開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇創客教育論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

機器人教育強調手腦并用，是培養學生創新實踐能力的重要途徑，是實現“制造”大國邁向“智造”大國的教育基礎之一。然而，如今說到機器人教育，我們大多只會想到“競賽”，這些風風火火的“機器人競賽”從學生間的競賽逐漸轉變成機器之間的競賽，這不僅背離了利用機器人培養所有學生動手能力與創新精神的初衷，也成為機器人教育走進課堂的絆腳石。那么，作為一個具有鮮明時代色彩和技術特點的教育模塊，以課程為載體開展的機器人普及教育的發展現狀如何？如何擺脫競賽的束縛？進入課堂又會面臨何種困難？教師又應如何面對？……

本期專題，我們邀請了南京師范大學教育科學學院教授、教育技術學博士鐘柏昌及溫州創客空間和溫州大學創客空間聯合創始人謝作如老師就上述問題展開探討，并請到幾位一線教師來分享機器人教育的實踐經驗。

教育技術學博士，南京師范大學教育科學學院教授，南京師范大學“百人計劃”培養人選，中國教育技術協會信息技術教育專業委員會常務理事，全國中小學信息技術優質課展評活動、全國中小學機器人教學展評活動、全國信息技術課程教學案例大賽執行主管。

主持國家社科基金項目1項、教育部人文社會科學規劃和全國教育科學規劃課題3項，主持其他項目多項。在國內外刊物近100篇，人大復印資料全文轉載17篇，系在國際SSCI期刊發表計算思維研究成果的首位中國學者。主要研究方向為信息技術教育和教育技術基礎理論，圍繞中小學機器人與創客教育選題主持了多項研究課題，發表了20余篇相關研究論文或教學設計。

浙江省溫州中學信息技術教師，溫州市享受教授級待遇中學高級教師，溫州市551人才，南京師范大學客座研究員，溫州大學碩士生導師，浙江省中小學創客教育網絡工作室負責人，中小學STEAM教育論壇活動聯合發起人，溫州創客空間和溫州大學創客空間聯合創始人。

2006年開始從事機器人教育，隨后轉向STEM教育和綜合課程開發，曾被聘為BotBall國際機器人大賽中國賽區技術顧問，多次承擔全國中小學機器人教學展評活動的評委。2010年接觸開源硬件Arduino，與國內創客關系緊密。2013年，與吳俊杰、管雪h等人共同發起中小學STEAM教育論壇活動。2014年，帶領研究生編寫了國內第一個完整的開源STEM課程“Arduino創意機器人”

Q：《中國信息技術教育》：近年，隨著技術的進步，教育的發展，我國在機器人教育方面也有著突飛猛進的發展，請兩位專家對我國機器人教育的現狀進行梳理與分析。

A：鐘柏昌：在國內基礎教育領域中，有關機器人教育的實踐歷史并不長，最早可以追溯到2000年，北京市景山學校以科研課題的形式將機器人教育納入信息技術課程。近年來，隨著國家基礎教育新課程改革的不斷深入實施，我國中小學機器人教育有了較快發展，其教育價值已逐步獲得社會的認可，特別是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》將培養學生的創新能力提升到了國家戰略的高度，為中小學機器人教育的普及提供了新的契機。最近被社會各界廣泛關注的創客空間與創客教育，其基本內容也是圍繞機器人的設計與創作展開的，從而為中小學機器人教育提供了新的發展平臺和外在動力。

但整體而言，國內基礎教育領域有關機器人教育的現狀，競賽模式依然占據絕對的主導地位。即使在經濟發達地區，中小學機器人教育的普及率依然很低。在已經開展了機器人實驗的學校，也只限于在興趣小組中開展教學和參加各種機器人競賽，即便那些號稱開展機器人普及教育的學校，據我了解也只是局限于一兩個班級規模的校本選修課，覆蓋面依然相當小。這不僅浪費了教育資源，也有違教育公平。有意思的是，國內有關機器人教育的研究文獻，也主要集中在對競賽模式的反思，很少關注普及教育方面的問題。

此外，從當前機器人教育的內容和方法看，還存在明顯的不足，尤其體現在如下兩個方面，其已然成為制約機器人教育進一步發展的瓶頸。

一是教育目標層面，側重模仿實驗，重基礎輕應用。培養學生的創新應用能力是機器人教育的主要目標之一，也是機器人教育的重要價值所在。但目前看來，在機器人課堂教學中，創新能力的培養往往流于形式。具體表現在教師基本沿襲信息技術課堂慣用的“講練結合”或“封閉式任務”教學法，以模擬實驗或模仿再現生產生活中的科技產品作為主要教學任務，教師通過講解制作步驟讓學生亦步亦趨完成預定機器人的制作，重在對基礎知識和基本技能的掌握，學生作品缺少個性化設計，更談不上創新設計。

