“STEM”教育背景下机器人幼儿游戏活动实践路径探索

“STEM”教育背景下机器人幼儿游戏活动实践路径探索

罗娟

重庆市万州区复兴幼儿园 404000

摘要：

习近平总书记在中央政治局第九次集体学习时强调，加快发展新一代人工智能是我们赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，要加强基础理论研究，加强人工智能和产业发展融合，加强人工智能同保障和改善民生的结合。总书记的重要论述中指出人工智能“为谁发展、发展什么、怎么发展”等重大理论和现实问题，具有很强的前瞻性、战略性、指导性。对此，培养具有个性和创造力、能应对人工智能挑战（包括劳动力市场、生活方式等）的人，应成为当代学前教育者的责任。

STEM 是科学 (Science) 技术 (Technology) 工程 (Engineering) 数学 (Mathematics) 四个单词的简写，强调多学科交叉融合。STEM 教育作为一种教学方法和思维方式，打破学科界限促进多学科融合，构建跨学科知识体系使之成为一个系统的有机整体，从而提升幼儿解决实际问题的综合能力和探究创新的思维能力。在整个活动过程中，基于幼儿的兴趣，处处体现幼儿的能力发展，时时展现幼儿能力的培养，创新能力、动手实践能力、交流与合作能力、小组协作能力无一被忽略，同时在探究创作的过程中，幼儿经历了科学探索的完整过程，幼儿的科学素养得以提升，从科学思想、科学知识、科学方法和科学精神等方面全面提高幼儿的能力和素质，使幼儿初步实现能力提升和自我突破。具备STEM思维、STEM精神、STEM意识。

关键词：人工智能；STEM教育；实践

一、“STEM”教育背景下机器人游戏活动，理论依据

教育部长陈宝生在国际人工智能与教育大会上的发言中也指出：新一代信息技术的发展为中国教育带来了新的发展契机，让幼儿们为智能时代的到来做好生活、就业和能力准备，是当今教育的重要命题；要在幼儿园设置人工智能相关课程，推进普及教育；未来智能教育发展要聚焦在普及、融合、变革、创新四个方面。

当今时代是人工智能时代，教育领域也要顺应社会的发展、科技的变化，把人工智能课程实施到课程中来。幼儿园实施人工智能课程，在萌发幼儿对科技智能的兴趣、初步掌握编程等信息技术、激发科学探究精神等方面具有非常重要的现实意义。在幼儿园阶段营造良好的科技氛围，将其课程实施运用人工智能推动全民智能教育。幼儿园人工智能教育课程的实施，发挥了其在这一过程中的基础性作用，为幼儿们未来成为智能型的公民奠定了一定基础。

《3—6岁儿童学习与发展指南（试行）》中明确提出“幼儿的学习是以直接经验为基础……最大限度地支持和满足幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验的需要”“重视幼儿的学习品质……要充分尊重和保护幼儿的好奇心和学习兴趣，帮助幼儿逐步养成积极主动、认真专注、不怕困难、敢于探究和尝试、乐于想象和创造等良好学习品质”幼儿能积极参与其中，结合自主探究和有目标的教学，新活动应该建立在幼儿的前期学习和经验之上，着眼于幼儿的综合性学习，将活动建立在已有的专业标准或相关的有效学习的研究证据之上。

二、“STEM”教育背景下机器人游戏活动，实践路径

（一）机器人游戏活动，促教师能力提升
    机器人课程的开设有别于其他课程，因为这门课程涉及的知识面很广，跨越多个相关专业。因此，这门课程的考核评估办法也要区别于其他传统课程。机器人课程的开设前，通过周周教研活动（专家讲座、集体备课、相互探讨、相互学习）等形式，首先教师根据班级幼儿年龄特点和兴趣点，要明确自己课程的目标、内容，以及相关课程的组织实施、课程评估。机器人课程需要幼儿学习的知识量大且范围广，这就需要教师时刻追踪相关课程内容的变化更新，并做好相关课程规划，要了解幼儿参与课程的程度，并及时根据教学实际调整教学方法。因此，课程开设后，周周开展教研，教师会面临一些新的教学观念、材料认识和了解、教学策略的挑战，通过发现问题解决问题形式进行。促使教师的组织活动能力（包含制订机器人主题游戏活动课程目标、明确课程内容、课程组织实施、课程评估等4个方面的能力）有全面地提高。

