国外机器人教学背景资料_国外机器人发展现状

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国外机器人教学背景资料

 俄罗斯政府大规模投资，首都莫斯科和周围地区1200所学校和2000所其他公共教育机构中配备了乐高教育分部的产品，包括学校专用的乐高“头脑风暴”机器人系列。

 乐高教育分部提供的解决方案在拉丁美洲几千所学校里，已经成了课程不可分割的组成部分，这些学校主要分布在巴西、秘鲁和墨西哥。共有900多所公立和私立学校使用了乐高教育分部为自然科学和数学相关课程提供的解决方案。

 在日本和其他亚洲国家，有远见的父母已经认识到使用乐高材料向孩子教授未来所需要的重要技能时的价值。越来越多年龄为4—16岁的孩子在乐高教育中心和其他课后活动场所使用乐高教育分部材料的机构，学习解决问题的技能、沟通技能和理科技能。 英国教育与技能部受秘鲁研究项目启发，在英国某校开展监测项目，监测学习积极性、专心程度与学习成绩。乐高教育分部获得这一研究机会，对谢菲尔德某校使用乐高教育材料的效果进行调查、监测和测定。结果表明这些材料的引入非常成功。学生和教师的积极性都很高，学生表现出很高的投入程度，取得了很好的成绩。他们的成绩超过了前些年运用不同手段教授的学生。学生完成并取得进步的国立课程是：设计与技术、英语、数学以及国立课程所要求的关键技能和思维技能。该项目的一个显著特点是，学生因使用乐高材料而增进了彼此的合作。学生在使用工具包时以两人一组形式合作，使用ROBOLAB软件时则以小组形式合作。实践证明，这一做法既能激发学习积极性，又富有成效，并在上述领域中产生了圆满的结果。

5、一个详细案例

为了测定乐高教育解决方案在学校中的有效性，乐高教育分部与许多大学、政府当局和独立团体合作，发起了多项研究活动。以下通过世界银行和美国麻省理工学院在秘鲁的研究项目这个典型案例，详细介绍乐高教育解决方案取得的成效：

关于INFOESCUELA-MED项目中 乐高产品教育功能的研究报告

（摘录整理）

INFOESCUELA项目起始于1996年，是秘鲁推行的一个小学科技课程教学计划。项目使用的主要产品是来自乐高教育学习工具，这是一个乐高积木、马达、灯、传感器以及由SEYMOUR PAPERT博士开发的LOGO软件组成的一个组合。最初是在12所小学试点，1997到1998年间，INFOESCUELA项目实施范围扩大，到1998年秋天，已扩大到秘鲁各地的130所学校。

一些研究结果表明，参加该项目学习的学生，与来自普通学校的学生相比，有着极为明显的区别。为了验证这些区别，有必要进行一项大范围客观的调研，于是秘鲁政府与世界银行合作，在美国麻省理工学院的支持下开展了一项研究。

1998年10月，由美国麻省理工学院SEYMOUR PAPERT博士率领的一组科学家参加这项研究。INFOESCUELA项目以及1998年开始的研究项目得到了秘鲁教育部的大力支持。教育心理学家IVAN MONTES ITURRIZAGA负责研究项目的实施，麻省理工学院的SEYMOUR PAPERT博士及其同时担任研究项目的监理和指导，秘鲁PONIFICIA 天主教大学承担了乐高教育部学习工具某些使用性能的分析研究工作，有14所学校的1653名学生和教师参加了定量测试。

研究的目的是研究秘鲁各学校采用乐高教育部教具后的教学效果，为此，研究中将学生分为两组以作比较，一组称为控制组（CG），由未采用乐高教育部教具的学校组成，另一组则由采用乐乐高教育部教具的学校组成，称之为实验组（EG）。

“自尊、教育技能和解决问题的能力都有显著提高。” 这是在秘鲁130所学校6-11岁学生中开展的一个研究项目所取得的出人意料的成果。通过引入新的教学方法——“做中学”，配以乐高教育分部课堂解决方案，秘鲁学童很快取得了显著进步，能够理解复杂的机械问题，如气动装置、齿轮和杠杆。通过集体解题、动手体验和探索不同的解决方案，学生在机械结构方面的技能得到成倍提高。这一项目的成果还体现在数学技能、语言技能以及学生的全面自尊方面，其中数学技能提高了60%之多。

研究结果表明，来自实验组的学生由于使用了乐高教育部教育，顺利地完成了学校的各项活动。在数学、技术、西班牙语和法规的测试中，实验组所有三个年级学生的测试结果都优于控制组。同样，测试结果也表明，实验组学生对学习的自信程度也高于控制组。这表明，乐高教育部教具对学生个人也起到了积极的作用。换言之，实验组的学生感觉他们达到更高目标的教学要求，能够克服学业中的各种困难。

研究工作得出以下结论：

1、实验组学生在各方面的表现以及心理测试的结果都明显优于其他学生；

2、实验组学生与其他学生的显著区别更多地表现在数学和技术课程上。在这些课程上INFOESCUELA项目作用最为明显；

3、男生和女生学习成效之间并未发现明显差异；

4、通过各方面的测试，实施INFOESCUELA项目，对所有年级的学生都有积极影响；

5、实验组的学生使用乐高教育部教具尽管只有一年时间，但已经产生了明显的作用。由此可以断定，随着使用时间的推移，效果会越来越明显。换言之，随着时间的推移，实验组和控制组之间的差异会越来越大；