二是教育內容層面，側重學科本位，重技術輕整合。受機器人競賽思路的影響，以及相關教育教學研究的滯后，中小學機器人教學還處在以傳授機器人技術知識為核心的初步發展階段。換言之，機器人只是作為學習的對象，有關機器人技術的本體知識構成了機器人課程的核心或全部內容，教學內容相對單一。

A：謝作如：我國自2001年舉辦首屆全國青少年機器人競賽以來，在競賽的帶動與促進下，全國各地展開了校本課程、課外科技小組、選修課等豐富多彩的機器人教育活動。由于對機器人教育認識上的不足，加上機器人競賽活動的教育目標不明確，我國機器人教育的發展受到一定程度的制約。雖然有一些學校或者地區做了比較深入的嘗試，但從全國層面上看，機器人教育并沒有在中小學得到真正意義上的普及。

究其原因，最重要的就是因為管理部門未制訂教育機器人標準，導致機器人標準不一，互不兼容，缺乏普及型的機器人教學器材，也缺乏針對機器人普及教育的適合中小學的機器人課程。僅為競賽設計的機器人不僅價格高，而且功能單一，很難用于大班教學。除此之外，還有一個原因在于國家課程中沒有機器人教育的位置。在高中課標中，關于機器人的教學內容劃分在通用技術中，但形同虛設。信息技術老師又找不到開展機器人教育的理由。如果有人說，校本課程中不是給機器人留了位置嗎？可是，開設機器人教育的成本太高了，沒有學校會這樣大手筆投入，僅僅為了開一門校本課程。

Q：《中國信息技術教育》：兩位對國內的“機器人競賽”有何看法？拋開競賽，怎樣才能讓學生創造出解決實際生活問題的產品？

A：鐘柏昌：對于這個問題的回答，需要理解競賽模式的不足及其走向普及教育模式的重要性。競賽導向的教學是大多數學校開展機器人教育所采用的方式，通常的做法是由學校購買幾套機器人器材，在教師的指導下組織學生進行機器人的硬件搭建以及程序的編寫，然后參加一些相關的競賽活動。參加競賽所獲得的榮譽以及由此產生的政績，使很多學校樂此不疲。也正因為此，機器人教育成為類似高考科目一樣的高利害教育，具有很強的功利性和應試色彩，高性能、高價位的機器人設備成為一些學校在競賽中致勝的法寶。這顯然不利于機器人教育的公平、健康發展，也不利于學生創新能力的有效培養。換言之，競賽模式就其教育價值而言，是一種高投入、低收益的教育模式，不僅不符合普及教育的需要，甚至成為機器人普及教育的攔路虎。走出競賽模式的怪圈，才能迎來普及機器人教育的春天。這對中小學校長而言，不僅需要理解機器人普及教育對全體學生創新實踐能力培養的“普世價值”，更需要對教育本真價值的不懈追求。當然，機器人普及教育并非就是“純教育”，其本身也具有功利價值，也不排斥在普及教育基礎上的競賽行為，本質上，普及教育并不排斥合理的精英教育，但前提是我們不能本末倒置。一些覺悟較早的學校，已然將機器人普及教育打造為學校的特色教育，不僅吸引了生源，也吸引了教育行政主管部門大量的資金投入。

如何才能讓學生創造出能夠解決實際生活問題的“產品”，培養其創新精神，從宏觀的角度就是要樹立普及教育的理念；從微觀的角度，就是要改變我們現有的注重模仿實驗的機器人教學模式，多去嘗試下文將要提到的趣味交互型教學、科學探究型教學和發明創造型教學。

A：謝作如：我國的機器人教育一開始的確是靠競賽推動的。競賽是一劑猛藥，可以在短時間內吸引一大批逐利而來的學校，看起來轟轟烈烈。但這也為之后的發展帶來種種問題，因為一次競賽的獲獎名額就那么幾個，誰也不能保證花了一大筆經費購買了機器人就一定能獲獎。況且最糟糕的是，要持續獲獎就要年年投入。所以現實往往是這樣的：一所學校砸了一筆經費，拿了幾個獎，然后離場。因為那些買過來的機器人在第二年的比賽中就很難繼續拿獎，只能當作廢品處理。

