UGS协同发展理念下的机器人创客教育实践

［摘 要］ 随着科技的快速发展，机器人创客教育逐渐成为教育研究者关注的焦点。主要探讨了UGS协同发展理念下的机器人创客教育，分析了其研究背景，构建了教育模式，实际应用了该教育模式，并根据其中产生的问题修正了教育模式。期望通过地方政府、师范院校和中小学三方的深度合作，提高教学质量，培养更多优秀的机器人创客人才，推动科技和社会进步。

［关 键 词］ 机器人创客；创客教育；UGS；教育模式

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）21-0157-04

一、研究背景

（一）边疆地区中小学机器人创客教育现状

边疆地区中小学因地理位置偏远、经济条件受限，导致机器人创客教育资金、设备和师资力量等相对匮乏，进而影响了教学规模、设备更新速度及师资质量。与发达地区相比，边疆地区的中小学机器人创客教育起步较晚且教学经验和资源不足，因此，教学质量和教学效果不佳。这导致学生机器人基础知识薄弱，在接受机器人创客教育时，可能会面临较大的挑战。随着国家对机器人教育的重视和支持力度增加，边疆地区中小学机器人创客教育也具备一些发展机遇。政府加大对机器人教育的投入，提供更多的资金和设备支持，同时，与当地文化和产业的结合，能够发展出具有地方特色的教育模式。

（二）地方高校师范生机器人教学能力现状

机器人创客教育融合多个学科的知识和技能，高校师范生要掌握机器人的多方面知识。在地方高校开展机器人创客教育的多是教育技术学专业的学生，他们学习过机器人创客的相关知识和技能，但学习还不够深入，使得他们在教学中难以有效地传授相关知识。在机器人教学方面，虽然具备一定的教育理论基础，但在实际操作层面，尤其是机器人编程等深度知识和技术运用经验上有所欠缺，可能缺乏针对教学设计、实施和评价等方面的技能，无法较好地完成机器人创客教育的实际教学。机器人创客教师应该不断学习和实践，提高自身教育教学水平。但是，由于受到资金、实践机会等因素限制，师范生往往无法将所学理论有效应用于实践中，进一步阻碍其教学能力的提高。

二、UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式构建

（一）UGS协同发展理念

UGS协同发展是指“U”（University）——师范院校、“G”（Government）——地方政府（通常为地方教育行政部门）、“S”（School）——中小学，三方坚持“目标一致、优势互补、共建共享、协同发展”的原则共同推动教育的发展。

（二）构建原则

构建UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式，应遵循教育发展的基本规律，把握一致性、互补性、协同性、可操作可持续性原则。地方政府、高校和中小学三方应保持目标一致，共同致力于机器人创客教育的发展，提升学生的创新能力和科技素养。地方政府提供政策支持，高校提供科研优势和师资力量，中小学提供教育教学的实践平台，各方发挥各自优势，形成互补效应。UGS协同发展的核心是协同，因此，各方应在机器人创客教育的全过程中保持密切合作，共同推进教育模式的构建和实施。UGS协同发展模式应具有可操作性和可持续性，能够在实际操作中得到有效实施，并且能够长期稳定地运行。

（三）教育模式

UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式有三个主要的组成部分，分别为地方政府、师范院校以及中小学，这三个部分具有特定的、针对性的功能，三部分之间相互促进、积极合作，以达到促进机器人创客教育发展的目的。

1.地方政府供给教育

“满足公共需求，提供教育公共服务，是现代政府的一项基本职责，是衡量政府管理水平和能力的重要指标。”地方政府应负担起供给教育的职责。一方面，地方政府应为高校的教育教学工作提供政策支持，以确保机器人创客教育能够正常开展；另一方面，地方政府应与高校和中小学建立协同育人的良好机制，形成协同一体的组织模式，使得教育更具有合理性。

2.师范院校服务教育

师范院校是高等教育体系的重要构成部分，应主动服务教育，建设教育。对于高校而言，拥有机器人创客教育教学资源，能够为中小学的机器人创客教育提供所需的硬件和软件教育资源。高校大学生有着丰富的机器人创客教育理论知识和教育教学能力基础，在高校的积极培养下，能够为中小学生讲授机器人创客的相关知识，提高中小学生机器人创客的能力。高校大学生可以作为实习生，在各地中小学任教，积累从教经验，从而更好地进行机器人创客教育。

3.中小学振兴教育

边疆地区的机器人创客教育落后于发达地区，振兴教育成为边疆地区中小学的迫切需求。中小学能够为教育提供场地，并为机器人创客教育的开展提供需要接受机器人创客教育的学生，从中选拔出一些学生组成社团，机器人创客教师可以一学期开设一到两次的体验课，对社团中的学生展开机器人创客教学，与高校共同解决教育中遇到的问题，振兴教育。

