STEAM理念下小学生机器人项目式学习实践研究刘朋飞袁久婕张婤摘要：目前，国内STEAM教育理念越来越受到人们的关注，计算思维培养也日趋低龄化。文章结合小学生认知规律、学习兴趣和学习需求，与团队成员从顶层设计出发，开展面向小学生计算思维的机器人项目式学习实践研究，依托多学科知识，发展小学生计算思维。研究采用项目式学习方式开展教学，以“精准防御抗击病毒”竞赛项目为例，从“进入情景、分析问题”“找出规律、抽象特征”“建立模型、设计算法”“运行程序、改进优化”“总结经验、迁移应用”等环节阐述了其在研究中的具体实施情况，旨在培养小学生运用计算思维界定分析问题、抽象建立问题模型、设计系统解决方案的能力，为发展小学生的计算思维提供了借鉴和参考。关键词：STEAM;计算思维;项目式学习;机器人中图分类号：G434文献标志码：B文章编号：1673-8454（2021）14-0026-04基于STEAM理念，发展小学生计算思维的机器人项目式学习，是以发展学生综合素养和创新能力为宗旨的实践研究。该研究面向小学中高段学生，打破年龄限制，根据学生能力水平编制初、中、高三个层级的学习内容，将多学科内容进行融合，这种融合并不是单纯地将学科知识转移到机器人课上，而是以机器人为载体，融合多学科知识建构项目式学习活动内容。通过项目式学习活动使学生主动探究、领悟应用这些学科知识，从而提高学生灵活运用各学科知识综合解决问题的能力，最终达到发展学生计算思维的目的。一、研究问题的提出1.基于学生计算思维素养发展的思考机器人教育融合了多学科知识，具有综合性、实践性和创新性。相关研究表明，早期机器人教育对学生多元智能的发展具有至关重要的影响。计算思维的培养是指学生在信息活动中，使用计算机能处理的方式界定问题、抽象特征、建立模型、组织数据，通过判断分析综合各种信息，确定合适的算法，形成解决问题的方案，总结计算机解决问题的过程与方法，迁移应用到其他问题情境中[1]。因此基于STEAM理念，以機器人教育为载体，能进一步激发学生运用计算机知识解决问题，有利于帮助学生发展综合运用多学科知识解决问题的能力，从而促进学生计算思维的发展。2.基于现行教材机器人教学编排的思考2020学年，浙江省在小学信息技术教材中增加了人工智能教学内容，机器人是人工智能知识的重要组成部分，推进人工智能教学离不开机器人知识的学习，所以开展机器人教学十分必要。而从内容整体编排来看，机器人教学内容编排靠后，这对于对机器人充满浓厚兴趣的其他年级学生来说，存在一定的影响。除此之外，教材内容多以任务驱动框架编写，使教师在机器人教学中更多关注程序的编写调试以及最终任务的完成情况，忽略了学生在机器人设计、搭建、调试过程中综合运用多学科知识解决问题的综合素养与能力培养。因此，以项目式学习为活动形式，打破年级限制，基于项目任务，系统构建初级、中级和高级学习内容是发展学生计算思维的有效途径。3.基于国外机器人教育教学现状的思考许多国家均比较重视机器人与学科整合的教育。在美国基础教育中，教师通过机器人课程、主题夏令营、机器人辅助工具来开展教学，培养学生的综合能力和创新能力。在日本的中小学教学大纲中，明确纳入机器人教育相关课程，利用机器人技术优化教学，关注学生学习数学、科学和工程技术等知识。在英国，机器人课程早已走进中小学课堂，比较注重通过机器人技术引导学生发现和了解身边的数学应用知识。由此可见，多学科与机器人教育整合形式的教育教学价值比较突出。[2][3]基于以上分析，笔者认为在STEAM理念下，开展机器人项目式学习是发展小学生计算思维的有效策略和途径，下一步将从研究整体思路与框架架构的角度出发阐释研究所思，并结合机器人“精准防御抗击病毒”案例，具体介绍团队的研究收获。二、研究思路与架构1.基于STEAM理念，发展小学生计算思维的机器人项目式学习实践研究的定位、理念和研究目标（1）定位以培养学生运用计算思维解决问题——如何高效使用机器人精准防御抗击病毒为切入口，鼓励学生运用多学科知识，开展实践研究，综合解决问题。（2）理念以学生为中心，通过项目式教学进行实践...