6、在接受实验的三个年级中，教师和学生的自信心有很大提高，明显优于控制组；

7、经过测试证明，实验组和控制组在所有年级都有明显差异，但差异最小的是西班牙语课程；

8、在重点组，随着时间的推移，师生对INFOESCUELA项目的感受愈益加深，并希望项目能够延续下去。教师、家长和学生更注重的是项目对智力、学习动力和心态方面起到的积极作用；

9、家长和学生表示，教师不能在教室里组织分组活动，这会导致班干部独占教学材料的现象，有可能使害羞的学生插不上手；

10、在其他一些城市观察到，由于使用了乐高教育部教具，利马的学校和其他城市学校间的差距正在缩小。在AREQUIPA，CAJAMARCA 和TRUJILLO等城市，研究人员观察到，实验组取得的成绩甚至优于利马的学校；

11、研究人员观察到，在一些学生数量较多的学校，由于每个班级学生数目太多，教学材料不能满足需求。

教师对采用乐高教育部教具教学的体会：

1、提高了学生逻辑思维能力/科学意识

教师认为，采用乐高教育部教具有助于提高学生进行严格的、合乎逻辑的、客观的思维。另外，他们认为教学中涉及技术的内容使得学生更接近科学，使他们更清晰地认识了现实世界中的科学和技术。

2、培养了学生对研究的兴趣

在1998年时，学生曾对科学研究表露出一系列的担忧和焦虑。经过教学，许多学生养成了提问、观察、实验和提出实际方案解决日常生活的问题的习惯。对教师来说，随着技术课程的深入，教师对查阅科技书目的兴趣就越浓。于是，许多学生领会了技术研究和开发之间的关系。

3、培养了学生的创造力和想象力

教师使用乐高教育部教具组织构建性的活动，有助于学生在研究技术性构件解决不同的社会问题的过程中实现自己的愿望，拓展自己的想象力。由于使用乐高教育部教具可以实现无穷尽的模型和机械构件，因此不会使学生们生厌。换言之，乐高教育部教具为构建和展示想象力提供了无穷的可能性。

4、乐高教育部教具是激励学习的重要因素 当宣布将采用乐高教育部教具开设课程时，这消息是非常鼓舞人心的。在这种情况下教师们认定，寓教于乐是建立一种学习过程的最好途径。几乎所有的教师都认为，熟练地使用乐高教育部教具对学生能产生积极的激励作用。据教师们反映，孩子们上课情绪饱满，渴望着动手操作的那一刻。教师们还反映，乐高教育部对其他课程也有许多好处。教师们一致认为，乐高教育部作为一种辅助工具可以用于几乎所有的课程。

5、培养了学生的交流能力 根据教师们反映，使用乐高教育部开设课程，对学生个性的培养起到了极大的作用。教师们观察到，那些原先不爱说话的同学如今能自如表达，并密切了与同学的关系。从某种意义上说，乐高教育部决定了活动时需要在小组内进行交流，这有助于集体学习和团结。换言之，学生共同研究和寻求答案对学生的口头和书面表达能力都有极大的帮助。

学生们反映：

1、提高了科学意识 学生们认为，采用乐高教育部的科技课程有助于提高对科学的兴趣和对科学发现过程和环境的认识。他们强调，在使用乐高教育部学习的这些年里，他们对阅读科学书刊杂志和科技论文十分感兴趣；

2、提高了自信心

孩子们变得非常自信，愿意表达他们的观点。他们强调，在使用乐高教育部之前，课堂的气氛十分沉闷，事实上阻止了学生间的交流，而使用乐高教育部教育上课给了他们更多的自信。他们承认，原先他们有些害怕当众发言，而现在他们已克服了这些问题；

3、提高了“发现”的兴趣，敢于去“安装和拆卸任何东西” 学生们承认，在使用了乐高教育部教具之后，他们产生了探究不同装置和机器是如何工作的愿望。这表明，使用乐高教育部教学中有大量装配和拆卸机械装置的内容。学生们还指出，使用乐高教育部教具学习，激发了他们去发现的愿望，而不是仅仅坐等回答提问。

4、学生们喜爱上了原先认为是很难的事 学生们说，他们现在才懂得了科学是多么有趣。一些学生说，原先他们对和物理或数学有关的所有课程都毫无兴趣，但现在他们有着多学点这些课程的愿望。另外，采用乐高教育部教具学习后，也有助他们学习和文科相关的其他课程；

5、为学生的未来提供了机会

使用乐高教育部教学原理施教，有助于学生们未来的发展。学生们认为，使用乐高教育部教具学习的经历有助于他们未来的职业生涯。由于在学生们的成长过程中所经历的所有活动几乎都蕴涵着科技，这对学生们的成长是非常有利的。学生们还认为，比起那些没有使用乐高教育部教具的学生，他们是有优势的。也就是说，使用乐高教育部教具教学比其他教学方法都更有优势，即使在将来也有优势。

