黃珩

【摘要】STEAM是Science（科學(xué)），Technology（技術(shù)），Egineering（工程），Arts（藝術(shù)），Maths（數(shù)學(xué)）五個(gè)單詞的首字母組合。Steam現(xiàn)逐漸發(fā)展為包容性更強(qiáng)的跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育，強(qiáng)調(diào)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，在動(dòng)手實(shí)踐中不斷建立跨學(xué)科的創(chuàng)新思維和應(yīng)用能力。在魔方機(jī)器人教學(xué)中引入STEAM理念，可以大幅提高小學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】STEAM理念;機(jī)器人教育;創(chuàng)客魔方機(jī)器人

當(dāng)今科技發(fā)展日新月異，一個(gè)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力往往取決于這個(gè)國(guó)家的創(chuàng)新人才儲(chǔ)備，而創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要?jiǎng)?chuàng)新教育，因此STEAM教育理念應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)政府一直都十分明確創(chuàng)新教育的重要性，尤其在近年來(lái)鼓勵(lì)有條件的地區(qū)進(jìn)行STEAM教育和機(jī)器人教育等創(chuàng)新課程的探索和實(shí)踐。機(jī)器人教學(xué)是以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向，促使學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，其是發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)新性的有效途徑。機(jī)器人教學(xué)的有效開(kāi)展對(duì)培養(yǎng)學(xué)生探索能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力具有極大的促進(jìn)作用，如何在機(jī)器人教學(xué)中融入STEAM理念是值得我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索的問(wèn)題。

創(chuàng)客魔方機(jī)器人項(xiàng)目有起點(diǎn)相對(duì)較低，基礎(chǔ)學(xué)科整合便利，可廣泛推廣，投入資源快捷廉價(jià)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是開(kāi)展STEAM融合教學(xué)的優(yōu)秀項(xiàng)目，對(duì)于提升基礎(chǔ)信息學(xué)課程改革，提升學(xué)校學(xué)生創(chuàng)新能力，拓展學(xué)校創(chuàng)新項(xiàng)目有著重要價(jià)值。

一、創(chuàng)客魔方機(jī)器人在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)施中的問(wèn)題

在過(guò)去的三年時(shí)間里，我們雖在創(chuàng)客魔方機(jī)器人競(jìng)賽中取得了一點(diǎn)成績(jī)，但相關(guān)課程基本圍繞競(jìng)賽開(kāi)展，重技術(shù)而輕過(guò)程，重實(shí)踐而輕應(yīng)用，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)于課堂教學(xué)模式的實(shí)施仍然不夠清晰，以傳統(tǒng)課堂為主體的教學(xué)方法，容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)以下的問(wèn)題。

學(xué)生缺乏自主尋求解決搭建問(wèn)題的方法，學(xué)生在搭建機(jī)器人的過(guò)程中，遇到的物理學(xué)問(wèn)題，往往不經(jīng)過(guò)自主思考，直接求助老師，缺少自主探究的創(chuàng)新精神;電學(xué)知識(shí)較弱，小學(xué)生對(duì)電壓的穩(wěn)壓、降壓，以及正負(fù)極接線(xiàn)等基礎(chǔ)電學(xué)知識(shí)理解不夠深入，導(dǎo)致時(shí)常接錯(cuò)線(xiàn)而燒壞電子元器件;缺乏對(duì)魔方機(jī)器人的檢修能力，由于機(jī)器人接線(xiàn)的復(fù)雜性以及由于碰撞產(chǎn)生的不穩(wěn)定性，經(jīng)常需要對(duì)機(jī)器人的傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)或者是對(duì)機(jī)器人線(xiàn)束進(jìn)行加固和重接，學(xué)生在這方面能力較為薄弱，害怕把機(jī)器人的問(wèn)題嚴(yán)重化。

二、STEAM教育與機(jī)器人教育的結(jié)合

（一）立足課堂， 讓學(xué)生從“做”中學(xué)

在進(jìn)行創(chuàng)客魔方機(jī)器人課堂教學(xué)時(shí)，由于課程時(shí)間緊張，任務(wù)繁重。因此教師必須深度挖掘課堂教學(xué)的內(nèi)容，以保證STEAM教學(xué)可以順利有效地開(kāi)展。在基于STEAM的魔方機(jī)器人教學(xué)中，教師可以通過(guò)對(duì)魔方機(jī)器人的各種知識(shí)進(jìn)行劃分，形成模塊化的教學(xué)方式，以幫助學(xué)生對(duì)機(jī)器人可能遇到的潛在問(wèn)題進(jìn)行一一深入探索，將物理電學(xué)，工程搭建，程序設(shè)計(jì)等幾個(gè)部分的內(nèi)容融合起來(lái)，全面培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用。讓學(xué)生在課堂中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、大膽猜測(cè)、親自動(dòng)手實(shí)踐，最終解決問(wèn)題。

