浅谈网络时代儿童科技素质培养_网络环境与儿童发展

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浅谈网络时代儿童科技素质培养

建构网络支持的《计算机乐高科技》学习环境及实例

重庆市巴蜀小学科技教师 程吉富

邮编;400013 chengjifu@126.com 摘要：

「科技支持之建构学习环境」为D.Jonaen教授于教育传播与科技学会所提出的理念，目的在鼓励教学科技领域，重新思考科技的定位。Jonaen 推崇美国西北大学的科技活动项目。「科技支持之建构学习环境」中，科技是工具(tool)，其功能在于支持学生进行自主探索、实验、解决实际的问题、进行对话及反省思考，以建构自己的知识体系。同行如欲深入了解可参考我们的网站(http://www.daodoc.com)科技版块。

在现今的教学环境中，要建搭一个充满梦想和创造活力，富有激情延续的科技活动大舞台，实在是非常不容易。而要想这个平台又能让学生在快乐中学得逻辑概念的思考能力，且同时能统整其它学科的知识，达到新课程中所强调的基本能力------运用科技与信息、主动探索与研究、独立思考与解决问题，那么这将是孩子们最向往的地方,。而我有幸在市科协组织的计算机乐高机器人教练员培训中发现北欧丹麦所推出的「计算机乐高」，它是一套结合传统的乐高玩具及现今的信息科技，利用计算机程序的控制，使原本静态的积木，摇身一变为具有判断力、能改变方向、能传递讯息、能做功、好玩、有趣、又可以让学生在快乐、专注中学习的新世纪的科技结晶。

前言：

Dead mouse(丹麦教育大学汉斯·亨里克·努普（Hans Henrik Knoop）副教授说：“让我们的孩子顺其自然地学习和创造，再没有比这更重要的了。如果我们能创造各种环境，恰到好处地支持孩子，并向孩子提出挑战，那么可以肯定，我们的下一代不仅能达到我们设立的标准，而且在很多方面还会超越这些标准。”

全心投入计算机教学虽然只有三年多的经验，但由于本身对信息与科技融合的喜爱，所以在以往所传授的相关课程中﹝如信息技术、工艺、生活科技、创造、学会生存﹞，皆会配合教学目标传授学生自主创新的观念。然而或许本人科技素养欠佳、表达能力不好，抑或信息技术支撑下的科技活动环境本身就是不好构建的，所以每当活动课完后，总像斗败的公鸡，更多的是“郁闷”„„。

一、网络环境下《计算机乐高科技》学习环境的创建

网络互动平台的构建

校园网络服务于科普教育，以校园网站为基础平台。学校的校园网站要有生机和活力，收到很好的应用效果，关键是要有特色。“孩子的梦想——CDBS”重庆市巴蜀小学教育网站于2001年5月初开通，整个网站是基于ASP和SQL—SERVER数据库的交互式动态网站。“CDBS”是我校办学理念“巴蜀孩子的梦想”（Children’s Dreams BaShu）的英文缩写，因此,网站的网址定为www.daodoc.com。网站的科普宗旨是：梦想的乐园、学习的乐园、创造乐园、成才的乐园。

在我们对全校家长进行的网络交流调查问卷中现示：我校77.6%的家庭具备上网条件，其中68.5%的家长一天的上网时间在1小时以上，73.2%的家长支持孩子上网，95.8%的家长对我校的网站持“一般”和“比较满意”的态度，家长们在对网站的建设建议一栏中这样说道：“巴蜀小学，开设教育网站，让我们的孩子，率先享受信息社会最现代化的教学方式，为我的孩子提供了丰富的学习资源，并还加强了学校、老师和学生、家庭的紧密联系和沟通，这是一个创新的教育模式”。“希望该网站能成为家渝户晓的，名符其实的著名网站，真正成为教育交流桥梁，同时更希望给孩子们带来更多的一遍天地”。“这个网站前景非常美好，首先是它拥有学生及学生家长这个广泛的用户群，通过它透明地展示了巴蜀小学的教师，学生风貌，公平地对待每一个孩子的努力，让家长能感觉到孩子一点一滴的进步，共同交流教子心得。为此，我们深表感谢！”

