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中小学机器人教育中的探究性学习活动实施策略研究
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孙岩松张克松
摘要:机器人教育能有效发展学生的科学精神、自主发展及实践创新等核心素养。在中小学机器人教育中应用探究性学习模式可进一步提升机器人教育的成效,基于此,本文提出中小学机器人教育与探究性学习模式有机结合的实施策略,即教师树立“学生中心”教育观、遵循探究性学习的心理学理论和依据探究性学习的一般过程进行实践演绎,希望为一线实践者提供些许参考。
关键词:机器人教育;探究性学习;实施策略
现阶段,中小学机器人教育开展的如火如荼,机器人教育所特有的创新性和实践性在发展学生科学精神、自主发展及实践创新等核心素养方面极具前瞻性价值。2017年8月由美国新媒体联盟颁布的《地平线报告(基础教育版)》将机器人技术列为近期进入主流应用的教育技术,强调其在基础教育中的作用。2018年4月教育部印发《教育信息化2.0行动计划》,提出加强学生课内外一体化的信息技术知识、技能、应用能力以及信息意识、信息伦理等方面的培育。随着国内外信息化政策的持续出台,机器人教育在人工智能教育、创客教育等新型教育模式中的应用价值渐受研究者瞩目。在中小学机器人教育中应用探究性学习模式可进一步提升机器人教育的成效,因此,本文将基于探究性学习模式着重探讨中小学机器人教育中的探究性学习活动实施策略。
一、中小学机器人教育中的探究性学习活动实施策略
(一)教师应树立“学生中心”教育观
目前,机器人教育并没有作为一门独立学科纳入中小学日常教育教学中,在《义务教育階段信息技术课程标准(2012版)》中也是作为拓展模块存在,绝大多数是以兴趣班、综合实践课组成部分、学科整合和机器人竞赛驱动等方式引入机器人教育,并且多由计算机教师或短期培训教师教学,教师水平参差不齐。在这一现状下,是否能富有成效的实现机器人教育价值与机器人教师专业水平和教育理念息息相关。
机器人教育的创新性和实践性的本质决定了机器人教师不能“一本书讲一辈子”,尤其面对的学生是新时代在互联网环境下长大的“原著民”。他们更善于交流与合作且思维具自主性、开放性。因此机器人教师不仅要熟练掌握机器人教学相关知识、工具、资源,而且要大胆求索、开拓新路,在教学实践中“以教为学”拓宽知识储备,不断更新专业知识,提升专业技能,并且积极参加各种线上或线下的教研活动来不断更新教育观,逐渐树立“以学生为中心”的教育观,尊重中小学生的主体学习地位。
(二)遵循探究性学习的心理学基础理论
大量研究显示,好的探究能帮助学生构建更深层次的概念和提升高端思维能力。因此在机器人教育中开展探究性学习是实现教学目标的较佳路径。探究性学习的理论基础可以在心理学上追溯到布鲁纳的认知-发现说和建构主义学习理论。
1.布鲁纳的认知-发现说
按照布鲁纳的观点,学习的实质是个体在教师引导下积极主动的形成自己的认知结构,并将自主所学的新知识与先前认知结构联结起来,构建其知识体系,在教学观上,教学的根本目的在于使学生理解学科基本结构,进而促进学习迁移,发展儿童智力和创造力。并且强调发现法是学生掌握学科结构的最好方法。在发现法的使用中,教师需要根据学生的心理发展水平和经验来创设问题情景,激发学生的探究欲望使其积极寻求解决问题的各种假设方法,并引导学生运用分析思维在理论和实践上验证假设,最终在解决问题的过程中使学生“乐学善思”发展自身创造性和批判性思维。
2.建构主义学习理论
建构主义学习理论根据研究者关注点的不同分为认知建构主义和社会建构主义。两者基本观点都认为教育者必须以儿童在日常生活中积攒的丰富经验为起点,创设合适的学习情景,引导儿童“生长”出新的知识。同时学习者在知识建构过程中具有主动建构性、社会互动性、学习情景性。认知建构主义学习理论在教学中具体应用以探究性学习为典型代表,探究学习的过程就是学生通过发现问题、分析问题、解决问题而生成知识的过程,探究性学习的具体的、广泛采用的模式是基于项目的学习,一个项目式的学习由教师提出驱动性问题、学生制定探究计划、实施计划、交流实施结果、评价等组成。
(三)依据探究性学习的一般过程进行实践演绎
基于上述,结合教学设计的基本理论,中小学机器人教育中的探究性学习活动设计由如下部分构成。
1.学习者分析:教学目标定制化
根据加德纳的多元智力理论,每一个学习者在不同程度上拥有言语-语言、逻辑-数理、视觉-空间等九种智力。不同智力的不同组合构成了学生的个性差异。因而中小学机器人教师不能“一视同仁”,在开展探究性学习的过程中首先因在对学习者特征及知识、技能、态度进行深入分析的基础上理解每一个学生都有自身长处和发展需求,并以此为基础从知识、技能、情感态度三方面为不同学生定制不同的教学目标,只有“随人分限所及”才能积极促进学生个性充分发展,实现机器人教育的预期价值。
2.学
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