中学创客教育校本课程的开发与利用以《Arduino简易机器人》创客课程为例

薛有存 李富龙

摘要：创客运动的浪潮席卷全球，创客教育发展的如火如荼。本文以Arduino简易机器人创客课程为例，阐述了中学创客校本课程性质、课程理念、课程目标、单元内容、课程实施建议。

关键词：创客;创客教育;校本课程

一、课程性质

Arduino简易机器人遵循STEM科学、技术、工程、数学四位一体的理念，学生在运用Arduino平台进行机器人创造开发的时候，把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面过程，使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。

1.科学性

Arduino简易机器人是一门交叉了多门学科的综合性课程，涉及到许多基础学科，它是以多种学科的基础理论作为前提的。

2.实践性

Arduino简易机器人具有很强的实践性，学生在学习该课程的时候必须参与到机器人设计制作的过程中来，这一实践过程也使得学生的学习变得生动有趣。

3.综合性

在Arduino简易机器人的学习过程中仅仅拥有物理、生物、化学等基础知识是远远不够的，它要求学生人为地对多门学科知识进行综合创造，在创造发明的基础上，综合运用多学科知识，做成满意的作品。

4.创造性

Arduino简易机器人后期学习的关键在于学生思维的创造性开发。Arduino简易机器人基于学科理论，立足于实际生活，通过技术思想以及Arduino平台的运用解决现实生活中的实际问题，为学生细心生活、发挥创造性提供了宽广的舞台。

二、课程理念

1.以STEM为理念，培养学生全面发展

STEM教育作为后设学科，以与其他学科融合成一个新整体为基础。在Arduino机器人教育中融入STEM理念的教學不仅可以培养学生的STEM素养，还可以帮助学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。

2.注重学生创造能力的培养，加强学生实践能力

Arduino简易机器人的学习不是教条式的课本知识的灌输，需要学生参与到课堂中来，通过发现生活中的问题，提出解决问题的创造性想法，再运用Arduino平台进行机器人制作以解决实际问题。这一系列的活动都需要学生参与其中并主动实践。

三、课程目标

Arduino简易机器人课程的总目标是提高学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力，根据三维目标的划分，将课程目标细分如下：

1.知识与技能

初步了解机器人的基本结构，了解机器人在社会生活中的应用;完成简单的机器人设计、硬件装配、程序编写、功能调试等任务;通过在掌握有关机器人的知识和技能的基础上，积极创意解决更多实际问题，在过程中培养创新精神，提高实践能力。

2.过程与方法

在教师指导下，通过模仿及积极的创意，能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试等任务，使机器人能够解决简单的问题。

3.情感态度与价值观

感受机器人技术的重要性以及Arduino平台的便捷性，培养对Arduino机器人课程学习的兴趣以及动手解决实际生活问题的兴趣，提高问题意识以及STEM素养，促进全面而有个性的发展。

四、Arduino简易机器人单元内容

总共分为四章，第一章：绪论 认识机器人;第二章初识Arduino：第1课，走进Arduino的世界，第2课，闪烁LED，第3课，按钮控制的LED，第4课，流水灯，第5课，创意LED;第二章，动手做项目：第1课，人体感应灯，第2课，电子温度计，第3课，简易电子琴，第4课，超声波测距仪，第5课，环境数据监测记录仪;第三章 玩转机器人：第1课，电子时钟，第2课，ppt播放遥控器，第3课，避障小车，第4课，巡线小车，第5课，遥控小车。

五、课程实施建议。

（一）教学建议

1.教学内容应在符合学生认知水平的基础上力求充实。

在做教学设计的时候要充分考虑到学生的原有知识水平，Arduino简易机器人的教学是以学生原有的基础学科的知识作为前提的，所以对学生原有知识的考查至关重要。教学内容的设计也是在考虑到学生原有水平的基础上进行的。

2.教学思路应在符合学生认知规律的基础上力求清晰。

教学内容是有先后次序的，上下位知识的学习如果打断的比较离谱，学生的学习效果必然是不好的。即使要打破教学陈规，教师的心中也要有一条教学的主线。

3.教学策略及教学方法应力求激发学生兴趣、挖掘学生创造能力。

对于Arduino简易机器人的知识教学运用怎样的教学方法，学生学起来不会感到枯燥无味，对于实践性较强的机器人创造运用什么方法能有效发挥学生的特长以及创造性，怎样的教学策略能够激发学生学习兴趣，怎样的教学策略能够维护课堂秩序使得教学顺利进行，这些都是需要教师在教学设计时就做详细考虑的。

4.对教学实施过程中的突发情况进行预测并合理调整。

在把握Arduino简易机器人课堂的基础上，灵活调整教学策略，改变教学方式，根据课堂的教学实际把一些突发事件转化为比较流畅、生动的教学环节，也是一门伟大的教学艺术。

（二）评价建议

1.参与性原则。注重学生在课堂的积极参与性以及与其他同学的合作，适时提供相应的参与性评价表记录学生的参与活动。

2.综合性原则。评价的内容不能片面，要综合考虑到学生的各科知识基础，学生对Arduino简易机器人基础知识的学习以及学生在综合运用各个知识解决实际问题的能力。

3.激励性原则。对于中学生来言，Arduino简易机器人是比较新奇的知识，在过了刚刚开始的新鲜感以后，会遇到各种各样的问题，这个时候教师需要通过激励性的评价，为学生的好奇心保鲜，同时鼓励他们发挥自己的长处，大胆尝试，创作出满意的作品，提高创新能力以及实践能力。

参考文献：

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[2]徐玉珍.校本课程开发的理论与案例[M].北京：人民教育出版社，2003.

[3]杨理连.“四层次”工学结合融“教学做”为一体[J].中国高等教育，2008（12）.