基于核心素养的小学机器人创客课程实践研究

摘 要：随着创客及创客运动的兴起，国内外纷纷创建创客空间，创客教育在全球范围内迅速开展起来。但目前中小学创客教育却缺乏系统有效的创客基础课程。针对这一实际情况，本文根据《中国学生发展核心素养》与《全国中小学信息技术课程标准》要求，以建构主义理论为指导，把小学信息技术课程中拓展延伸部分机器人课程内容与学科课程内容深度融合，开发小学机器人创客基础课程。本文设计出小学机器人创客基础课程课程大纲，大纲内容包括课程性质和任务、课程目标、课程内容与结构和ECS教学模式四部分，在此基础上进行课程教学实践并对其进行师生评价。通过开展小学机器人创客基础课程实践研究，发现小学机器人创客基础课程在培养学生学会学习、科学精神与实践创新能力方面能发挥重要作用，实践效果较好。本文研究内容可以为开展创客教育的基础教育学校提供教学参考课程资源。

关键词：核心素养；机器人教育；信息技术；创客基础课程

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）01-0005-07

近几年，创客运动越来越受到人们的关注，在“互联网+”教育的大背景下，创客运动的影响得到空间和地域的极大扩展，创客教育不断发展起来。创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以数字化技术为工具，以融合学情的项目驱动为途径，倡导造物，鼓励分享与创新，培养学科解决问题能力，团队协作能力和创新能力人才，以课程形式落实到中小学的一种素质教育。融合学情就是指学校在实施创客教育时一定根据学生年级、知识储备等开设有针对性的创客教育课程，并且要考虑从低年级到高年级的衔接，实现终身创客教育。

美国作为创客运动的发源地，其创客教育在全球也是最具规模和影响力的。大约在2013年前后，美国的众多中小学开始加入到“创客运动”之中，开展“创客教育”（Maker Education），由此以后，创客教育应运而生并发展迅猛。创客教育于2013年在中国兴起。通过我国学者对创客的深入研究，我国广大教育工作者及专家开始认识并了解创客教育，特别是随着我国教育信息化的全面推进，创客教育受到了越来越多的关注与青睐。

目前基础教育改革全面推进创客教育，全国各地的中小学都在如火如荼地展开创客教育工作[1-7]。通过对国内外创客教育与创客教育中机器人课程体系研究现状的梳理，国内外均较少将注意力聚焦在教学实践领域以及形成完整基础课程体系方面，因此开展过程中还存在许多问题，其中最主要的问题就是缺少系统有效的创客课程[8-9]。虽然国内有一些教育机构与创客教育公司在开展创客教育，但由于创客教育是新生事物，教育机构与企业对创客教育的研究也刚刚起步，很多创客教学模式与课程体系不够完善。机器人创客课程是创客教育的主要课程之一，由于乐高机器人有许多优势，所以国内外机器人创客教育中乐高机器人使用较多[10-11]，但是，通过对乐高Wedo2.0课程包的研究发现，乐高Wedo2.0机器人只与小学科学课程进行了结合，而忽略了与其他学科的结合，教育机构在上机器人课程时，只针对小班型学生，很难在基础教育學校常规教学班大规模开展起来[12]。针对这一实际情况，本文在调研国内外小学机器人课程研究的基础上，结合本土教育环境，给出小学机器人创客基础课程定位，开展小学机器人创客基础课程实践研究工作。

一、小学机器人创客基础课程课程设计理论基础与学情分析

2016年9月，《中国学生发展核心素养》在北京发布，中国学生发展核心素养，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等十八个基本要点。研究学生发展核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要举措，也是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要[13]。小学机器人创客基础课程主要围绕《中国学生发展核心素养》中文化基础：“科学精神、自主发展；学会学习、社会参与；实践创新”等三个方面，着重培养学生这三个方面的核心素养，并在课程实践中逐步细化。

随着科学技术的发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛。机器人技术涉及多门学科，是世界强国重点发展的高新技术，也是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志。在2012版《全国中小学信息技术课程标准》中，机器人属于小学信息技术课程的拓展模块[14]。目前，沈阳市小学信息技术教材以培养学生的创新能力和实践能力为重点，内容覆盖了教育部《中小学信息技术课程指导纲要》的必修内容，并根据信息技术教育的发展情况及沈阳市实际情况进行了机器人内容的拓展。学生在学习其他学科的同时，掌握了信息技术基础知识，了解信息技术的发展过程及对社会的影响，初步具有获取、传输、处理和应用信息的能力，具备了信息基本的信息素养，为机器人的学习打下了基础[15]。但是，小学机器人的拓展内容只有小学六年级有1课时的内容有所涉及，这对学生学习机器人来说是远远不够的，而且根据《全国中小学信息技术课程标准》，学生从三年级就已经开始学习信息技术，到五年级为止，已经具备一定的信息素养，且五年级学生探究能力较强，能够快速接受新事物，对新事物有很强的好奇心，能够进行机器人课程学习。

为了更好地贯彻和实现国家提出的《中国学生发展核心素养》目标要求，建构主义理论的指导显得尤为重要。小学机器人创客基础课程设计以建构主义理论为理论指导，以学生为中心，让学生在课堂上对知识进行主动探索、主动发现，利用信息技术等各种手段创造学习情境，帮助学生进行知识构建。

总之，在基础教育领域，机器人课程不仅是信息技术课程的拓展延伸模块，也是创客课程的基础模块。机器人创客教育不仅仅是“机器人”组装技巧的掌握和熟练运用，而且能引领学生掌握扎实的基础知识，促进学生高级思维的发展。因此，本文基于建构主义理论框架，主要围绕如何提高学生科学精神、学会学习、实践创新三个方面核心素养而努力构建小学机器人创客基础课程。