4.使用策略

（1）建立合作机制

在推动机器人创客教育的过程中，建立稳固的合作机制是至关重要的。地方政府、高校和中小学应共同制定机器人创客教育的发展规划，建立合作机制，明确各自的责任和义务，确保三方在教育资源、教育过程和教育成果上的协同。

（2）整合资源

高校与中小学之间的紧密合作是机器人创客教育成功的关键。高校与中小学应积极合作，做好教学准备，二者共同参与课程规划，确定教学形式，以确保教学的顺利开展。在教学过程中，双方资源共享，共同致力于培养学生的机器人创客能力。

（3）创新教学方式

在机器人创客教育中，传统的教学方式往往难以满足学生的需求。在机器人创客教育中，应注重学生的实践能力和创新思维培养。可以成立兴趣小组或开展社团活动，采用项目式学习、翻转课堂等方式进行教学。教师在教学中，也应该精细化教学，对学生进行个性化指导，在教学过程中，让学生自己动手实践，引导学生自主探究，提高学生创新能力和解决问题的能力。

（4）持续改进

机器人创客教育是一个不断发展和完善的过程。在机器人创客教育实施过程中，定期进行评估和反馈，针对存在的问题和不足进行改进和调整。同时，关注机器人技术的发展动态和创客教育的新理念、新方法，不断更新和完善教育模式。

三、UGS协同发展理念下的机器人创客教育实施

为验证上述教育模式的可行性，找出其中存在的问题并进行改进，从而更好地构建UGS协同发展理念下1qL5zy5RIoH+wDFUF7XvTQ==的机器人创客教育模式，本文以吉林省延吉市某初中的学生为对象展开教学。

（一）教学准备

在机器人创客教育中，应准备好基础教学所需材料，高校提供机器人硬件设备、配套软件以及教学工具，中小学提供教学所需场地。除基础教学外，还应增设实习生培训项目，通过站台训练培育未来的机器人教育人才。实习生将在导师指导下，学习机器人设计、编程、组装与调试等核心技术。课时安排遵循科学原则设置，兼顾理论与实践，确保学生扎实掌握知识并能动手操作。中小学一线信息技术教师依据教学大纲和目标灵活调整教学计划，紧跟机器人教育发展趋势。机器人创客实验室需定期更新维护各类机器人硬件设备、配套软件以及教学工具，如传感器、马达、控制器等。教学环境强调开放、自由、互动，尊重学生主体地位，鼓励他们在轻松环境中积极探索、发现和创造，享受实践的乐趣，培养独立思考和解决问题的能力，实现从单纯学习到创新创造的转变。

（二）教学实施

1.课程规划

每学期至少设定一次或两次的主题机器人体验课程，主题可以涵盖环保、智能家居、人工智能等领域，力求贴合时代发展和社会需求。在机器人体验课中，引导学生自主学习、自主探究，注重培养学生的实践能力和创新思维，提高学生解决问题的能力。

2.社团活动

在校内积极推动成立机器人社团，定期举办主题活动、讲座、工作坊等，吸引对机器人科技怀有热情的学生加入，提高其参与度与活跃度。这些方式能够为学生的创新实践提供有力支持，可以为学生提供一个专门学习、交流和实践的平台。学生可以共同分享对机器人技术的兴趣，相互学习、讨论和解决遇到的问题。这种互动式的学习方式有助于提高学生的自主学习能力和团队协作能力。

3.个性化指导

结合学生分组情况，教师与实习生密切配合，对学生进行针对性的机器人设计、搭建、编程等方面的指导，及时解答疑惑，帮助学生攻克难题。鼓励学生自我探究、自我展示，通过实操与反馈迭代的方式，深化学生对机器人技术的理解与掌握。

4.实践创新体验

开展多元化的实践教学活动，包括但不限于项目式学习、团队竞赛、创意挑战等，让学生在实践中深化理论学习，提升动手实践能力。定期组织面向全体学生的机器人体验课，确保每个人都有机会亲手操控机器人，亲身体验科技创新的魅力，从而激发他们的求知欲与创新精神。

（三）教学效果

1.提升学生的综合素质

通过机器人创客教育，学生的综合素质得到显著提升。他们不仅掌握了机器人技术的基础知识和实践技能，还培养了创新思维、团队协作能力和问题解决能力。这些能力对学生的个人发展和社会适应都具有重要意义。

2.提高学生的实践能力

机器人创客教育注重实践操作，学生在实际项目中亲自动手组装机器人、编写程序，实践能力得到有效提高。这有助于学生在未来的学习和工作中更好地适应实际需求。

3.培养学生的创新精神

在机器人创客教育中，学生通过解决实际问题，发挥想象力，提出独特的创意和解决方案，创新精神得到培养。这对于激发学生的创造力和推动社会创新具有积极作用。

（四）存在的问题

1.合作理念不同

UGS协同发展的核心在于平等互惠的合作理念，但在实际操作中，由于各合作主体之间存在显著的思维差异、文化理念的冲突以及各自独立的利益诉求，使得真正的合作关系难以稳固建立。师范院校更注重科研，地方政府更看重有实际效果的政绩，而中小学则更注重教育效果，导致合作沟通不顺畅，从而影响了UGS协同发展的进程。