基于网络环境下科学教师专业素养的提升 因缘际会，2003年学校询问我是否考虑从事机器人科普活动，当时我心情真的兴奋与压力并重，作为才到巴蜀的教师真怕这是费时、费力而不能有亮点，正关注机器人活动的相关网站之际，科协机器人负责人刘老师对我谈了近年机器人发展的情况及重庆各学校现状，这对我感触很深、启发很大。于是决定前行，这其中又得到了同行们的很大支持，在此一并谢过了。第一次程序设计由于事务烦多结果在没有积极交流情况下，在重庆市勉强出线。本着对学生负责，第二轮我查阅大量资料如：等网站深入了解其“计算机乐高”的教育理念，并利用时间与各区交流，结果毫无程序设计经验的学生竟然能击败众多高手，荣获中国第四届青少年机器大赛二等奖。这样的结果对我、对同事而言皆是一大震撼；究竟计算机乐高﹝LEGO DACTA﹞是一套怎样的产品，而能在短时间内提供给学生如此强大的程序设计观念，如果将它用在学科教学上是否对学生有所帮助呢？

或许上天垂怜，就在疑惑未解中，突然接到网校校长告知本校将在梦想网校创新版块中开设机器人网上教学，这期间校少儿开发中心也希望我尽快将《巴蜀小学教育科技网》网站做好，当然投入最多的还是机器人科技平台。同时科协大力鼓励我们建立机器人工作室，这是我最希望的。和家长们在共同的互动交流中、理念相互的碰撞中得到了相互的认可和支持，由学校出资购部分乐高教育产品、制作比赛场地，活动学生自带乐高器材一套，于2004年2月成立机器工作室，这一天真是一个快乐的日子。期间市科协组织我们多次市内培训、交流并与我校少儿开发中心相同认同理念，就在这一连串如火如荼的学习和比赛中，让我深深体会到，《计算机乐高科技》这项跨世纪的科技产品若能应用得当，将会在本校科技活动中、信息技术教学中扮演重要的角色。应当说他将是综合实践课程的一大亮点，定会加强﹝方德隆论著﹞。而计算机乐高之产品使用在众多学习领域之“自然与科技”，刚好能够符合此领域之课程设计的要点------﹝方德隆论著﹞。所以只要任课教师能掌握此产品的优点，再配合教学目标、教改精神，相信必能让学生的学习变得很活泼、很快乐、很投入，而在不知不觉中，让学生学会了原本不容易传授的知识与观念。网络世代需要的已不只是知识的复制，而是新颖的构想、创造力和新的思维方式。智力不再是个拥有知识多少的问题，而是个关系到你在无所适从时懂得如何行事的问题！

二、小学生与「计算机乐高」的互动 要想大家在本文中有所思索，我利用中午机器人活动室时间，也是为了网校课程，从建队到开展活动我准备了一系列课程。些许收获和困惑在这里希望与大家共勉：

师生及学习环境

巴蜀小学机器人工作室建队始于2004年2月，初期共有十四位学习者，十二位男生，二位女生。年龄层分布如下：小学三年级7位，四年级二位，五年级五位。九位来自住读班，五位来自走读班。在这之前我与孩子们都不了解的。孩子们呢除与本班的了解多一点，它班的也是较陌生的，其中住读班的孩子独立、爱展示，个性强。一个走读班的孩子动手能力、交流能力有待提高，这是我带的第一支队伍。

活动室的地点位于综合楼三楼一间大教室，教室内有七台计算机，接通互联网，沿墙壁而放，教室中央有三个半圆形的大桌，可供团体讲解或展示成品用。在课前我已将七套 Robolab 软件装入其中的七台计算机，并准备好七套计算机乐高产品待用。

