教育機器人在幼兒結構游戲中的應用研究

◆李玉章

0 引言

游戲是幼兒教學的基礎內容，不僅可以讓幼兒感受到學習的快樂，也可以使幼兒的身體與心理健康成長。2001年頒布的《幼兒園教育指導綱要（試行）》中提到：“幼兒園的游戲可以劃分為五大類，分別為創造性游戲、智商游戲、運動游戲、聲樂游戲以及娛樂游戲。”[1]同時指出創造性游戲又分成三大類，分別為角色扮演游戲、結構游戲以及表演游戲。結構游戲是創造性游戲的一種，是指幼兒通過拼接操作各種游戲材料，創造出物體的一種游戲[2]，對幼兒的創造力發展具有很強的促進作用[3]。結構游戲以生活中的物體或玩具作為游戲材料，對兒童的空間邏輯能力、思維、推理能力、問題解決能力、創新能力都具有積極的促進作用[4]。學前教育的健康發展，除了需要具備能滿足正常教育教學活動的環境、設備資料、玩具教具等，還需要更多智慧工具[5]。教育機器人作為其中的一個載體，具備更豐富的建構性，更適應結構性游戲的設計。因此，本文重點從結構游戲入手，就教育機器人如何運用到其中加以分析，為開展幼兒結構游戲教育提供參考。

1 研究基礎

教育機器人 把教育機器人當作教育工具，其核心必然是機器人。機器人是指一種能夠改變程序并且進行多功能操作的機器，能夠按照設定好的程序完成各種指令。按照這一定義，教育機器人的主要特點在于能夠根據教育基本規律實現程序的可編性。其他被用于教育的器具同樣能成為教育機器人。教育機器人具有獨特的知識覆蓋面和技術集合優勢[6]，是幼兒學習很好的媒介，對建構具有童真童趣的學習情境提供了很大的幫助。充分利用好教育機器人，發揮其獨特的作用，可以為幼兒的學習提供更加豐富的材料，對幼兒不同階段的綜合發展提供更多的幫助。

結構游戲 結構游戲是指幼兒通過使用各類材料進行拼接建造活動，并通過制作的成果來體現日常事務的游戲[7]。各種不同的物品，如塑性材料、紙、木材、金屬材料、沙石等，都可以作為結構游戲使用的材料。按游戲的主題，結構游戲分為自由式結構游戲和命題式結構游戲。其中自由式結構游戲是沒有具體主題的活動，幼兒成為游戲的主人，自由施展進行建構活動。命題式結構游戲是由教師進行主題引導的游戲活動。結構游戲屬于創造性游戲，對幼兒的認知發展、鑒美能力、身心成長都具有重要意義[8]。結構游戲是幼兒游戲中非常受歡迎的一種游戲類型，利用好結構游戲可以充分鍛煉幼兒的動手能力與創新能力。

教育機器人在結構游戲中的應用 大顆粒樂高屬于拼插類的教育機器人，通過拼插各種不同的樂高材料，可以構造出不同的物體。它符合結構游戲的特點，是開展結構游戲的有效工具。在傳統的結構游戲中經常使用的是一些傳統的材料，如木棍、紙張、塑性材料以及金屬等，這些材料雖然容易得到和制作，但是功能結構單一，都是靜止的建構材料，具有很多局限性。而樂高教育機器人是運動和智能的材料，具有美觀、可重復使用、易于拼接、創造性更強等特點，更能引起幼兒的興趣，鍛煉幼兒的動手操作能力，培育其發明創造的能力。對于學齡前幼兒的成長來說，觀賞、體驗和探索的活動是必不可少的[9]。所以在結構游戲中使用教育機器人對幼兒來說是更為優質的選擇。

2 教育機器人運用于幼兒結構游戲設計

學習者分析 幼兒身心發展具有階段性和差異性，因此，在使用機器人之前要先分析幼兒的建構能力，對應幼兒的發展階段選擇合適的結構游戲。《3—6歲兒童學習與發展指南》中提到：幼兒在12個月時具備搭建積木的能力，其在幼兒階段的動手能力和協調能力都在不斷發展；在三歲時可以做到顏色與形狀的區分，并且能夠接受簡單的指令；在六歲時具備一定的探索和問題解決能力，他們能夠對自己看到的和聽到的事物進行思考[10]。教育機器人的使用既吸引了幼兒的學習興趣，又培育了幼兒的動手能力與創新能力，幼兒不同階段的認知程度對應著不同教育機器人種類的選擇和游戲活動的設計。