讓學(xué)生“從做中學(xué)”，也就是從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。讓學(xué)生在實(shí)踐當(dāng)中獲取知識(shí)，通過(guò)知行結(jié)合，讓學(xué)生真正的理解知識(shí)，學(xué)會(huì)應(yīng)用知識(shí)。以魔方機(jī)器人搭建為例。按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，學(xué)生只會(huì)按照老師PPT上的內(nèi)容，進(jìn)行模仿搭建。這雖然可以相對(duì)高效地向?qū)W生傳授搭建機(jī)器人的方法，但是卻限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮，而且學(xué)生也不能明白各種工程結(jié)構(gòu)在機(jī)器人整體穩(wěn)定性中發(fā)揮的作用。若可以把教學(xué)過(guò)程改成老師只提供簡(jiǎn)單的思路框架而不展示機(jī)器人的整體搭建步驟，由學(xué)生根據(jù)老師的框架，自行設(shè)計(jì)機(jī)器人的工程結(jié)構(gòu)，在實(shí)踐中探尋重心高度、前后配重、橫縱梁穩(wěn)定性等各種物理學(xué)工程知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，讓學(xué)生在實(shí)踐中跌倒、爬起、再跌倒、再爬起的挫折中獲取經(jīng)驗(yàn)，從經(jīng)驗(yàn)中汲取知識(shí)。這雖然可能會(huì)大大降低機(jī)器人搭建的效率。但是可以充分培養(yǎng)并調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)以及動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)可以提高學(xué)生的抗挫折能力。這種教學(xué)模式不但可以讓學(xué)生真正理解應(yīng)用知識(shí)，在賽場(chǎng)上，遇到突發(fā)情況也能更好地自由應(yīng)對(duì)。

（二）融合STEAM理念，促進(jìn)多元評(píng)價(jià)

在傳統(tǒng)魔方機(jī)器人課堂教學(xué)中，更傾向于以對(duì)學(xué)生作品的評(píng)價(jià)作為學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)依據(jù)。但是，STEAM理念下的機(jī)器人教育應(yīng)該更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不是以最后的成果作為唯一評(píng)價(jià)依據(jù)。我們老師在課堂中還應(yīng)該關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，比如團(tuán)隊(duì)合作能力、發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的能力、動(dòng)手能力等等。舉個(gè)例子：一位學(xué)生在編程的過(guò)程發(fā)現(xiàn)了和老師不一樣的思路，于是用自己的思路重構(gòu)了代碼，結(jié)果不一定成功，甚至?xí)吆芏鄰澛罚Ч矔?huì)比老師的思路要差。但是我覺(jué)得這種學(xué)生比起循規(guī)蹈矩按老師的思路快速完成的學(xué)生更應(yīng)該值得重視。重視過(guò)程的多元評(píng)價(jià)體系才有利于鼓勵(lì)學(xué)生積極參與項(xiàng)目過(guò)程，提出自己的創(chuàng)意和想法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）從教師自身出發(fā)，推動(dòng)STEAM深度教學(xué)

對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，課堂中想要深入落實(shí)STEAM教育，教師本身各學(xué)科的知識(shí)必須過(guò)硬。由于不是傳統(tǒng)按步就班的教學(xué)模式，若本身各學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備不深，很容易在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，不能給予有效的建議，來(lái)引導(dǎo)其繼續(xù)探究，從而導(dǎo)致STEAM課堂效率低下。為此，教師必須重點(diǎn)對(duì)STEAM 深度教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探究，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，使課堂教學(xué)更加靈活多樣。課堂上必須安排足夠多的時(shí)間來(lái)讓老師和學(xué)生共同交流運(yùn)作。只有在良好民主的課堂氛圍中，才能提高學(xué)生的主動(dòng)性。同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于分享的創(chuàng)客精神以及習(xí)慣聽(tīng)取他人經(jīng)驗(yàn)的良好品格，這樣課堂也就變成以學(xué)生的發(fā)展為本，以學(xué)生為主體的生本課堂教學(xué)形態(tài)。

三、小結(jié)

隨著對(duì)STEAM理念的深入探究，以及在創(chuàng)客魔方機(jī)器人教學(xué)中的探索，能夠通過(guò)多元化的教學(xué)方式來(lái)激勵(lì)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)的實(shí)踐精神，促進(jìn)學(xué)生將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為勞動(dòng)技能，從而全面提升學(xué)生核心素養(yǎng)，激發(fā)思維的多元化同時(shí)通過(guò)STEAM教育對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人課堂的改進(jìn)創(chuàng)新，也可以使得課堂的質(zhì)量和水平得到全面的提高，為社會(huì)培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新性人才。

【本文系2020-2021學(xué)年南海區(qū)教育教學(xué)小課題項(xiàng)目“基于STEAM理念的創(chuàng)客魔方機(jī)器人教學(xué)策略的研究”成果（課題編號(hào)：NHXKT2020101345）】

【參考文獻(xiàn)】

[1]周艷.淺談STEAM教育與小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)結(jié)合[J].益智，2020（09）：163-164.

[2]馮若君.STEAM理念下小學(xué)機(jī)器人教育的教學(xué)模式研究[D].重慶：西南大學(xué)，2020.

（責(zé)任編輯：黃潔梅）