分 组

中午第一次活动开始，我首先将学生集合在教室中央，共同讨论拟出活动室的约定，说明将采小组的方式进行活动，要求学生自组两人小组，到已装好软件的七台计算机前坐好。孩子们对此种教学设计的反应普遍不佳，许多人要求是否可以不要分组，他们想要一人一台计算机，不想与他人共享计算机。更不想共同一套器材，但我没有接受学生的这项要求，于是学生只好退让。同班好友组很快就决定在一起；同班不是很好最终还是决定在一起，其它的学生，有些自行到计算机前先坐下，再由教师随机将剩下来的学生分到仍有空位的计算机前。我说「第x组计算机有几个人？」，若是该台计算机前只有一人，就问「有没有人要去和他同一组？」，由仍留在教室中央的学生自由决定是否愿意与那一位同学同组。这个工作室的确有点阳盛阴衰，那两位的女生某种程度受到一些排挤。该女生已选好坐在一台计算机前，当教师问到「这一组计算机有几个人？」时，许多男学生竟然无视已坐在该计算机前的女生，而说「这一组计算机没有人！」，连那位女生也自己否定自己，跟着说「没有人！」。我并没有与这群小学男生讨论他们的心态(不愿意与异性同一组学习计算机)，只问「有没有人要去和她同一组？」，但没有一位男生愿意和这两位女生同组学习，我只得先跳过这一组。最后是两位迟到的男生（说明两女生不能同组的），在别组都已经没空缺的情况下，不得已才去和这位女生一组(当他们走去女生那组时，脸上的表情彷佛是在说「这就是我迟到所受的处罚」)。我的这群学生对分组的教学设计的负面反应及对和女生一起学计算机的排挤，让我想到小学时代，也有些忍俊不禁。

认识零件

二、三次> 座位安顿好后，我先带领学生清点计算机乐高产品盒内的零件，并教导学生每个零件的正确名称，如「触控感应器」、「冠状齿轮」等，及在盒中的正确摆放位置。当介绍到光源感应器时，当我要求学生自己测量教室内不同地方的光源数值是多少。只见每一组学生爬上爬下，站在桌子上测日光灯附近的光源值，因为学生的身高不够长，虽已爬到桌子上，仍需高举感应器才能靠近日光灯，而感应器的线不够长，不方便读指数，有一组学生便想到可以以数个感应器互接的方式，以方便阅读指数，这是一个尝试运用旧经验(延长线)以解决新问题的做法。有学生发现墙角计算机桌下黑色的踢脚板处，光源的数值最低，为能够得到全班最低的值，便主动脱下外套，罩住感应器，希望能使之更暗一些，但发现太暗时，肉眼无法阅读指数，只好做罢。这是一节非常快乐的课因为调皮不守约定就不能参加这项很有趣的一个观察，而同组的同学往往是最乐意的，我看到了这一点不时指出一个人违约全组收工，这招有效相互之间的沟通多了许多，慢慢的竟也有些默契，此时是没有老师的，都一块“玩”去了，每一位学生都是学习的主人。一个项目的创作过程

四、五、六次> 我要求学生两人一组，尝试运用零件中的马达及其它零件做出一台电风扇来。第四组有一位学生马上提出他的疑惑「没有扇叶怎幺做？」；正当此时，第一组(兄弟组)宣称他们已经做好了一台「轮胎」电风扇(以轮胎串在杆上，当成扇叶)。第四组学生见第一组的创意后，似乎了解到这里的设计可以超越原有的僵化思想(扇叶不一定要长成那个样子)，便开始思索如何以产品盒内的零件来设计这台电风扇，做了一会儿，第四组的那位学生又发现有问题了，他说「没有电，怎幺动？」。我这时发下可程控积木。学生开始发挥想象力，用旧经验来猜测这块从未看过，黄色，约手掌大小的积木是什幺？ 第一组说「是不是货车？」，第九组说「是不是(掌上型游乐机)？」我指导学生拆开「可程控积木」。让他们看到里面有六个电池，并说明此块积木是电力的来源，也是一部微电脑，里面可以储存五个程序，与积木(如电风扇)接在一起之后，就可以执行程序。并要求学生将风扇接上可程控积木，并选第三号程序(可以事先存了一个让马达向右转四秒钟的程序在里面)，这时第一组尝试成功，兴奋的大叫「我的轮胎风扇在转了！好好玩，我要再玩一次！」受到第一组的激励，其它组也尝试不但要做出一个可以转动的风扇，而且这台风扇的造型还要很酷。

