基于“学习共同体”的创客普惠课程教学模式探究

潘华莉

摘 要：2015年“创客”走入政府工作报告，李克强主持召开国务院常务会议，确定支持发展“众创空间”的政策措施，为创客教学搭建了新平台。机器人教学作为创客课程的一个重要分支，一直在创客教育中占据重要地位。国内外的教学研究指出，中小学生利用机器人来开展教育教学，有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力，机器人教育在基础教育领域受到越来越多的关注。机器人课程的主要任务是培养学生良好的信息素养、创新精神、实践能力。但是大部分学校的机器人教学存在设备不足、传统教学模式无法适应新型创新课堂等问题。面对这样的矛盾，文章以“学习共同体”的形式，探索新型教学模式，发展“普惠教学”，让更多的学生有机会参与进来，共同研究与学习。

关键词：创客;教学模式;机器人;学习共同体

一、 问题的提出

近年来，机器人教育在基础教育领域受到越来越多的关注。机器人不仅有利于学生理解科学，工程学、技术等领域的抽象概念，而且有利于培養学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。

越来越多的中小学将机器人课程引入社团学习中，取得了较好的竞赛成绩。然而以“社团”形式开展的机器人教学，并没有关注大部分的学生，其偏向“精英教育”的教学模式，注定无法走进寻常课堂，传统的课堂教学模式下，机器人教学课堂不够活跃，学生之间缺乏互动，学习效果不理想。那么如何让更多的学生参与进来，并提高课堂效率呢？当笔者接触到学习共同体理论时，茅塞顿开，并非参与最终的竞赛才意味着学习了机器人，一个好的演讲者，其身后亦有一个优秀的团队，所以，培养学生的重点是创造机会，让所有学生参与进来，过程中发现与培养能力，而非将眼光局限在竞赛之上，为此，笔者进行了以下的实践探索。

二、 开展基于“学习共同体”教学设计的理论基础

（一）建构主义理论

建构主义认为知识的获取是建构的，而不是接受传输而来的，知识的建构来源于活动，因而知识存在于活动之中，知识的建构需要对所学内容进行阐释、表达或展现，这是建构知识的必要方式，意义可以与他人共享，因而意义的建构可以通过交流来进行。

（二）学习共同体理论

“学习共同体”（learning community）或译为“学习社区”，是支撑以知识建构与意义协商为内涵的学习的平台，成为信息时代知识创生的社会基础，强调人际心理相容与沟通，在学习中发挥群体动力作用，学习单位由个人拓展为集体有利于更多的学生参与到机器人学习中。

三、 基于“学习共同体”的创客课堂教学模型

VEXIQ的竞赛不仅关注个人的能力，更关注团队合作能力以及科学探索的过程。学生通过体验、解构、智造、测试、问辩、创造、评价反思、分享环节，培养创新能力，提升科技素养。

（一）体验

项目的引入阶段，通过learnsite平台，发布多媒体学案，学生全体体验作品、探索其功能、明确其结构。

（二）解构

分析作品的组成部分、实现原理、技术知识等进行意义建构的过程，涉及拆解、测量、推理等学习行为。这个阶段从软、硬件两方面进行学习。

（三）智造

任务的模仿与创新学习阶段，重点引导学生边做边撰写工程笔记，将遇到的主要问题、对预定方案的修改与原因、资料来源、新的体会。这既是一个记录的过程，也是一个知识建构和能力提升的过程。

（四）测试

根据项目要求对作品进行软件、硬件的测试与调试，达到预期目标，确保设计作品的稳定性。

（五）问辩

以小组为单位制作汇报PPT，讲述制作的灵感、过程、遇到的问题，其他小组充当评委。

（六）分享

学生以组为单位进行互相交流，学生可以去学习你想要学习的那个小组，也可以去指导其他小组制作。此外，记录设计优秀小组，拍摄照片，添加文字说明等布置创客教室的文化墙、校园文化长廊、校园艺术节，适当时候邀请校领导、专家来观摩点评。

四、 VEXIQ“更上层楼”教学案例

以VEXIQ去年初中组的竞赛项目“更上层楼”为例子。我们以普通教学班为主体，课前通过调查问卷摸底后，对所有成员完成异质分组，共计6个小组，每组4-8名学生。分别命名为“A组、B组、C组、D组、E组、F组”，所谓“异质”，指的是每个小组内学生经过考察，有擅长搭建机器人结构的，有擅长逻辑运算的学生。教师课前准备好一台搭建好的VEX机器模型，准备好比赛场地模型及课件。

（一）任务体验

阅读完赛季要求，提出问题“你认为如何堆叠，可以获得更多得分？”而后小组研究场地结构，并讨论出小组结论，在班级内推选小组代表回答，此处不评价任何小组的方案。接着介绍遥控器与机器的配对方法，学生动手匹配遥控器与机器，按照之前的方案夹取轮毂，到达指定区域搭建一层，而后撤回，再来搭建二层，这个过程中，学生仍然以团体为单位，组员依次体验遥控器的力度、范围变化对机器的影响，以及初时的方案实现情况，非常有趣的碰撞点是，同样的方案，有些小组实践一段时间后能够完成，有些不能，这就自然引发学生的“体验式思考”。学生给出各种答案，如“抓取不熟练”“时间不够”“结构不合理”，体验中学生加深了对项目的理解。

（二）解构

带领各个小组成员分析机器搭建过程中的软、硬件两方面，这个过程是与智造阶段互相融合推进的。首先明确机器人设计分为软、硬件两个方面。接着从硬件开始，介绍机器搭建的几个部分：底盘部分、抬升装置、抓取装置。每个部分的知识与技术要点如下。

软件设计部分包括联队赛、个人赛方案设计，自动赛程序设计。

（三）智造

这个阶段，要求小组成员继续完善工程笔记的几个部分，结合前面的学习过程，提出一个完整的工程笔记包括“我们的小队、队员风采、规则分析、初始机型搭建、进阶机型一、进阶机型二、进阶机型三、编程调试（软件与硬件匹配参数设置）、编程调试（联队赛、个人赛）、编程调试（自动赛）、训练测试与改进、训练测试中发现的问题、方案设计（联队赛）、方案设计（个人赛）、方案设计（自动赛）、我们的训练计划”。实行“组长负责制”，组员围绕着工程笔记的几个方面，实现机器人设计过程中的理论与实际的结合。