樂高機(jī)器人教育與體驗教學(xué)法的融合

王雪雁+楊冬梅

（1.北京信息科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，北京 100192；2.北京信息科技大學(xué) 機(jī)械設(shè)計與CAD實驗室，北京 100192）

摘要：教育已不再是看重傳授知識的事實，而是注重事實本身帶給人的感受、體驗和創(chuàng)造。教書是一門藝術(shù)，融親身體驗于樂高機(jī)器人教育之中，增加互動性、提高教學(xué)效果，是目前國際上培養(yǎng)和挖掘科技人才的最佳捷徑。教育的最高境界已不只是古人所云：“師者，所以傳道，授業(yè)，解惑也?！倍且⒅貙W(xué)習(xí)內(nèi)容的價值性、學(xué)習(xí)過程中的投入與體驗，以及馳騁于教與學(xué)之間的美好感受。從樂高機(jī)器人教育與體驗教學(xué)法的融合中借鑒、探討優(yōu)化的教學(xué)法是開發(fā)教育潛能、培養(yǎng)科技人才、達(dá)到科教興國的一種新策略。

關(guān)鍵詞：樂高機(jī)器人；體驗教學(xué)法

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0132-03

一、引言

有200多項發(fā)明的美國國家工程學(xué)院院士狄恩·卡門（Dean Kamen）正在用科學(xué)改變著人們的生活方式。比如，可以上下樓梯的輪椅（iBOT）、平衡車（Segway）、腦控假肢（Luke Arm）、可隨身攜帶的胰島素泵、手提式的洗腎機(jī)器等廣為人知的發(fā)明都是他的杰作。為了鼓勵人們用科技改變世界、造福人類，1986年，他成立了一個科學(xué)營“SEE互動學(xué)習(xí)中心”，讓學(xué)生有機(jī)會接觸最新的科技。為了激勵青少年追求科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域機(jī)遇，同時也為了使青少年建立自信、獲取知識和培養(yǎng)生活技能，1989年，他又成立了一家非盈利性的公共慈善機(jī)構(gòu)“FIRST（For Inspiration and Recognition of Science and Technology）組織”，每年舉辦全國性的機(jī)器人比賽，激勵參賽的青少年創(chuàng)造復(fù)雜的機(jī)器人，并從創(chuàng)造與實驗中求進(jìn)步。1998年，美國FIRST機(jī)構(gòu)和丹麥樂高（LEGO）集團(tuán)合作主辦每年一次的國際性機(jī)器人比賽，暨FLL（FIRST LEGO League）世界錦標(biāo)賽。2003年，樂高機(jī)器人教育（LEGO MINDSTORMS EDUCATION）被引進(jìn)中國。它針對9—16歲的孩子，打破我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在教練和輔導(dǎo)員的指導(dǎo)下，讓孩子們自己努力地去尋找問題的解決方案，其過程就是一種體驗。其核心理念就是讓孩子用一種本質(zhì)上較為個人化的方式來度過一段時間，并從中獲得一系列可記憶事件。樂高機(jī)器人教育與體驗教學(xué)法的融合是挖掘潛力、實踐創(chuàng)造和科技興國的有效方法，也是促使我國教育改革的有利的經(jīng)驗借鑒。