于是，由大约十点半到十一点，每组都发挥创意，埋头苦干，还不时派出眼线去刺探敌情。第四组做出一貌似荷兰风车的风扇，架得高高的，很俱威仪。第三组立志要将所有的零件都装到这台风扇上去，结果做出三个「连体婴」风扇出来。第九组尝试在每一片扇叶处加装一根垂直于扇叶的轴，起先是为了装饰用；后来因为我说他那一台不像风扇，倒有点像绞肉器，让第九组产生一个灵感，立志要做一台强而有力的绞拌器，把别组的风扇绞到解体，于是他们潜心研究如何加强本身机体的坚固度。又有一组做出一台与众不同的风扇，别人的风扇扇叶都是如风车般垂直于底盘的，但这一组的风扇扇叶则是如同直升机般平行于底盘。他们做了两排平行的扇叶，并以小人形装饰于两排扇叶之间；号称做了一台「可以让人跑到里面吹风」的风扇。还有一组在做好后，经由笔者挑战，尝试在马达威力相同的情况下，实验是不是扇叶面积愈大，风力愈大。他们做了两台风扇，试图了解扇叶大小与风力强弱之间是否有关系。

项目的成果的总结评价

七、八、九次> 集合所有的学生及其成品到教室中央的大桌上，做成品展示及说明。我会拍照、摄像收集孩子们的创作情境，适时的指出一点或抛点书给他们是最快乐的事儿，让他们指出一些成品做得有创意、细致或先进的地方；也指出一些成品可以再改进之处。同学们对于很棒的成品会自动自发给予非正式回馈；「哇，好酷！好炫！」 或「这是怎么做出来的？」 请设计者自己说明他是怎么做出来的，一个学习团队于是形成。展示完后，我会请各组回去修正，并在电脑上写出自己的收获（包括改进、争论、还有不解的问题、想法）。第二次集合展示，可以看得出来个组成品较第一次展示时，都有了一些结构上的或是装饰上的进步。当我说要拆掉后重新搭建一个游乐场时，孩子们都觉得不舍，要求要照相留念。当他们从网站上看到自己可家的数码照时，好开心的，有的要发回邮箱，有的要用U盘来拷回家，在陈述自己的作品的过程中，孩子们真的好认真，好紧张。对好的作品那眼神、那所有权成就感让你看到活动的本身。

反思 除了这些正向的互动之外，我也观察到一些负面的互动。两人一组时，如果双方成熟度差距大，则较成熟的一方有可能会成为支使者，年龄较小的一方则可能沦于配角。例如；有一组是五年级与三年级的结合，五年级那个人某种程度霸占了所有零件组合的活动，三年级的则沦于传递零件，刺探他组进度等次要角色。另一组更糟糕，一位四年级学生在一开始时，分给他的同组女生一些零件，打发他在旁边玩，以便自己能够不受干扰的进行零件的组装与尝试。他们之间唯一的对话是索取更多的零件，往往为争配件很凶的全然没有风度了，对不在同一层次或表达力有待提高的同学，高年级的全然不理我行我速。后来在我的反复申明：只有两人互助合作的作品才能参评或让其中一反思（垂手而立）才好了许多，可见教师必须对每个成员的参与都有相当的要求，必要时，也需要做一些介入。

