創客教育理念在初中機器人教學中的應用探索
——以Arduino機器人為例

潘瑞娟，秦 健

（陜西師范大學 教育學院 陜西 西安 710062）

1 引言

近幾年來，全國范圍內，將近多一半的學校都把機器人活動引入到課堂教學當中，使得看似神奇的機器人走進了學生的學習生活。作為一種全新的教學內容，很多中小學教師都在探索如何進行機器人教學，怎樣才能使這種跨學科性、具有挑戰性的內容，真正融入到學生的學習生活中，適合學生興趣發展的需要，提高學生的動手能力、編程能力、創造能力和團隊精神，使他們在積極的學習興趣中不斷探索和研究，實現自己的新創意、新設想和新設計。

美國地平線報告(New Horizon Report)2014年高等教育版中指出，在未來三到五年之內，美國高校學生有從知識的消費者(Consumer)轉換為創造者(Creator)的趨勢，而創客教育在這個轉變中將會起到十分重要的作用[1]。初中的機器人課程屬于選修課，筆者在實習期間所在的學校對于機器人選修課沒有一套系統完整的教學方案。在教學的過程中，面對初中學生活潑好動、思維敏捷的特點，如何調動他們學習的興趣，提高課堂教學效率，筆者認為，在新型教育理念下，將創客教育的理念融入到初中機器人教學中，可以進一步豐富初中選修課教學的理論。

2 創客教育理念簡介

創客教育核心理念在于通過動手實踐培養人的創新意識、創新思維和創新能力，最終讓每一個人的創意“照進”現實，其價值特征體現了以全人發展作為教育目標、以專業能力作為教育基礎、以工匠精神作為教育核心、以協同環鏈作為教育關鍵[2]。

3 Arduino簡介

Arduino是一款很常見的開源平臺，硬件包含各種型號的 Arduino官方板(較常用的型號是Arduino UNO)，和驅動各種硬件、傳感器的擴展板(Shields)，軟件開發工具是Arduino IDE。它具有開源性、經濟性、跨平臺性和可擴展性等優點，教育用戶可以根據自己的需求從淘寶等多重渠道獲取所需的模塊，開發更加個性化的創新的教學項目。

4 視頻展示，啟發創意

初中機器人教學中的視頻展示可以調動學生的積極性，在教學過程中借助于與教學內容相關的視頻資源來啟發學生的想象力，鼓勵他們要大膽創想，真正打開學生思維的大門。比如在學習基礎實驗Blink，如果教師只是在課前拿著自己做好的作品給學生展示，可能會限制學生的思維，學生會模仿教師的案例完成自己的作品。 如果在課前給學生展示與此相關的視頻資源，包含有不同形式的LED燈閃爍， 學生可以展開創想，可以一個端口控制一個燈，也可以控制多個；也可以使每一個燈閃爍的時間不同等等，而不僅僅局限于已有的案例，限制學生的思維。

5 動手搭建，設計創意

在中學階段，機器人選修課是非常受教師和學生歡迎的。因為學校會重點培養學生實踐動手能力，所以我們在日常的課堂教學過程中，時刻地去開拓學生的創意性思維，盡可能地讓學生在課堂中可以按照自己的想法來完成作品，真正去將它們應用到實際項目設計中來，提升學生的創意思維和能力。教學過程與教學方法是新課改所要求的重要內容，其主要目的是在學習過程中培養學生的動手能力，同時也強調過程參與。一個優秀的項目設計即是好創客的起點。學生通過反復長期的實踐，逐步地內化項目設計中的過程和方法，快速提升他們的創意性思維能力和培養信息素養。在學生理解創意的前提下對知識內容細化為各個小任務，在學生進行團隊合作的基礎上實施操作。而Arduino機器人課程的設計本身就是以項目為主導的，這與創客教育的核心理念是很吻合的，學生的學習方式是以小組為單位，學生可以在小組內對每個項目的創意展開討論，最終細化任務，確定每一位組員負責的內容，學生合力共同完成創意。這時應該留給學生自主探究的空間和時間，學生以小組為單位自由討論，發散他們的思維，提出不同解決問題的方案。這樣強調過程和方法的教學讓學生眼前一亮，也為做好創新型教育打開了思路。

6 編程調試，實現創意

在學生完成搭建之后，需要讓自己的成果展示出來，就需要進行編程。通過編寫、調試、編譯程序，實現自己的創意。在初中機器人選修課教學中，借助于創客教育理念，讓學生主動參與，支持和引導他們把自己的創意轉變為最終的成果，這樣的創新教育可以有效促進創客教育在初中課堂教學中的應用與發展。

7 結語

綜上所述，創客教育理念以初中機器人選修課堂教學為基礎，融入了創新教育、體驗教育、DIY理念以及項目學習等教育理念，是以信息技術的融合為基礎的在課堂教學中進行的有益嘗試。近年來創客教學手段進一步優化，能夠有效的提升學生的創造力，提高學生學習其他學科的興趣，學生依靠課堂內外的創新，能夠進一步拓展視野，更新知識，成為真正的“創造者”。

[1] New Horizon Report:2014 Higher Education Edition[DB/OL].http://cdn.nmc.org/media/2014-nmc-horizon-report-he-EN-SC.pdf,2014-10-08.

[2]楊剛.創客教育:我國創新教育發展的新路徑[J].中國電化教育，2016，(03)：8-13+20.

[3]許露.創客教育理念在高中信息技術課堂中的應用探索[J].科學大眾(科學教育)，2017，(08):34.