樂高4C教學模式在小學機器人教學中的實踐探究

袁志偉

摘 要：隨著科學技術的發展，特別是人工智能與機器人的結合，機器人不再局限于工業應用和研究所內，它已經進入教育領域。國內外教育專家指出，利用機器人來開展實踐學習，不僅有利于學生理解科學、工程學和技術等領域的抽象概念，更有利于培養學生的創新能力、綜合設計能力和動手實踐能力，機器人教育在基礎教育越來越受到人們的關注。

關鍵詞：樂高機器人? ?4C教學模式

一、小學機器人教學現狀

從全國基礎教育發展現狀來看，機器人教育活動在處于起步階段，所以，絕大多數學校缺乏科學的機器人課程體系和專業的師資配備，機器人教學多數為學校信息技術老師兼職授課，沒有專業的機器人教育理念支撐課堂教學。因此將樂高“4C”教學模式實踐應用于學校機器人教育活動中，期望對小學機器人教學活動的開展起到實踐指導的作用。

二、樂高“4C”教學模式應用

樂高教育反對傳統的單向灌輸，反對把語言文字作為獲取知識的捷徑，認為教育就是要為兒童帶來更多的可能性去創造和發現，教育在于給兒童創設學習的情境，幫助兒童在與情境中的人、事、物相互作用的過程中主動建構知識。兒童心理學家皮亞杰認為兒童認知發展是通過認知結構的不斷建構和轉化而實現的，即兒童在主動地探索外部世界過程中，通過同化功能，將探索的新知識融入原有的認知結構中;通過順化功能，不斷改變原有的認知結構，形成新的認知結構的過程。

因此，樂高教育根據兒童獲取知識的過程和學習效果，在皮亞杰建構論的理念基礎之上，提出了樂高“4C”教學模式，即將機器人課堂教學分為四個環節：聯系（Connect）、建構（Construct）、反思（Contemplate）和延續（Continue）。

1.聯系-Connect：創設一個情境，將課堂與學生的生活實際聯系起來，激發學生的學習興趣。教師將學生已有的生活經驗、知識、興趣與課標進行聯系，讓學生面臨一個生活化、開放式的挑戰或任務，將置身于問題解決方案尋找者的角色。在聯系階段，教師鼓勵學生提出自己的問題，并且在他們開始動手之前探索各種想法。他們的好奇心被喚醒，挑戰就在他們可解決的范圍內。

2.建構-Construct：在教師指導下，學生在機器人建構活動中學會知識。當學生在建構現實生活或虛擬世界中的物體時，他們同時在腦海中建構知識，利用構建環節，搭建一個機器人作品，了解建構中對一些知識認識、虛擬物體設計原理等知識結構，這體現了樂高教育一直倡導的“做中學”的教育理念，

3.反思-Contemplate：教學活動中給學生提供回顧與反思知識建構過程的機會。學生在教師引導下進行反思，思考他們建構了什么，以及他們在建構和探索中發現了什么。同時，教師應該對反思過程提供幫助，鼓勵學生有意識地思考在建構階段完成的成果、遇到的困難、解決的辦法、獲得的領悟。因此，反思階段是一個思考的過程，它常常發生在學生小組一起回顧、描述建構階段經歷的時候。教師在這里扮演的角色非常關鍵，他們要幫助和確保提出的問題（教師或學生提出的問題）是能夠促進學生思考和表達的，進而促進學生對知識的吸收。

4.延續-Continue：這個階段，給學生呈現一個挑戰活動，需要學生應用建構、反思階段所學到的知識、技能，使他們在一個螺旋式上升的良性循環過程中超越難度，完成挑戰。同時，學生經歷更深層次新任務的自主探究與解決過程后，能為下一課堂的新知導入作好鋪墊。

三、樂高“4C”教學模式的優勢

結合以上對樂高“4C”教學模式中四個環節的分析和學校機器人教學活動的實踐應用，“4C”教學模式對機器人教育具有以下優勢。

1.提升學生的人文素養

當代社會，技術與科學、社會的關系越來越密切。樂高“4C”教學模式中，“聯系”環節通過具體的技術實踐使學生理解機器人與生活、技術與科學的聯系和區別，以及兩者對社會發展、人類生活所具有的同等意義上的重要作用，從而深化學生的認識，開拓學生的視野。同時，機器人教學注重將技術所蘊含的豐富人文因素，自然地融入教學活動中，提升學生的人文素養。

2.培養學生的動手能力

機器人是一門實踐性很強的學科，涉及到多方面的技術，樂高“4C”教學模式最重要的一個環節實踐聯系，提倡讓學生在“做中學”，通過“建構”環節給學生提供充足的動手實踐機會，在完成搭建任務的過程中，培養了學生的機器人結構設計與制作、操作與執行、驅動與控制、檢測與感知、智能與程序設計等多種動手能力。

3.激發學生的創造潛力

在樂高“4C”教學環節中，鼓勵學生想象、懷疑和批判，營造民主、活躍、進取的學習氛圍;充分利用機器人課程內容，培養學生的學習興趣，激發學生的創造欲望;通過設計、建構、試驗等活動，培養學生的科學探究能力和敢于創新、善于創造的精神和勇氣，使學生的創造潛能得到良好的引導和有效開發，進一步發展學生的實踐能力。

總之，樂高“4C”教學模式遵循兒童認知發展規律，嚴格按照小學機器人教育的課程性質和培養目標，在其科學合理的教學環節中，學生積極主動參與到知識構建過程中，激發了學生的學習興趣，培養了學生的動手能力、創新能力和科學素養，為教師開展機器人教學提供了可信的理論依據，對于小學機器人教育活動具有現實指導意義和深遠影響。

參考文獻：

[1]劉寶瑞. 基于項目式學習的小學機器人課程設計與應用研究[D].陜西師范大學，2019.

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