网络平台的应用

在这一过程中孩子们会在网上论坛中就搭建中的某个问题展开思考，学生的计算机水平也是有一定程度运用能力，同时作品的上传，创作心得的撰写都是孩子们自己完成。这当然少不了学生在互联网上搜索大量的相关资料，别人的制作心得等。有的同学发言完毕后还能在网上发表点自己的小看法，对自己的数码相片进行一些简单的处理，下载网上的程序来试试效果。放点音乐，在这其中网络的作用真的好大。

我的这些教学经历会让你有些体会吗？你的感动请让我分享。

三、为什么说「计算机乐高」是网络世代儿童科技素养培养学习的平台？

建构论(Constructivism)对学习有几个重要的观点。(一)学习者的认知冲突或疑惑是学习的原动力，同时也会决定所学事物的性质。(二)学习来自学习者与环境的互动。(三)学习者经由社会对话而建立知识。

在我们的日常生活中充满了科技的产品；自动门、商品条形码等。成人已经将之视为理所当然，但是孩童们对之则充满了好奇，他们想知道为什幺人一走到店门口，门就会自动打开？ 为什幺在超市结帐时，收银员一刷商品上的条形码，收据上就会自动出现该商品的价钱？ 这些疑惑其实正是学习的原动力！在「计算机乐高」的活动室里，教师可以问学生诸如「为什么你一按开关，风扇就开始转动？再一按，风扇就停了？」的问题，挑战学习者运用手边的材料做出这个日常生活中的科技产品。计算机乐高提供许多材料，如马达、轮胎、输入装置等供学生操作、实验、检视自己的想法；计算机乐高工作室也鼓励学生互相观摩，讨论。他们为网络世代的儿童们架了一个全球信息网站供全世界的使用者上去秀自己的成品，互相共生。在这个环境里，科技提供学习者一些操作、实验想法、检验假设的工具(「计算机乐高」)，讨论对话的工具(网站)。所以「计算机乐高」是一个网络世代儿童科技素养培养学习的平台。

结 语

俗云「巧妇难为无米之炊」，要办出一道丰盛的佳肴，需要三个条件，缺一不可；一是妇要巧，二是要炊煮的材料，三是要一个自由的环境，让巧妇勇于尝试、创新。一个认同且能实践建构论理念的教师就如同一位巧妇(当然这位妇人「巧」的程度要靠我们参加各种职前教育或在职进修来培育，也要靠妇人本身不断的反省、提升自身专业素养，思考教育的本质与意义)。“理念下位，行动上位” 两者合并起来，再配合新课程所强调的能力培养及所赋予教师的自由度；深信我们可以让网络世代儿童们自己烹调出丰盛的科普大餐。

参考文献：

1、何克抗《基于Internet的教育网络与21世纪的教育革新》。

2、杨跃《网络时代教师教育意识的转换》。

The human has been to the 21 century.The Digit Era has been coming.How to reform the education? How to make the education meets the needs of the time and the needs of the need for education.No doubt, the development of web is promoting the reformation of education.With the web, we will increase the efficiency of our teaching and study.One of the most popular theme of conversation is that how to construct and use the web.I have some experience from the web’s construction and using in the daily life That is the web will be a power system for the school’s development in Digit Era.We advocate that the web construction should be comprehensive program step by step.And we should use the web in our teaching.We should pay much attention to the resources.The web should be an arena for school’s web.And we should make the science research be the focal point and to train the teachers’ qualities.The web’s construction is a Lori system project.We must explore and discard old ideas and bring fort-new ones with our courage.3、田耐青 《由多元智能理论的观点谈教学评量: 一些台湾的实例》。

4、田耐青 《由「计算机乐高」谈新世纪的学习:一个「科技支持之建构学习环境」实例》。

5、郑建彦、尤信胜(民88)：机器人实验室A 学员活动手册，台北：贝登堡国际。

6、郑建彦、尤信胜(民88)：机器人实验室B 学员活动手册，台北：贝登堡国际。

7、网站系列：www.daodoc.com

http://www.daodoc.com/dacta

http://www.daodoc.com www.daodoc.com www.daodoc.com http://www.daodoc.com/