但是競賽并非原罪。適當利用競賽的機制，如類似“創客馬拉松”一樣的機制，現場搭建，現場比賽，對學生的綜合水平是有很大促進的。但是組織這樣的比賽，工作量將會很大，幾乎官方的比賽都不會選擇這種形式。賽制不完善，就會導致各種亂象。例如，選手拿著現成的機器人就能參加比賽，利用一個晚上熟悉機器人的操作，就可能獲得大獎。又如，廠商會分別在某幾個項目上研究所謂的比賽方案，將機器人的競賽策略做到極致，造成某幾個項目的獲獎被某個品牌機器人壟斷的現象。這種急功近利的做法對機器人競賽的傷害是致命的。

說到“讓學生創造出解決實際生活問題的產品”，我們還是要回到為什么學習機器人這個問題上來。我認為不能過于關注“創造”的目標，這太功利。我們應該將機器人作為承載STEM教育、創客教育，進行跨學科學習的一個重要的平臺，培養學生動手實踐能力和學以致用的能力。只要不是一味盯著競賽，教師利用豐富的案例，引導學生關注生活，關注真實的世界，各種創意、創造就自然而然出來了。

Q：《中國信息技術教育》：微課、翻轉課堂等新的教學方式層出不窮，那么在機器人教學方面有哪些優秀的教學模式與方法呢？

A：鐘柏昌：機器人教學有其特定要求和方法，我們認為，如下四種教學模式值得教師進一步探索：

第一，實驗模擬型教學。

此類教學的基本特點是以機器人相關技術作為教學內容的主體，將機器人本身作為學習的對象，以掌握機器人本體知識為導向。其基本教學過程表現為：根據任務要求，引導學生使用自己的機器人平臺構建具有自主控制能力的智能裝置，以模擬實驗或模擬再現生產生活中既有科技產品的功能或工作過程，在此過程中獲得機器人的基礎知識和基本技能，并有可能提高學生的逆向工程能力。實驗模擬型教學可能表現為灌輸式教學或純技能訓練的教學，也可能表現為問題解決式的教學，但其要解決的問題是某個確定的、有現實參照物的問題，也是有特定答案的技術問題。因此，其核心價值表現為培養學生學會利用機器人模擬再現事物。

第二，趣味交互型教學。

所謂趣味交互型教學是指以開發有趣、好玩的機器人聯機交互系統為主要任務的教學。在我們最新的一項教學實驗研究中，設計了4個富有梯度的趣味交互系統學習項目。其一是“控制小燈”，在S4A端（簡稱“S端”）呈現一個簡單的電路，Arduino端（簡稱“A端”）設計一個按鈕開關，通過A端的開關控制S端電路中小燈的亮滅；其二是“音樂互動”，S端為音頻播放程序，A端載有聲音傳感器，用戶對著聲音傳感器吹氣，根據音量大小的不同S端發出不同的聲音；其三，“智能家居”，S端為一個風扇動畫，A端載有超聲波傳感器，風扇的轉速能隨著人與A端距離的變化而變化；其四是“人機游戲”，S端制作趣味小游戲，A端為控制端，可利用各種傳感器與游戲進行交互。可見，與實驗模擬型教學一樣，這是一類以機器人相關技術（含程序設計）為主要內容的教學。當然，要設計趣味性機器人聯機交互系統，除了Arduino，還有更多的開源硬件平臺可以選擇，如makey makey、酷樂宅等。根據不同的學習階段和知識點的難易程度，趣味交互型教學可以選用講練結合、任務驅動、項目教學等不同的教學方法。

第三，科學探究型教學。

科學探究型教學是另外一類需要設計聯機交互系統的教學類型。它以科學問題為導向，將機器人作為開展科學探究的載體和工具，為探究性學習提供數據收集、加工的技術支持。其教學過程一般從生活中的科學問題出發，利用機器人建模，制定科學探究方案，開展科學探究實踐，利用機器人收集數據，利用程序設計或其他數據統計軟件分析數據，使學生在獲得機器人本體知識的同時提高科學探究能力，并習得科學知識和科學的思維過程與方法。因此，其核心價值是培養學生學會利用機器人進行科學探究。

