机器人教育，即学习机器人的相关理论以及相关技能，旨在培养学生创新能力和实践能力。2000年，我国开启小学机器人课程教学。目前我国小学机器人课程教学尚处于初始阶段，在学习活动设计等方面还存在不足：有些学习目标不符合学生的年龄特征，学习活动多以教师讲授形式开展，学生处于被动接受状态，少有动手实践的机会；评价的主体仍是教师，评价维度单一。以建构主义倡导的设计型学习双循环模式为理论基础，结合STEM理论及机器人教育的特点设计了小学机器人学习活动，进行了前端分析以及对学习活动流程的分析、设计，构建了小学机器人学习活动设计模型。
我国的STEM教育研究起步较晚。近年来STEM教育在我国发展迅速，中小学不断开展相关的STEM教育。STEM理念强调综合素养，而不仅仅是科学、技术、工程、数学简单整合。此外，STEM教育强调多学科的交叉融合以培养学生的综合实践能力和问题解决能力，机器人课程就是STEM教育中具有代表性的一门课程。机器人被视为学习科学、技术、工程学和数学（STEM）等知识以及培养学生问题解决与创新能力的一种媒介。机器人教育与STEM教育在理念上是一致的。笔者认为，在设计机器人学习活动时应借鉴STEM理念并注意以下几点。
机器人课程是一门融合了多个学科的综合性课程，学生在学习过程中不仅要学习理论知识，而且要参与程序编写、技术操作等实践活动，因此学习的内容应该具有综合性，有利于培养学生的综合素养。
分层设计学习目标，引导学生由易到难，分步达成目标，这样更有利于学生学习。教师应通过任务驱动方式在学习活动中不断激发学生的想象力，让学生体验设计作品的过程。与传统教育中“以知识传授为主”的课程相比，机器人课程教学应该更加生动有趣，给学生动手操作的机会，通过“做中学”来激发学生学习兴趣，培养学生的实践能力。学习活动宜采用小组合作的方式开展，从而培养学生的合作学习能力。融入STEM理念的机器人学习活动应更加多元和开放，教学评价不能只注重成绩和最终成果，还应注重学生在学习过程中各种能力表现和提高情况。教师不是评价的唯一主体，应凸显学生学习活动中的主体地位。学生也是教学评价。基于STEM理念及机器人学习活动的特点，以建构主义作为理论依据，提出了自己的设计型学习双循环模型。
设计型学习是一种基于项目的学习，即学生在设计项目与解决问题的过程中学习他们需要的知识与技能。教师通过呈现问题或需求设计活动项目，让学生接受挑战（任务），激发他们的思维并利用已有知识基础将各科知识进行整合应用来完成任务。学生在这个过程中重新对知识进行建构，再利用新学的知识对项目进行修改和设计，这是一个循环迭代的过程。学生在活动中分析问题、整合知识并解决问题正是STEM理念的体现。
综上所述，设计型学习的活动设计具有复杂性和探究性，克洛德纳基于这两个特点提出了设计型学习双循环探究模型。由图1可知该模型包含两个循环，左侧为设计循环，右侧为调查研究循环。“需要做”和“需要知道”即教师通过创设情境呈现问题和需求，向学生提出挑战任务，让学生借助已有知识经验分析任务并为了解决问题而设计项目，然后进行展示和评估，完成对新知识的建构以及项目的再修改、再设计，这就是设计循环的一般过程。在这个过程中，学生参与项目设计活动就要进行调查研究，进入调查研究循环。设计循环、研究循环这两个循环不断地交互迭代，而学生在循环中不断再修改、再设计后探究设计出最终成果。
联系客服