（二）机器人游戏活动，让幼儿在玩中学

从做中学理论是 20 世纪美国著名实用主义教育家 J·杜威，关于教学的核心原则中把从做中学理论贯穿在教学领域的各个方面，诸如教学过程、课程、教学方法、教学组织形式等，都以“从做中学”的要求为基础。杜威主张“教学应从学生的经验和活动出发，使幼儿在游戏和工作中，采用与儿童和青年在校外从事的活动类似的形式”。要求幼儿园领域相互联系的真正中心，是幼儿本身的社会活动。幼儿机器人课程的学习，是实践的过程、不断探索的过程。幼儿在机器人教学活动中，通过动手实践，锻炼机器人搭建能力，机器人程序编写能力等。如：如在安装凯蒂机器人、小笨机器人的基础上，让幼儿一人一机器人，进行操作，感受快乐。在幼儿人工智能编程活动中，我们首先让幼儿通过绘画的形式制定计划，让幼儿想好今天的活动和谁一起？如何玩？结果会怎样？幼儿通过小组活动，进行操作、交流， 遇到问题商量解决，特别是编程语言内容的设计中，可能会失败，可能会成功，再次编程，然后对话的过程，幼儿们不断操作在玩中学，有了的创新意识和创新思维，同时也培养幼儿参与机器人学习的积极性，达到机器人教学活是做中学理论很好的实践平台。

（（二）机器人游戏活动，让幼儿互动交流

在3-6岁幼儿这个阶段中，我们应为幼儿创设较大的动手和实践空间，让幼儿在有一定的人工智能机器人知识和技能的基础上，放手让他们有计划有思考的去做。当然，一个好的创意作品不是那么简单就能完成，它需要不停地思考，不断地改变，连续地操作体验，遇到问题及时交流沟通，或者相互提出质疑，再进行操作，修改等环节才能完成。比如，在搭建过程中，为了使任务更加高效、快捷的完成，机械臂的搭建就很有挑战，在这个环节中，团 队里的成员可以分组进行设计，然后进行比较与讨论，分析与研究，看看到底哪一种更适合任务的完成，或者是两者优点的结合，再或者是两者都要推翻，再进行创作，这些细节就是对幼儿的极大考验。也往往在这些环节中，才能体现出一个小组的协作精神、探究创新的能力。在这里小组协作就显得尤为重要，小组中的每个人最好能完成不同的任务，或可以进行问题的交叉研究，通过互相的协作、交流有时甚至可能是争论、辩解，可能还会遇到分歧，但就是在这样开放式的环境中，最终会逐步形成统一，才能达到最终的目的。但往往就是这样的过程，才能使幼儿得到能力的提升。还学会了如何与人沟通、相处、包容，以及约束自己的行为。

（三）机器人游戏活动，幼儿以赛促赛

通过对机器人编程后成品舞蹈的演绎，代表一个小组一个阶段内的努力，让自己努力的成果得以呈现，那么比赛性质的交流与展示是必不可少的。在比赛中一方面可以得到教师、幼儿的点评，提出意见或建议，从而进行改进，使得自己的创作成品舞蹈更上一层楼，另一方面就是欣赏、感受与学习。在这个过程中，可以吸取别人的长处，开拓自己的视野。比如完成同样任务的人工智能机器人编程后成品舞蹈的演绎，为什么别人的人工智能机器人看起来要比我们的设计节奏和动作合拍，在完成任务过程中他们却比我们的速度快，或者别人的作品更有创意，更能获得小朋友的喜爱等等，这些都是我们可以学习的内容。只有和高手进行较量，才能找到自己的不足，也才能在不足中得以提升，为此我们还对编程创意成品舞蹈一等奖的小组作品，六一节全园进行展示，从而提高幼儿自信心。在比赛中大家一起分享、讨论、协商，共同进步和学习，组与组之间进行比拼，这其实就是团体之间的竞争。幼儿在团队精神的作用下，能够学会相互关心、相互帮助，并且在此过程中产生关心团队的责任意识，学会自觉维护团队的集体荣誉。

参考文献：

[1] 卢晓琦,秦健．基于 STEAM 理念的小学机器人项目教学实践——以 LEGO 机器人“驾考宝典”项目为例[J]．中小学电教：教师版,2018,000(007):P.76-79

[2] 金 慧 胡盈滢以 STEM 教育创新引领教育未来—美国《STEM 2026：STEM 教育创新愿景》报告的解读与启示[J]; 远程教育杂志,2017,035(001):11-13

[3] 陈小宁．中小学信息技术课程内容衔接实践思考——以人工智能教学为例[J]．中外交流,2020,027(011):196