第四，發明創造型教學。

發明創造型教學是以實際需求為基本導向、以項目教學為基本方法、以創新實踐為核心目標的教學，要求學生通過教學能夠制作出具有創新性的智能人造物，這也觸及了當下流行的創客教育的本質。但是，在機器人教育領域，目前還沒形成指導學生開展發明創造活動的理論和方法。我們認為，國際流行的TRIZ理論是一個可資借鑒的理論基礎。TRIZ是俄文縮寫，對應的英文縮寫為TIPS（Theory of Inventive Problem Solving），即“發明問題解決理論”。其主要研究人類進行發明創造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則，它是一種建立在技術系統進化規律基礎上的問題解決系統，包括各種理論、方法、工具和程序，同時也是一個創新能力培養體系理論。它能夠幫助人們系統地分析問題情境，快速發現問題本質或者矛盾，準確確定問題探索方向；幫助人們突破思維障礙，打破思維定勢，以新的視角分析問題，進行邏輯性和非邏輯性的系統思維。可見，TRIZ非常適合指導機器人教育。

A：謝作如：教育技術圈這些年炒作的名詞太多，我不是很喜歡。對于機器人教學而言，內容比形式重要，即所謂教什么比怎么教更重要。只要教師有序地把控教學進度，把更多的時間交給學生反復練習、體驗、實踐，用有趣的案例吸引學生自主參與，就是非常優秀的機器人教學了。

如果非要推薦幾種教學模式，我比較喜歡基于項目的學習和基于設計的學習。這兩種教學模式有著異曲同工之處，都是采用項目式學習，適用于機器人教學。但是，基于設計的學習更強調在實施過程中不斷學習新知識和新技能，不斷對已有的方案加以修改和設計。這一理念和學生學習機器人、研究機器人的過程是一致的。

我認為教師在機器人教學中首先是挑剔的食客，不斷對學生提出新的要求以促進其不斷的進步，教師給出的反饋無論是贊許還是質疑，都能讓學生感受到自己的活動和學習是有意義的，是被關注的。當然，對學生的要求必須遵循學生的發展特征，逐步提高，任何成功都不是一蹴而就的，教師的關鍵“指導”就體現在這方面。其次，教師也是學生們貼心的保姆，以一個服務者的身份存在，在學生有所懈怠放松時小心呵護他們的上進心。當然，作為一個服務者的身份存在，不代表教師盲目地滿足學生的一切需求，教師要對學生的要求作出判斷與衡量。最后，教師更要像大方而慈祥的長輩，因為無論學生遇到什么問題、什么困難教師都是站在學生一方，為他們竭盡所能，并且根據設計的需求為學生提供各種學習幫助，包括購買器材、尋找相應學科領域專家的指導等。

Q：《中國信息技術教育》：新修訂的高中課程標準即將公布，對機器人教育會有哪些影響？機器人教學能否進入課堂？

A：鐘柏昌：首先應該看到，機器人教育已經在不少地方開始進入課堂，以班級為單位開課（即普及教育導向，不同于競賽導向），且是在信息技術課程的框架內由信息技術教師負責實施，取得了一定的進展，培養和鍛煉了一批教師隊伍，也積累了大班教學的經驗，為更大面積普及機器人教育奠定了基礎。

我們注意到，這些學校所選用的機器人設備，除了樂高等著名廠商出品的較低成本的教育版機器人外，也有一線教師自主研發的簡易機器人，還有現已流行的開源機器人。這些廉價的產品、設備和方案，為機器人教育從變味兒的競賽走向普及教育提供了重要條件和可能性。因為一直以來，競賽模式給大家帶來的高投入、高成本印象，一直是限制機器人普及教育的重要因素。今年，高中信息技術課程標準的修訂版將正式，在新版課標中，機器人教育以類似“開源硬件機器人項目”選修模塊的形式出現，其一個重要意圖就是要以廉價的開源軟硬件平臺作為普及機器人教育的利器。隨著新課標的，我們有理由相信會有更多的學校加入到機器人普及教育的潮流中來。

當然，影響機器人教育的普及還有很多因素，除了經濟因素外，課程體系、師資隊伍、教學評價均不成熟。值得慶幸的是，政府和政策層面的支持在不斷加大，社會和家庭層面對機器人教育的接納度不斷上升。例如，根據我們最近在南京做的一個市場調研，大大小小的青少年機器人培訓機構將近40家，年培訓人數超過1.5萬人次，要遠遠大于校內的教育規模。我們的基本判斷是，如同上世紀80年代計算機課程剛進入中小學一樣，機器人課程也將以必修課、必選課、選修課以及課外科技活動等多種形態共存一段時期，這種狀態已初現端倪。

此外還需要關注的是，新課標所涉及的“開源硬件機器人”模塊，強調以開源機器人為基礎平臺的包容STEAM教育理念的創客教育，將為創新教育提供新的可能，也將為純粹的學科本位的機器人教育拓展新的空間，賦予其更豐富的教育價值。