教育機器人游戲材料分析 在使用教育機器人進行結構游戲設計時，不僅需要考慮幼兒自身因素，還需要考慮材料，以確定何種玩具能夠適應幼兒的成長需要。機器人材料相比一般的結構游戲材料更加多樣化，幼兒對其興趣更大，但如果將所有的材料同時分發給幼兒，往往會對幼兒的選擇造成困擾并分散其對重點內容的關注。為了能夠讓幼兒在學習中有序拼接，應該將材料逐步呈現。由于幼兒年齡較小，應該選用易于拼接、區分、簡單的材料。

結構游戲的設計目標與過程 在結構游戲設計中應用教育機器人，應當根據幼兒的建構水平、動手能力以及材料特點確定具體的活動目標。因為樂高教育機器人相對復雜，并不適合成為幼兒自由建構的結構游戲材料，所以主要采用主題建構的模式指導規劃教學流程。具體包含五個部分：1）教師針對游戲主題進行課程導入；2）指導幼兒做好固定搭建的部分；3）指導幼兒做好創意搭建的部分；4）利用完成好的機器人進行游戲環節及展示活動；5）整理材料。

在進行游戲的過程中，教師要有序地提供材料，讓幼兒先搭建固定模型，再搭建創意部分，這樣能夠根據難易程度設置合理的進度，避免過多的材料對幼兒產生干擾，同時使活動更加緊密流暢。

3 案例設計：奔跑的小車

目標設置 本案例施教對象為4～5歲的幼兒，此階段的幼兒具有一定的動手能力和區分能力，所以通過大顆粒樂高教育機器人的不同拼接與組合，可以實現幼兒的動手能力和創新能力的培養。具體教學目標：1）利用拼接機器人小車，鍛煉幼兒基本的動手實踐能力；2）通過改造獨特的小車，培育幼兒的創造性；3）提升幼兒對于機器人的興趣，使幼兒了解小車行駛過程。

前期準備工作 前期準備包含兩個部分：1）環境準備階段為每個幼兒提供獨立的拼裝區域，以及教師和幼兒示范的展示臺；2）材料準備階段需要在教室內放置樂高積木箱方便幼兒取用，另外根據設計要求配置相應的材料，方便幼兒按需獲取。

活動過程 具體游戲過程的設置主要包含四個部分。

1）完成游戲導入。教師讓幼兒說一說在馬路上會看到什么樣的車，由此引導幼兒觀察機器人小車的結構。

2）固定部分的搭建。提供兩塊2×4積木塊、兩塊2×4薄板、四個滑輪、兩個輪胎、兩個24齒齒輪、兩個24齒冠狀齒輪、兩根短軸、一根齒輪短軸、一根滑輪蝸桿、一塊八孔三通積木塊、兩塊20孔九通積木塊、一塊鳥嘴塊、一個搖柄，完成搭建小車模型并保證小車正常行駛。

3）創意搭建。提供豐富、多種形狀的結構件，幼兒能夠對機器人小車的裝飾品進行隨意搭配，組合成屬于自己的獨特小車。在此部分額外提供更多的2×4積木塊、2×4薄板、鳥嘴塊、三角磚、橋墩等材料，以便創意搭建小車。

4）機器人小車展示。讓幼兒上臺將自己搭建的機器人小車展示出來，并實現小車的運動，引導幼兒間互動交流。

前兩步通過導入課程和搭建拼接來鍛煉幼兒的動手能力，第三步通過創意搭建培育其創新能力，第四步通過展示交流能夠加強幼兒的信心，加深對自己成果的喜愛程度，保持對機器人學習的興趣。

評價 通過對機器人小車的結構進行講解，幫助幼兒了解具體的搭建目的。在對固定部分搭建的時候，能夠讓幼兒看到自己所搭建的小車，提升幼兒的模仿水平與動手能力。而在創意部分讓其根據自己的喜好改造小車，能夠激起幼兒的創新能力。通過這樣的設計，讓幼兒將自己的想象力融入機器人小車的構建過程，培養幼兒的創新能力。

注意事項 在結構游戲活動中，教師需要注意：1）在情感上要對幼兒進行積極的引導；2）在教學環節要確保游戲時間充足，對投放的材料要有所把握，不能隨意提供無用材料造成幼兒混亂；3）在組織環節有必要確保每個幼兒都在進行活動，以免掉隊。由于幼兒天生好動，難免出現突發情況，活動具有不確定性，教師需要做好充分準備去面對這些情況，避免教學活動受到影響。

4 結語

總而言之，教育機器人的使用對于激發幼兒的學習興趣具有重要的意義，通過將教育機器人運用于幼兒結構游戲教學，不僅能夠更好地發揮教育機器人的作用，也能更多地利用教育機器人的特性鍛煉幼兒的動手能力，培養幼兒的創新能力。在幼兒教學活動設計過程中，教師應根據幼兒的實際情況，做好幼兒能力評價，提供正確的指導與材料，科學地設計結構游戲，使得幼兒的動手能力和創新能力得到正向強化。