随着大数据、人工智能、机器人技术、云计算等高新科技的迅猛发展，人类已经进入第四次工业革命时代。大裂变式的脑力增长正在以全新的、令人惊讶的方式和速度重组着人类的大脑，改变着人们的学习方式、工作方式和生活方式，甚至在某种程度上挑战和重塑着我们的社会根基。
在传统的教学模式中，教师只注重传授单调的、机械的知识，而忽略了学生的动手能力，以及对所学知识的应用，而导致不利于培养学生解决实际问题的综合能力。随着在2017年，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出：“即日起，从小学教育，中学科目，到大学院校，通通逐步新增人工智能课程，建设全国人才梯队”，以此倡导在基础教育阶段开展少儿机器人编程教育，旨在推动在中小学人工智能课程的设置，且在教育教学中增加了像数据、虚拟现实、人工智能等这样新技术的应用，从而增加学生的动手能力以及培养具有高阶思维能力的创新型、复合型人才。[1]随着将Hands On教育理念渗透到机器人课程教学中，丰富了机器人课程教学多学科融合的内涵，同时为机器人课程教学模式探究提供了有力的理论依据。
一：Hands On教育理念
“Hands on(动手做)”是目前小学数学课程改革中的一个重要观点，它强调学生的学习是一个现实的体验、理解和反思的过程，其目的在于转变学生的学习方式，培养学生的创新精神和实践能力。正如《数学课程标准》在基本理念中所指出的：“有效的数学学习 活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。
二：机器人教育的现状
机器人教育是指通过组装，搭建和运行机器人来激发学生的学习兴趣和培养
学生的综合能力。[2]机器人课程涉及多个学科知识，如数学、物理、化学、地理、生物、计算机等。而这些知识不是独立的，而是融合在一起，由学生自己通过解决问题主动探究获得的。[3]我国的机器教育兴起于20世纪末，起初是通过竞赛的形式来推动机器人教育的发展，吸引了全国各地的众多参赛者，也逐渐使机器人教育成为了一种特殊的教育范式。随后几年相继颁布各种关于机器人教育的政策，国内的各学段机器人教育也如火如荼地开展着，但在不同教育阶段却呈现出不同的发展景象。在中小学教育领域内，可以用“起步迟，发展迅速，亟待完善”来概括其发展。更是随着广大师生对配件丰富，创意需要，接口、组建设计好，便于工程搭建，材质好，编程环境易于使用，兼容性佳，开放度高的教育机器人产品有强烈需求。因此在中小学设立机器人教育课程，普及机器人教育以迫在眉睫。
随着人工智能时代的到来，机器人教育将以与计算机发展相似的方式进入我
们的生活，成为教育领域中不可缺少的一部分，成为21世纪公民必须具备的技能。机器人教育也应该参照“计算机教育从娃娃抓起”的做法，尽早普及，尽快普及。
三：Hands On教育模式下的机器人课程建构
根据Hands on教育理念和机器人教育课程的特点，将Hands on理念渗透到机器人教育过程中，提出了“基于Hands on教育理念下机器人课程研究”。机器人教育行业发展日新月异，但是课程设置的还不够完善，因此本文为Hands On教育模式下的机器人课程进行了设置，期望能够为机器人教育发展提供一定的参考。以下下面课程将会结合皮亚杰的认知发展理论的特点，对课程分为初、中、高三个层次进行教学。[4]
3.1 “LBL+创客教育+KWL”模式的初级课程
本次初级课程针对的是皮亚杰认知发展理论的具体运算阶段（7-10岁）的孩子。这个阶段的小朋友具有一定的逻辑思维和群集运算的能力，虽然是比较表象的，需要借助具体事物进行思考，继而解决问题。因此，我们设定了“LBL+创客教育+KWL”的教学模式。
这个阶段主要是以教师的“教”和学生的“学”为主。首先，由老师介绍机器人的基本知识，如：分类方式、社会用途以及外形设计等，借助教师有趣的语言表达、图片的直观性、立体模型的展示等让学生对机器人有个初步的了解，激发他们的学习兴趣。
接下来，利用创客教育培养学生动手能力和跨学科解决问题的特点，以小组为单位，鼓励同学们团结协作，利用不同学科知识、敢于发挥自己的想象力，对零散的机器人部件进行自由组装，然后进行创意、拼装过程、心得分享。最后，老师进行简单的分析和总结。“做中学”，不仅是锻炼了他们的动手能力和协作能力，而且还培养了他们的发散性思维。
最后，教授学生简单的编码，让学生可以与我司研发的特定教学编程机器人进行互动，学生可以进行操作、发出指令。这样不仅可以让学生初步体会编程的魅力，还可以对简易编程的掌握情况进行自查。融合了Hands On教育理念的编程教学，是跨学科的，具有一定难度，但是锻炼了学生计算能力以及操作能力等。
建立KCL追踪自省体系。K是已知，W是想知，L是学知，这种评价体系可以让学生对自我学习过程起到一定的监控作用、追踪学生学习成长情况，有利于学生的自信心建立以及教师下一步教学计划的设置。
以上，初级课程采取的主要是教师传授、伙伴协助、自主反思的学习方式。
3.2 “引导—发现式课堂+TBL+KWL”模式的中级课程