A：謝作如：即將的高中課程標準中，信息技術課程標準中除了“開源硬件項目設計”模塊外，還有“智能系統初步”模塊與機器人教育相關。雖然這是高中的課程標準，但我相信對小學和初中也有很大的影響。

至于機器人教學能否進課堂，我是一直持樂觀態度的。但是，我希望大家不要過于在意“機器人”一詞，以及課程的名稱中是不是帶上“機器人”。我們需要關注類似機器人的能夠讓學生動手動腦、軟硬結合的教育內容能否進入課堂。例如，有些地方開展智能家居或者物聯網方面的課程，其核心內容和我們說的機器人并沒有太大的區別，沒有必要非要他們把課程名稱都改為機器人。又如，新課程標準中的“開源硬件項目設計”模塊，其關注項目設計的一般流程、輸入與輸出接口、基于開源硬件的系統設計與開發，課程內容和機器人課程相似度很高。

不過有一點需要強調，一些帶上“機器人”一詞的課程，反而未必是我們期望的機器人課程，如虛擬機器人。在我看來，虛擬機器人其實就是一個主題式的以編程為核心的教學平臺，失去了實體機器人，在育人價值方面是要大打折扣的。

Q：《中國信息技術教育》：最后請兩位專家在機器人教育教學方面為一線教師建議一些思想與方法。

A：鐘柏昌：我想老師們除了要努力學習開源軟硬件，尤其是Arduino相關產品的基本原理和使用方法外，還需要理解機器人普及教育的價值和上文所提的各種實現手段（教學模式），將自己武裝成為一個有創新實踐精神和能力的人，或曰“教育創客”。

應該說，從教育目標定位的角度看，人們都已認識到通過機器人教育來激發和培養學生創新能力的重要性，這個整體目標是沒有爭議的，而問題在于達成這一目標的具體手段。猶如素質教育目標與應試手段的關系，機器人教育活動中也存在目標與手段脫節的問題，一個典型的表現即如前文所述，在教學活動中充斥著大量重復性實驗、機械性模仿的學習活動。例如，教學活動以循跡、走迷宮等“老套”內容為主，或者局限于追求速度和精確性的設計，或者落入“示范―模仿操作”的窠臼，未能關注機器人技術更為廣泛的社會應用，未能真正激發學生的發散思維和遷移應用能力。此類教學的長期持續，不可避免地會將機器人教育的核心目標演變為對機器人技術原理的理解和簡單技能的操作，從而將創造性能力的培養束之高閣或流于表面。

我們認為有必要將目標重新定位為通過創造發現機器人技術的價值，使機器人教育真正成為培養學生創造能力的一個重要陣地。以常規的循跡實驗為例，我們可以使學生理解機器人循跡的技術原理，并引導學生走向生活應用，如設計自動黑板擦或自動吸塵器的原型，以體驗機器人的技術魅力與社會價值。

進一步說，機器人教育與其他載體的信息技術教育的最大不同，在于其蘊含了獨特的教育價值。在信息技術課程中，每個部分都應有其獨特的技術思想和教育價值。例如，多媒體制作課程，其核心是設計思想，可以培養學生的設計思維和設計能力；程序設計課，其核心是算法思想，可以培養學生的算法思維或者說狹義層面的計算思維；那么機器人課程呢，它至少有三個核心思想，即自動控制理論（或智能控制理論）、工程思想、TRIZ理論。其中，自動控制理論是研究動態系統在變化的環境條件下如何自動保持平衡狀態或穩定狀態的科學思想，要自動保持平衡狀態或穩定狀態，需要建立系統觀念并開展創造性的系統設計。工程思想的核心是利用工程方法創造新的人工制品（人造物），在機器人課程里面就是制作具有特定功能的自動或智能控制系統，而且這一創造過程受現實物理條件的制約，需要考慮邊界條件和可能失敗的情形，需要決定哪些細節需要強調，哪些細節可以忽略，需要與現實妥協。因此，有關工程設計思想、逆向工程思想、工程復用思想、工程標準化思想、統籌思維和折中思維等應滲透其中。TRIZ理論前文已述，這里就不再贅述了。機器人課程要體現這些本質，必須鼓勵學生開展多樣化的創新實踐，以培養學生的創造能力作為第一要義。

A：謝作如：一說到建議，我就會想起南京師范大學李藝教授的一句話：“我想，假如我們有一種情懷，要為孩子們設計一門理想的課程，那機器人就是最好的選擇之一。它甚至超越了你對理想課程的期望：該課程本身就能吸引學生，能讓他們在‘玩’中有所收獲。”所以，為孩子開設一門機器人方面的課程，是非常有意義的。