机器人教学中创客教育与计算思维的融合探索

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1、机器人教学中创客教育与计算思维的融合探索摘要：基于创造的学习过程中融合计算思维，吻合创客教育的全人发展理念；计算思维教育是创客教育的一种载体，计算思维训练是创客教育的途径之一，计算思维方法是创客教育的具体实践策略，拥有计算思维是创客的一种存在境界；文章例谈了创客教育与计算思维融合的实践案例。中国9/vie　　关键词：创客教育；计算思维；融合；机器人教学　　中图分类号：G434文献标志码：B：1673-8454（2017）02-0006-03　　创客教育以培养学生的创新精神和解决问题的能力为核心，强调STEAM多学科的融合，创新精神具有通过实践去发现问题，并努力探寻解决方案的含

2、义，体现出积极向上的生活态度。“只有想不到，没有创客做不到”，实质是对“发现问题和解决问题”两方面的辩证反映。那如何既要想得到又要快速做得了呢？融合计算思维教育是个不错的选择。　　计算思维[1]，“作为一个学术词汇出现得较晚，但其作为人类思维方式的组成成分很早就存在，而且随着计算工具、计算方法和人类整体思维能力的不断进步而改变”[2]，经过多年萌发，现犹如海啸般正在教育界激荡和蔓延，许多地区把计算思维作为技术课程的基础理论和内在核心价值加以引入，期望实现技术学科的稳定性和核心性，并因此而展开了实践探索。　　一、创客教育与计算思维　　1.计算思维教育是创客教育的一种载体　　计算

3、思维教育是一种“普适教育”。“教育的本质是人自身的发展”[3]，而人的发展需要高品质的思维，作为“涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”[4]的计算思维以发现问题和解决问题为立足点，如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，成为适合每个人的一类普适技能，其“思维教学的核心理念是培养聪明的学习者，教师不仅要教会学生如何解决问题，也要教会他们发现值得解决的问题”[5]，通过计算思维教育让学生品味计算思维、提高计算思维、享用计算思维，让“计算思维成为每一个人的技能组合成分，而不仅仅限于科学家”[6]。　　创客教育是一种“基于创造的学习”[7]的全人发展教育。计算机科学家、图灵奖得主艾

4、兹格・迪杰斯特拉曾说过：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力”，创客教育是信息技术常态化有效应用的一种阶段外显形态，旨在“借助技术工具与资源让学生能够将学习过程融于创造过程，实现基于创造的学习；能够在创造过程中提升学科学习质量，尤其是提升科学、技术、工程、数学、艺术等学科学习中的自信、创造力与兴趣；能够全身心投入到基于创造的学习过程中，培养自己的批判性思维、创新思维与问题解决能力，实现全人发展”[8]。　　从上述意义上说，计算思维教育是创客教育的一种载体，“人类最基本学习方式的基于创造的学习”，与计算机技术（信息技术）支持下的“

5、适合每个人的普适技能”的融合，是创新人的学习工作生活方式等行为方式的一种形态，创客教育与计算思维教育的融合，昭示着学生已从创新出发，而不是开始走向创新。　　2.计算思维训练是创客教育的途径之一　　郭喜凤教授等认为：计算思维源于并服务于由理论、技术、工程、工具、服务和应用构成的计算链，这一计算链以计算理论为始点，以计算应用为终点，每一结点都将产生计算思维，从始点到终点的转化构成计算思维的工程化，从终点到始点的转化构成计算思维的抽象、升华和理论化[9]。现阶段“创客教育是在创客空间（环境）中开展的培养青少年创客（目的）的一种教育类型，是以造物（手段）的形式培养学生综合实践能力（目

6、标）的一种工程教育（本质）”[10]。　　创客教育的实践是从始点到终点的转化，是计算思维工程化的体现；创客教育的课程是从终点到始点的转化，虽然现实层面上的课程体系尚未形成，但是完善的课程体系不是简单的产品操作说明书，而是始于应用终于理论的套件系列，创客教育课程是计算思维理论化的体系形式之一。　　可见，计算思维工程化是创客教育的一种实践形态，工程化过程中的计算思维训练是创客教育的途径之一，它既让创客教育的实践具有了可操作性，又让创客教育的教程得以条理化，计算思维教育既可助力创客教育课程的体系形成，又可促进创客教育理论的深入研究。　　3.计算思维方法是创客教育的具体策略　　一个创

7、客项目一般都含有内涵复杂、相互关联的若干个任务，虽然有可能包含一些良构问题，按程序性思维就能解决，但更多的是场景不明、影响因素模糊且解决问题的线索不易找到的劣构问题，也许还包括一些带有个性立场和感情色彩的争点问题。　　用计算思维去发现问题和解决问题应是每个人的基本技能，“计算思维应把基础和核心建立在经验、实证和教育之上，应关注方法、实践和实效”[11]，学生在分析问题任务、设计解决方案、实施项目任务的过程中，对“约简、分离、转化、仿真和应用等”计算思维方法的大量组合应用，实质就是创客教育中的一个个具体实