家长们反映：

1、学生对“发现”感兴趣，喜欢“安装和拆卸任何东西” 家长和教师们反映，由于采用了乐高教育部教具教学，孩子们建立了研究态度，不断地渴望在日常生活中学习知识。在这个课程中，他们从浅处入手学习，变得更愿意上学了。同样，家长们注意到，孩子们遇到问题变得愿意表达想法和创造性地寻求解决方法。一些家长反映，他们的孩子变得更有观察力，思想更集中，更喜欢修理损坏的机件。另外，家长们说，由于接受了乐高教育部的课程，孩子们会向他们提出一些更复杂的问题。作为采用LEGO DACTA教学的结果，孩子们喜欢采取积极的和建设性的方式寻求答案，而不是坐等提问。他们喜欢去发现和在“做中学”。

2、性格更加开朗

如今学生在各种应用型和研究型活动中话多了，做事更有自信了。另外，家长们反映，孩子们养成了自信，加强了参与集体活动的愿望。

3、加强了学习的动力

家长们说，他们的孩子们渴望参加采用乐高教育部的课程。

3、教育专家们如是评说

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。”

美国俄亥俄州兰顿中学（Langston Middle School）的道格·谢尔登（Doug Sheldon）谈乐高教育分部为学校提供的乐高创智电脑机动系列时说：“观察学生时，我首先注意到的是：学生们变得那么聚精会神。那些原本在教室里根本坐不住的学生，一旦尝试着解决问题或者创建设计，都变得全神贯注起来。”

美国麻省理工学院荣誉退休教授西摩·佩珀特（Seymour Papert）说：“建构主义意味着在做的过程中学习。乐高是一个例子，编写计算机程序是一个例子，绘画也是一个例子，你在做的过程中学到的知识，留下的印象更深。与任何人教给你的任何东西相比，它的根更深地扎在大脑里。”

英国柴郡塔珀利中学（Tarporley High School）史蒂夫·戴维斯（Steve Davies）在谈使用乐高教育分部提供的课堂解决方案时，孩子们是如何独立探索时说:“孩子们运用这种课堂解决方案时非常独立。身为教师，我做一点指导，然后孩子们就分头行动，自己探索各种方法，得出自己的解决方案。”

美国塔夫茨大学（Tufts University）机械工程学副教授克里斯·罗杰斯（Chris Rogers）认为，这是现代学习工具的一个重要特点：“依我看，学校应该教孩子对周围事物怀有好奇心，也就是说，如何解决问题，何处寻找解决方案，找到答案。如果你把那些工具交给孩子，他们就能解决任何问题。因为乐高教育分部提供的工具使孩子能够进行开放式解题，所以孩子们就会变得好奇，在教师的帮助下，孩子就能为自己的问题找到答案。” 美国佛罗里达州奥科伊中学（Ocoee Middle School）谢里·弗兰克斯（Sheri Franks）谈乐高教育分部所提供材料的多样性：“身为教师，这是我第一次看到一种同时容纳所有学习方式和学习程度的课程。而且，由于说明内容大多用图形表示，因此，即使阅读技能不太强的学生也能看懂。”

德国威尔廷根中学（Wertingen High School）桂恩特·郝伊斯勒（Günter Häuler）谈使用“学校专用乐高创智电脑机动系列”的好处，特别是给学生留下思考余地的重要性时认为：“学生能知悉技术，认识到自己可以用计算机程序生成一些什么，然后，就会认识到这将如何影响机器人的运行。孩子们在电脑上编制一个程序，让他们自己发现，为什么有些东西无法运转，或者运转不理想，这对学习较差的孩子特别有益。优化阶段是一个学习机会特别丰富的阶段。”

美国康涅狄格州罗杰斯公园中学（Rogers Park Middle School）理工科教师乔治·霍克斯普朗（George Hocksprung）：“我始终在考虑采用与动手做相结合的教学方法。我希望能让更多的教师把这种教学方法运用到自己的课堂上去。我想逃学率会因此下降。如果我们能让孩子们互相合作，我想很多社会问题都会迎刃而解。”

英国谢菲尔德市索锡·格林小学（Southey Green Junior School）副校长琳达·库尔森（Linda Coulson）指出：我发现很多学生只需教师稍作指导，就能解决问题，并且理解所得结论隐含的原理。通过课堂讨论，我们对发现的结果进行总结，孩子们在探索中观察和学习到的东西，令我惊诧不已。

英国南伦敦早期教育教师杰西卡·沃特豪斯（Jeica Waterhouse）：“乐高探索产品能刺激早期学习所有领域的发展。最突出的是，它们有助于培养儿童的合作技能、自信自尊以及无限的想象能力！”

韩国大邱早期教育教师金敏儿（Min-ah Kim）认为：“乐高积木是一种很不错的实践工具，很适合幼儿。孩子们会立刻就变得好奇起来，很想看看自己用这些积木能搭建和创造一些什么。他们挑战自己的技能，不断改进建构的物体，不断探索各种可能性。这一过程通常有助于孩子理解日常生活中的概念。”