二、激發(fā)創(chuàng)造潛力、促進(jìn)科技興國

樂高機(jī)器人教育進(jìn)入我國以來，其目的就是從兒童開始激發(fā)科技興趣和創(chuàng)造潛力，從而促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)的興旺與發(fā)展。樂高機(jī)器人教育已不再是枯燥的科技知識學(xué)習(xí)或普及，它強(qiáng)調(diào)的是解決方案（Solution），就是針對某些已經(jīng)體現(xiàn)出的，或者可以預(yù)期的問題、不足、缺陷、需求等，所提出的一個解決整體問題的方案（建議書、計劃表），同時能夠確保加以有效的執(zhí)行。它是一種體驗的教學(xué)體系。體驗類型有四種——娛樂、教育、逃避、審美——而事實上最好的體驗包含了所有這些部分。其中第二類教育體驗是指使人能在事件發(fā)生的過程中獲得知識。它與娛樂體驗不同，在娛樂體驗中人們被動地受到吸引；而對于教育體驗而言，人們?yōu)榱双@得某種知識技能而主動地參與到一項活動中。同樣，體驗教學(xué)法與樂高機(jī)器人教育內(nèi)涵及外延的延伸，使得樂高機(jī)器人教育已不再是看重教育的事實，而是注重事實本身帶給人的感受與體驗。比如，圍繞樂高機(jī)器人世界錦標(biāo)賽設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容，是從一個樂高機(jī)器人學(xué)習(xí)思想、一個地點(diǎn)和所構(gòu)思的一種觀念狀態(tài)，從一個誘人的故事任務(wù)開始，重復(fù)出現(xiàn)該題目相關(guān)的各種變化，使之成為一種獨(dú)特的風(fēng)格，而根據(jù)孩子們的興趣、態(tài)度、嗜好、情緒、知識和受教育程度，通過科學(xué)家對每年的競賽構(gòu)想，使學(xué)生在參與活動中獲得美好的興趣體驗，創(chuàng)造一項參加者擁有美好回憶、值得紀(jì)念的科技及娛樂過程的活動。21世紀(jì)是體驗經(jīng)濟(jì)的時代，體驗教育已成為國際教育領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，樂高機(jī)器人教育是集編程原理、物理科學(xué)、數(shù)學(xué)知識、造型設(shè)計、動手等知識與技能于一體的教育，是樂高的空間形象思維和控制器邏輯思維的結(jié)合，因此其教學(xué)形式有其特殊。教學(xué)形式越是豐富（如“樂高玩具基礎(chǔ)之上的機(jī)器人搭建，程序模塊的組合設(shè)計與編制調(diào)試等），就越能刺激學(xué)生的創(chuàng)造力和潛力，而創(chuàng)造思維和潛質(zhì)發(fā)揮正是科技興旺的源頭與關(guān)鍵。縱觀世界專業(yè)人才需求的比較與統(tǒng)計，我國的科技人才相對數(shù)量明顯不足，要想改變這種狀態(tài)，科技興國是一條切實可行的路徑。孫子兵法說：“知彼知己。百戰(zhàn)不殆。”我國的教育落后于世界發(fā)達(dá)國家有30—50年的距離，但是發(fā)達(dá)國家對科技人才的需求卻有大批量的缺口，而我國具有先天預(yù)備大批量科技人才的優(yōu)勢，在國際人才競爭中具有優(yōu)勢。然而，我們卻需要借鑒國外優(yōu)秀教育理念和模式來開發(fā)人才創(chuàng)造的潛力，和大批培養(yǎng)世界一流科技人才的最佳遠(yuǎn)景規(guī)劃。狄恩·卡門的創(chuàng)造和非盈利機(jī)構(gòu)的教育理念，為我們提供了有益的借鑒，只要我們吸收和消化優(yōu)秀的泊來理念，縮短教育差距，接受教育革新、探索科技創(chuàng)新，我們完全有能力擔(dān)起科技興旺的重任，成為世界人民的驕傲。

三、教學(xué)改革的借鑒價值

教學(xué)形式的多元體驗正是樂高機(jī)器人教育的重點(diǎn)，體驗教學(xué)法融樂高機(jī)器人教育中的研究也將會促成其他科目的教學(xué)改革中一個較有前景的發(fā)展方向。教書是一門很遺憾的藝術(shù)，為不同課目設(shè)計教學(xué)形式，做到教與學(xué)的事半功倍更是如此。因此，教育改革方案中貫穿“體驗理念”就顯得尤為重要。教學(xué)經(jīng)歷中的“經(jīng)驗”固然重要，但教學(xué)思維坐標(biāo)系的不斷轉(zhuǎn)化更是難能可貴，不同的教學(xué)感受與體驗以及由此而升華的教改之創(chuàng)意，將更能喚起學(xué)生的美好“體驗”，并為創(chuàng)造力的誕生提供良好土壤，從而達(dá)到教學(xué)的最高境界?！绑w驗”和真實性任務(wù)（或真實性、真實情境）、經(jīng)驗等一樣，都是教改最重要的概念之一。“體驗”“經(jīng)驗”和真實性任務(wù)相關(guān)聯(lián)，如建構(gòu)主義的早期哲學(xué)家杜威有個基本觀點(diǎn)就叫“學(xué)習(xí)是基于真實世界（真實情境）中的體驗。同時，“體驗”“經(jīng)驗”又有區(qū)別。比如，朱慕菊認(rèn)為：“所有這些素材（指課程素材）的教育意義是潛在的，只有通過學(xué)生個人的經(jīng)驗才能激活得以彰顯?！仍诒唤邮艿摹畬W(xué)習(xí)活動中處于邊緣位置的情感、體驗也獲得與理智同等的地位”，“課程內(nèi)容……注重與學(xué)生的經(jīng)驗結(jié)合在一起，……確實反映學(xué)生生活經(jīng)驗”，“課程不再是‘文本課程，而更是‘體驗課程（被教師與學(xué)生實實在在地體驗到、感受到、領(lǐng)悟到、思考到的課程）”。學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高，也是體驗教學(xué)法效果的體現(xiàn)，方法的多樣性設(shè)計是一種創(chuàng)造，體驗的感受性需要在教學(xué)實踐中不斷完善。樂高機(jī)器人教育之所以成為教改效仿的典范，就是其過程融合了體驗教學(xué)法的精髓。

以下幾個方面體現(xiàn)了樂高機(jī)器人培訓(xùn)教育中的“體驗”觀，可供其他科目的教學(xué)改革進(jìn)一步研究和借鑒。

1.多媒體教學(xué)提供客觀條件。多媒體教學(xué)設(shè)計案例使得教學(xué)實踐中更重氛圍，是體驗設(shè)計思想的導(dǎo)入和探討優(yōu)化教學(xué)法的嘗試，是尋找設(shè)計教育中的一種新的設(shè)計體驗。

