前先引导学生联系生活，理解其概念及原理，然后采用合作探究的方式让学生动手实践，建构自己的作品，再通过小组间的交流评价，检验小组作品，同时也交流思想。学生结合交流评价环节收到的有益建议，以及学习到的有创意的机器人建构方法及编程程序代码，再次改进自己的作品。作品定稿之后，开展以小组为单位的趣味性小评比，比如：作品完整度、美观度、创新性等，评出最佳创意小组、最佳艺术小组、最佳解说小组等。

教学方式从 “我讲你听” 这种单一的知识传授方式，改变为联系、建构、反思和延续为一体的教学模式，在知识的获取方式上，更加强调学生的自主学习，突出学生在学习中的主体地位。

3.4学习任务来源于生活，完善教学内容

在学习任务的布置上做出改变，将原来学习任务多以机器人为主进行调整，在教学任务中加入学生日常生活中常见的物品，降低学习任务的难度，也让学生有足够的知识基础加入任务的创作，同时，也为知识迁移做出铺垫。

4.结束语

STEAM教育理念下开展中小学机器人教育，实现了多学科融合，共同教研，打破了课程与课程之间的壁垒，更新了教师原有的教学观念，拓宽了教师的知识面及知识储备。STEAM教育理念下开展中小学机器人教育，不再仅仅以兴趣为主，而是鼓励学生运用已学到的技术、科学、美术、工程等知识去解决生活中的实际问题，把课程与生活紧密结合起来。

参考文献

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