基于智能教室的小学教育教学活动实践案例
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基于创新思维的小学创客教育教学活动实践探究
---
以
XXX
小学人工智能教室为例
在我国
“
大众创新，
万众创业”
的大背景下，
各
地中小学积极结合校内特色、
联合校外资源，开展创客教育，顺应时代潮流。然而，从目
前国内创客教育的实
际教学情况来看，学习活动设计重“造”轻“创”，教学目标侧重操
作步骤和制
作成品，
重技术，
在一定程
度上限制了学生的创意想法。
多数创客教育实践流于
形式，
更多的只是为学生提供了开阔视野、
动手实践的机会，
与提升学生的创造
力、
创新能力、
< br>创新思维的目标还存在一定的差距。
创客教育亟需一种新的范式
< br>指导教与学，而创新思维对于创客教育具有“引领和指导作用”，引入创客教育
教
学实践中，
可以弥补创客教育中存在的问题，
为培养学生的创新
能力提供指导。
一、创客教育开展现状
现阶段中小学
的创客教育存在以下几个问题：学习者习惯于按照教师的步
骤，模仿作品，学习过程沦为
照着做，整个过程重“造”轻“创”；以结果导向
的教学设计，
限制了学习者创意想法的发挥，
减少了教学过程的丰富性；
课程
教
学中重技术轻思想，
过分关注技术的炫酷，
< br>为了技术而教，
忽视技术在具有共性
且有意义的生活情境
中地迁移与运用，
忽视了技术人文价值。
以上问题导致创客
教育中学习者最终完成作品的形式单一、
内容缺乏特色，
对于学习者创新思维和
创新能力的培养不足。
学校
中的创客教育流于形式，
更多的只是为学生提供了动
手实践、开
拓视野的机会，与创新能力、创新意识的培养还存在一定的差距。所
以创客教育亟需相关
理念的指导、
思想的引领和路径的指引，
改进与完善现有的
教学教育教学活动设计，指导教学设计和课程开发。
二、创客教育理论基础
（
1
）注重动手实践，让学生在“做中学”
创客教育提倡
“做中学”
，
让学习者从有意义的活动任务中获取有价值的知
识。
鼓励学习者动手实践，
设计制造出能够解决现实问题的真实作品，
创造的过
程就是学习的过程。一个作品的创造往往需要多学科知识和技能的支持，因
此，
学习者在创造中需要不断学习新的知识，
并在实践应用中将
知识内化、
巩固和提
升。学习者不再为知识而学习，而是为了解
决问题，在动手实践中学习，通过亲
身体验，学生头脑中的知识建构可以更加自然、更加
高效地发生。
< br>（
2
）从现实问题出发，培养学习者的问题解决能力
创客教育提倡让学生回归真实的世界，
从
关注生活、
关注自己与他人需求的
过程中寻找创意设计灵感，<
/p>
始终坚持从生活中来到生活中去的原则。
从现实的问
题出发，
将科学世界中的知识经验和学习者的生活世界相联系，
促进学习者对于
知识的理解和迁移运用，培养学习者发现问题和解决问题的能
力。
（
3
）
鼓励学习者发挥创意，将想法变为现实
创客教育的核心理念在
于创意与制造，追求创意、创新是其重要价值取向，
而制造个性化作品则是表达创新想法
的途径。
鼓励学习者自由发挥想象，
尊重学
习者的每一个想法，
鼓励大胆实践，
将想法变为现实。
创客教育以实物作品为成
果，但这并不是最终目的，作品只是学习者
创新能力的载体、创意想法的体现，
更要关注学习者创新能力的培养情况。
因此，
创客教育的教学结果，
不仅要关注
学习者的“造”，更要强调学习者的“创”，从而实现创客教育的价值。
（
4
）强调团队合作与分享精神，促进
全人发展
创客教育通常以项目
（主题
）
为主线，
需要学习者以小组协作的方式进行学
习，小组成员相互合作，相互启发，充分发挥自己的特长，有助于相互学习，共
同成长。在创客教育中，鼓励学习者相互分享自己的创意想法、技术、知识技能
以及创新
成果，
分享的过程中可以得到其他学习者的反馈，
从而促进创新
，
同时
使学习者获得社会性交往的技能，
促进全人发展，
从而能够更好地适应未来的社
会。
三、实践思路
实践是
检验真理的唯一标准。基于创新思维的小学创客教育教学活动需要
在实践中得到检验和启
发，
需要应用于教学实践，
发现问题并得到反馈修改建议，
才能使其获得真正的实际意义，
才能使其得到持久的发展。
通过对比分析多种典
型的设计思维框架，
构建了
基于创新思维的小学创客教育教学活动设计框架，
如
图
1
所示。
那么，
在设计框架指导下的教学活动对于学习者自主发现问题和解决问题
的能力、学习兴趣和学
习能力有何影响？该框架所指导设计的教学步骤是否合
理？这些问题需要在教学实践中得
到解答，
因此，
本研究以
XXX
小学人工智能教
室为例，开展教学实践。
四、实验对象
主要以本校五年级学生为主，每周
2
节课（分单双周），每
节课时长为
40
分钟。另选取本校三
、四、六年级部分学生以开设兴趣小组的形式进行，每周
3
节课
，每节课时长为
40
分钟。
五、教学环境
类别
名称
功能和要求
单
位
数
量
1
教学区
通用装
备
1
.