2.资源整合不足

在UGS教育模式中，资源整合是至关重要的一环。然而，目前地方政府、师范院校和中小学等各方资源并未有效协同，导致教育资源的浪费和教育效果不佳。

3.规章制度不规范

在UGS教育模式实施过程中，由于缺乏明确的行为准则和规章制度，导致三方在具体合作事项上存在诸多模糊和不确定性。具体任务、权力、考评标准和协同方式等细节没有明确规定，也缺乏相应的监督奖惩机制。所以三方找不到具体的协同出路，也使得UGS教育模式的成效不高。

4.资源利用不足

尽管UGS教育模式的实施注重合作理念的践行和资源的有效整合，但在实际操作中却存在资源利用不足的问题。师范院校为中小学机器人创客教育提供的教师资源相对较少，体验课开设周期较长，相应的课程数量也较少。教育资源未能得到充分利用，实际教学的成效不高。

四、UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式修正

（一）改进策略

1.建设共同合作平台

地方政府、师范院校和中小学建立共同合作平台，并在此基础上冲破不同教育主体的壁垒。三方以平等、开放的身份参与合作，建立深入的合作关系。在合作中，可以相互转换身份，对自身的作用与定位重新评估，以保证UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式的实效性。

2.加强资源整合

建立资源共享平台，让地方政府、师范院校、中小学都参与进来，促进各方资源的有效整合，使得各方资源有效协同，提高教育资源的利用效率。

3.建立健全规章制度

在UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式中，应建立合理有效的规章制度。在规章制度中，要建立详细的评价与激励机制，地方政府要综观全局，对中小学和师范院校进行激励和约束。规章制度的制定要合作三方共同参与，以共同目标为导向，打造更加完善的合作机制。

4.合理利用教育资源

在地方政府、师范院校、中小学有效沟通并合作的基础上，加强教育资源的有效利用。师范院校为机器人创客教育提供更多的教师资源，同时中小学积极参与课程安排，设置专题课程以扩大学生的知识面，并合理减少课程开设的周期，增加课程的数量，实现教育资源的有效利用。

（二）模式修正

1.地方政府支持教育

地方政府不仅要为高校的教育教学工作提供政策支持、建立协同育人的良好机制，还要组织建设共同合作平台，冲破不同教育主体的壁垒，政府要以平等、开放的身份参与合作，积极参与建立资源共享平台，建立健全规章制度。

2.师范院校助力教育

高校不仅要提供中小学机器人创客教育所需的教学资源和机器人创客教师，还应该转变观念，对自身的地位和作用重新定义，积极参与建设共同合作平台，自觉加强资源整合，为中小学提供更多的教师资源，同时制订详细的教学计划，参与建立健全规章制度并自觉遵守，不仅要服务教育，更要助力教育。另外，机器人创客教师要指导学生参加NOC比赛，机器人创客教师由实习生（秋季）和讲师团（春季）构成，其中，讲师团（春季）由高校教师、大学生和中小学信息技术教师构成。

3.中小学振兴教育

中小学不仅要提供学生和场地，还要注意换位思考，转变观念，积极参与资源共享，协同各方资源，创设信息技术课堂专题课程并详细安排，提高教育资源的利用率，要建立健全规章制度并自觉遵守，从而在各方帮助下解决教育难题，振兴教育。

五、结论

地方政府、师范院校和中小学的深度合作有助于提高机器人创客教育的质量，培养更多优秀的创新人才。在UGS协同发展理念下的机器人创客教育模式中，地方政府支持教育、师范院校助力教育，中小学振兴教育，通过建立共同合作平台、建设资源共享平台、建立健全规章制度、合理利用教育资源等一系列措施，更好地助力机器人创客教育。UGS协同发展理念在机器人创客教育中具有积极的推动作用，未来，我们还将继续深入研究和实践，以更好地发挥UGS协同发展理念在机器人创客教育中的作用，为培养更多优秀的创新人才和推动科技与社会进步做出更大的贡献。

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◎编辑 张 慧

作者简介：郭昕（2003—），女，汉族，吉林敦化人，本科，研究方向：信息技术教育。

王斯涵（2002—），女，汉族，辽宁本溪人，本科，研究方向：信息技术教育。

王敬儒（2004—），女，汉族，吉林人，本科，研究方向：信息技术教育。

陶飞同（2005—），女，吉林长春人，本科，研究方向：信息技术教育。

金石梅（1971—），女，朝鲜族，吉林磐石人，副教授，博士，研究方向：信息技术教育、信息技术与课程整合。