2.體驗（觀念）教學(xué)法融于教學(xué)。導(dǎo)師親手制作模型講解、影視媒體演示，學(xué)生搭建各種機(jī)器人，編寫程序，體驗動作、表情與聲音實現(xiàn)等都是體驗教學(xué)法融于樂高機(jī)器人教學(xué)的具體體現(xiàn)。國外的教學(xué)形式強(qiáng)調(diào)動手能力的培養(yǎng)，引進(jìn)樂高機(jī)器人教育可以借鑒其中許多好的教學(xué)方法，以及體驗理念的導(dǎo)入的生動案例。體驗教學(xué)法是教學(xué)改革的重要方面，針對不同的教學(xué)內(nèi)容深入研究、設(shè)計構(gòu)思出一系列具體的重體驗的教學(xué)方法，如畫圖、做模型、考察、影視媒體、體驗生活、小組合作討論、完成項目任務(wù)、作品展、演講式匯報等，結(jié)合教學(xué)實踐進(jìn)行推廣應(yīng)用，將是體驗經(jīng)濟(jì)時代中教學(xué)法改革與發(fā)展的一個里程碑。

3.樂高機(jī)器人教學(xué)案例圖片評析。樂高機(jī)器人教學(xué)形式豐富多彩，體驗教學(xué)法研究正是基于多樣教學(xué)方式嘗試的延伸。比如延伸到其他學(xué)科中去，可見如下教學(xué)形式表現(xiàn)。

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)用戶席卷大地，低頭族比比皆是，尤其近兩年的教室課堂的變化，教師講課和學(xué)生低頭時常形成明顯的教與學(xué)的分離，甚至?xí)r?？梢愿Q見一種可怕的資源浪費(fèi)現(xiàn)象：手機(jī)內(nèi)容的誘惑力造成講臺上的“對牛彈琴”。惋惜之余，呼吁教改是每個教育工作者的使命。避免教育浪費(fèi)，抓住學(xué)生的課堂注意力必須有的放矢地探討新形勢下的教改模式。樂高機(jī)器人教育為我們呈現(xiàn)了一個教改的借鑒，從中小學(xué)開始培養(yǎng)孩子的動手能力，不僅對工程類課程教學(xué)起到啟蒙作用，同時也能反射刺激其他教學(xué)的呆板模式，迫使改革教學(xué)方法，補(bǔ)充實踐環(huán)節(jié)、強(qiáng)調(diào)知識與體驗的融合。全身心地學(xué)習(xí)投入，才能發(fā)揮學(xué)的主動性和有效性；教學(xué)中的正能量體現(xiàn)和形式的適應(yīng)性才能吸引學(xué)生的注意力，體現(xiàn)教育的真正價值。體驗教學(xué)法融于樂高機(jī)器人教育中正是基于好的教學(xué)理念的延伸和成功的教育實踐典范，是值得借鑒的教改方向。

四、結(jié)束語

文明社會發(fā)展的核心在于教育。教育工作者的使命重在教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新、改革與優(yōu)化，教學(xué)的最高境界已不只是古人所云“傳道，授業(yè)，解惑也”，而是要注重學(xué)的體驗，以及馳騁于教與學(xué)之間的美好感受，達(dá)到事半功倍。教育的目標(biāo)是轉(zhuǎn)化人、武裝人，使其成為發(fā)揮自身價值、貢獻(xiàn)與他人的有用之人。因此，激發(fā)生命活力和挖掘潛力便是我們的快樂目標(biāo)。在實現(xiàn)這個目標(biāo)的過程中，我們或許會遇到崎嶇與低谷，但也會遇到平原與喜悅。慶幸的是，我們看到了教學(xué)改革與科技興國的機(jī)遇。借著樂高機(jī)器人教育與體驗教學(xué)法的融合，探索教育的新方向，揚(yáng)長避短，挖掘潛力，繼而展現(xiàn)以科技為強(qiáng)項、以經(jīng)濟(jì)為龍頭、以文明為發(fā)展的新景象，中國立于世界不敗之地，服務(wù)于全球，該是多么自豪的事?。『玫慕逃枷氲恼Q生及好的教學(xué)法的建立，其社會效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于好的物質(zhì)基礎(chǔ)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。愿樂高機(jī)器人教育與體驗教學(xué)法的融合成為拋磚引玉的教改里程碑，從此誕生更好的教育理念和更多有效的教學(xué)方法，為強(qiáng)國富民作貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱慕菊.走進(jìn)新課程——與課程實施者對話[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2002.

[2]賴瑞云.“體驗”理念在語文課程改革中的體現(xiàn)[J].教育研究，2002，10.

[3]楊冬梅.融體驗設(shè)計思想于設(shè)計教學(xué)中[C].武漢國際工業(yè)設(shè)計教育研討會，2003，12.