支持教学活动的实验室环境，教学用地面积不小于
70
基础装
㎡；
间
修
2.
配备定制化造型台、物品存储和展示柜、投影仪和幕布
（或电子白板）、学生桌椅等教学设施。
1.
支持教学活动的无线网络、
计算等功能，
同时支持
50
路
终端接入，可完成移
动设备屏幕无线投射至大屏幕；
无线网
2.
网络标准：
IEEE
802.11a
、
IEEE
802.11b
、
IEEE
802.11g
、
台
络设备
IEEE
802.11n
、
IEEE 802.11ac
wave2
；
3.
< br>最高传输速率：
3Gbps
（
1
733Mbps+867Mbps+400Mbps)
；
<
/p>
4.
频率范围：三频（
2.4GHz
、
5GHz
、
5G
Hz
）。
1.
支持投影机、新风、背景音乐、视频源、灯光、智能家
智能中<
/p>
居等
AIOT
网关集中控制；
套
控系统
2.
可通过语音识别对空调、窗帘、灯光等室内设备进行语
音交互控制。
1
1
人工智
能专用
教学装
备
1.
外观要求：类人型的机器人组件，无需拼接组装（其中
教师版高度应不低于
60cm
）；
2.<
/p>
材料：
ABS
塑料，安全环保材料；
教学
3.
传感器：包括测距传感器、巡线传感器、陀螺仪、触摸
机器人
传感器；
4.<
/p>
交互设备：包括摄像头、麦克风、扬声器、显示屏等，
可编程控制
。
教学平
1.
安卓操作系统，存储容量不小于
16GB
；
< br>
板
（教师
< br>2.
四核处理器
,2GB
以上运
行内存；
端）
3.
屏幕尺寸不小于
10.1
英寸
,
分辨率不小于
1920*1200<
/p>
；
教学平
4.
具有陀螺仪、手写、多点触控、投屏等功能；
5.
网络支持：支持
WiFi 2.4
G
与
5G
频段；
板
（学生
6.
电池容量：不小于
5000
mAh
锂聚合物电池。
端）
1.
拼
接结构组件
:
环保塑料拼接结构件；
组件：包括
AI
能力开发板、高清摄像头、线性麦克
人工智
风阵列等；
能开源
3.
传感器
组件：包括
Arduino
驱动板、颜色识别、
RGB
灯、
硬件
（基
气体、超声波、循迹、光敏、红外、温湿度等传感器和编
础版）
码电机；
4.
充电电池：符全国家安全规定，容量不少于
2000mAh
。
1.
拼接结构组件
:
环保铝合金拼接结构件；
组件：包括
AI
能力开
发板、高清摄像头、线性麦克
人工智
风阵列等；
能开源
3.
传感器组件：包
括
Arduino
驱动板、颜色识别、
RGB
灯、
硬件
（进
< br>气体、超声波、循迹、光敏、红外、温湿度等传感器和编
阶版）
< br>
码电机；
4.
充电电池：符全国家安全规定，容量不少于
2000mAh
< br>。
：八核处理器
,
运行频率不小于
3.0GHZ
；
2.
内存：不小于
32GB
；
超算服
3.
硬盘：存储容量不小于
1TB
；
务终端
4.
显卡：存储容量不小于
8GB
；
5.
网络：支持
WiFi
模块和千兆网卡。
台
26
台
1
台
25
套
26
套
26
台
1
六、教学内容
基于创新思维的选题原
则，
我校与
XXX
教师合作，
结合我校现有的硬件资源
和教学资源，
设计了适
合我校五年级学生创新思维发展的校本课程
《
AI
上智慧生
活》。
该课程以
“未来智慧生活设计规划”
为主题，
由
一系列具有挑战性的真实生
活中遇到的问题组成，课程包含电子电路知识、模块拼装、编
程等内容，学生需
要通过合作学习，
制作合理的解决方案。
在该课程中，
学习者将通过一系列分解
主题
的学习，如智能台灯、智能风扇等，理解智慧生活规划设计的意义，学习掌
握生态生活、
智慧生活、可持续发展等概念，具体内容如图
3
所示。