创客教育在中职学校微型机器人教学中的应用

黄绒

摘要：“互联网+”时代的到来，在改变人们生产、生活方式的同时，也给中职学校微型机器人学科的教学方式、师生角色转变和要求带来了新的挑战。创客教育模式的出现，为工业机器人专业教学的建设和发展开辟了新的途径。本文介绍了嘉兴技师学院创客教育环境基础的构建，并以教学实绩展示了创客教育在微型机器人教学应用中的优势。

关键词：中职学校 创客教育 微型机器人

一、创客教育的内涵

“创客”一词源于英文“Maker”，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人。创客教育的教学目标是培养具有创客精神和优秀素养的全面发展的人。创客教育是使学生在掌握知识技能的同时，通过实践和创造激活知识和技能，让知、情、意、行结合、使学、思、动、用、创统一。中职微型机器人教学过程中可以运用创客教育理论，采用启发式、案例式、项目式、参与式等教育方法，采用多主体、过程性、发展性教育评价。通过发扬创客教育创新、实践、合作、共享的教育内涵，培养出更多具有创新精神和实践能力的新型人才。

二、微型机器人教学运用创客教育的环境基础

近年来，笔者所在的嘉兴技师学院十分重视微型机器人学科建设，共计投入资金500多万元，建成占地面积2000平方米的机器人实训中心（二期），整体布局体现了思维认知的渐进模式，已于2016年投入使用。

1.微型机器人“创客室”的规划与设计

“创客室”在基于空间布置、装修设计、基础设施的建设上，注重实用，充分有效地利用空间，风格简约大方。利用“创客室”外的走廊陈列宣传微型机器人的展板，主要展示学生社团活动的照片、比赛掠影、相关教学研究成果等，旨在营造激励学生创新和实践的氛围。

教学功能区域由四块构成：一是教学搭建区，主要进行智能机器人的日常教学，学生在该区域组装、搭建、调试机器人。二是活动区，是智能机器人活动的专用场地，主要用于学生测试组装的机器人的性能。三是成果展示区，集中对教学成果进行展示以及进行智能机器人的展示交流或表演。四是储物区，主要用于存放智能机器人及相关设备，以及学生个人的贵重物品。

2.微型机器人“创客室”的教学情况

微型机器人搭建是笔者学院工业机器人应用与维护专业开设的一门专业课程。课程日常教学选用的设备是乐高EV3，用于比赛的是费斯托设备。学院成立了微型机器人社团，积极吸收对微型机器人感兴趣和热爱微型机器人的学生，并面向全校开设微型机器人选修课，旨在扩展学生的知识面，提升学生的兴趣，为全校每一位爱好微型机器人的学生提供广阔的空间，发挥每位学生的特长和潜能，从而为培养高素质创造性人才搭建了良好的平台。

3.微型机器人“创客室”学生外出比赛交流情况

近年来，笔者学院通过“创客室”培养了一批批优秀的创新型人才，并派出学生代表学校外出交流，交流的方式主要有参加竞赛、参展、进企业活动、走进新居民子弟学校科普微型机器人知识。笔者学院派“创客室”的学生积极参加各类技能比赛，旨在为世界技能大赛培养和挑选优秀选手，从而达到了以赛促教、以赛促学、以赛促改的目的，把比赛资源转换成教育资源。

近三年，学生参加各类比赛，取得了累累硕果：2015年，获得嘉兴市青少年机器人比赛一等奖；2016年，获得FLL机器人世锦赛嘉兴选拔赛高中组团体第一名和第三名；2016年，获得FLL机器人世锦赛浙江选拔赛二等奖、三等奖；获得第44届世界技能大赛移动机器人浙江选拔赛与排位赛赛区第一名、第二名；2017年，获得全国机械行业职业院校技能大赛“博诺杯”移动机器人竞赛暨天津市职业技能大赛一等奖。“创客室”结合“工业4.0”和“中国制造2025”的设计理念，利用乐高EV3MINDSTORMS配件，研发创作的由1万多个乐高元器件小积木和电子器件组成的“智能储仓系统”，在“乐高玩具制造（嘉兴）中国工厂项目”开园仪式上受到了中外专家的追捧。该系统具有上料、进料、分拣、塔吊、补箱、运输和入库七大环节，每个环节既能单独运行，又可互相配合，构建了一套完整的智能储仓生产线。

三、创客教育在微型机器人教学应用中的优势

1.创客教育有利于改变教学方法和教学手段

创客教育将以前以教师为主的填鸭式教学向以学生为主的实践探究教学转变。创客教育在微型机器人教学中的运用，结合了创新教育和项目教学法的理念。微型机器人创客教育通过完成项目让学生有效地结合所学，并与生活中相关的发现和设计相联系，利用互联网技术，使学生切实参与学习和创新，从而改变了教师讲、学生听的被动局面。

在具体的教学实践中，通过运用各种视频、音频、动画等多媒体及板书等教学手段，以小组合作、个人展示等教学活动来提升学生的动手能力，创新思维。此外，教师还可以借助互联网技术，协助学生完成创客项目。

2.创客教育有利于转变学生的学习方式

互联网背景下的微型机器人创客教育，有利于培养学生掌握自主探究式学习方法，可以使学生的自主学习实现良性循环，使学生在微型机器人知识和专业技能的學习方面实现自我构建。微型机器人创客教育通过专业的创客软件、网络课程资源共享平台等现代化信息技术，使学生既能在真实和模拟的情境中学习，又能通过网络课程在线学习，还可以在学校的课程资源共享平台分享创客项目成果。创客教育轻松、有趣的学习环境激发了学生对课程的学习兴趣和创造力。学生在完成创客项目的过程中，不断发现问题、分析问题、解决问题，自主性和探究精神得到了不断的强化和提升。

3.创客教育有利于重塑教师角色，提高教师的教学技能

“互联网+”时代的到来使教师的角色从知识的传播者和讲授者，变成了学生学习的促进者和指导者。创客教育是重塑教师角色过程中最重要的推动因素，各中职学校亦在着力培养“双师型”微型机器人创客教师。在微型机器人创客教育中，教师从课堂传授知识的主体变成了课堂的设计者、组织者和学生学习的引导者。微型机器人创客教师除了需要具备专业的知识和素养外，还需要掌握最前沿的信息技术，从而设计出合理的微型机器人创客项目，通过最大限度地利用创客空间，满足学生开展微型机器人创客项目活动的设施需求，并提供优质的资源和服务。