本次中级课程是基于皮亚杰认知发展理论的具体运算阶段11-14岁的青少年儿童，针对他们思维发展和完善，能从多种维度对抽象的性质进行思维，但在实际生活中仍会刻板遵守规则的思维发展特征，[5-6]设计出“引导—发现式课堂+TBL+KWL”的教学模式。此课堂教学模式以学生作为主体 ,教师引导学生的积极主动性为方式，培养团队合作精神，并学会总结反思。
中级课程是让学生通过视频了解机器人编程与图形化编程等编程等知识，例如LEGO—EV3的搭建等。并通过老师的引导令学生熟悉并掌握机器人编程中的方法、原理、技巧、以及机器人装置，以此为机器人课程的高级课程打下扎实基础。基于学生对理论知识掌握不透彻，缺乏独立思考的现象，我们的课程模式应在原有的TBL（以团队为基础的学习方式）下加入KWL学习表格的模式，在每节课结束时，预留时间让学生对本节课进行总结反思，帮助学生巩固知识，发现不足。在机器人课程过程中，通过团队合作完成简单机器人模型的搭建。在搭建过程中，提前确定搭建教学内容供学生进行课前准备，并分配每个人的任务组成，通过合作完成搭建，这一环节的学习不但培养学生动手协调能力、空间想象能力、逻辑思维能力，而且使学生各方面能力在潜移默化中得到提升，也学到更多机器人的相关基础知识。
机器人课程运用“引导—发现式”教学引导学生发现问题，并基于Hands On的教育理念引导学生动手加入其中，运用TBL（以团队为基础的学习方式）和KWL学习表格的模式，培养以团队为中心的的创造性，以及总结反思，这样就完成了整个新知识获得的环节。
3.3 “PBL+MOOC”模式的高级课程
根据儿童认知发展特征，本次高级课程的设置针对10-18岁青少年开展，他们能从多种维度对抽象的性质进行思维，能够进行假设性思维，采用逻辑推理、归纳或演绎的方式来解决问题，其思维发展已接近成人的水平。[7]设计出“PBL+MOOC”模式的高级课程，该课程模式的核心是“以问题为导向的学习”（PBL）+MOOC线上资源拓展知识面的教学模式，并且该模式始终贯穿于Hands On理念下的机器人高级课程。
此阶段的孩子要学习机器人VEX/VEXIQ/ROBOTC编程知识，将科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)的学习进行整合。课程内容会包括各种类型的结构件，学生可以自由发挥，学会了解各种机械结构。要求具备参加VEX/VEXIQ等机器人世界锦标赛的能力和水平，随时可以参加机器人世界锦标赛。机器人的高级课程的项目化可以引导学生主动投入学习，对机器人理论概念、构造原理、运行等理论知识在实际应用的过程中形成更深度的理解。通过系统的项目式学习的教程对孩子提供各方面培养：动手能力、物理搭建、逻辑思维、编程实践、团队合作等，进而培养学生独立思考自主学习的能力和解决实际问题所需的软实力。
综上所述，围绕Hands On理念设计的高级机器人课程采用PBL项目式学习教学法为主，借助MOOC或其他资源进行知识背景引入、拓展的方式去引导学生自主设计并完成项目，最大限度地激发学生投入学习无人机知识、参与设计项目的热情，达到提高学生跨学科学习、批判性思考和解决实际问题的能力。
四：结语
Hands On理念下的机器人课程教学模式的提出，目的在机器人课程中更好的培养学生的学习方式，培养学生的创新精神和实践能力。培养学生成为具备动手能力、团队合作能力、创新能力的“问题解决者”。
参考文献：
[1]唐雪梅. STEM教育理念下的中等职业学校机器人课程教学设计研究[D].西华师范大学,2019.
[2]全权,王帅.机器人教育占领未来人才高地[J].机器人产业,2018(03):54-55.
[3]曾庆华.STEM教育理念下的机器人课程教学模式探究[J].信息记录材料,2019,20(12):59-60.
[4]马士博. 基于STEAM理念的小学机器人校本课程的设计与开发研究[D].深圳大学,2018.
[5]张潮.教育心理学[M].北京:高等教育出版社,2017,164.
[6]单俊业,柳嘉惠.道德量化评价刍议[J].江苏理工学院学报,2015,21(03):118-122.
[7]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京师范大学出版社,2007,33.
袁鹏 ,生于1999年11月，男，汉族，甘肃省天水市人，高中学历，学生
研究方向：电气工程及其自动化
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电话 ：15919639545
陈简哲，生于1999年11月，女，汉族 ，江西人，高中学历，学生，广播电视编导（研究方向）
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苏淑云，生于1998年10月，女，汉族，福建省泉州市人，高中学历，学生，
汉语言文学（研究方向）
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林川，生于1998年5月，男，汉族，广东汕头人，高中学历，学生
国际经济与贸易（国际商务）研究方向
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通讯作者：廖伟国；姓名:廖伟国；性别:男；民族:汉；籍贯:河北；最高学历:研究生；研究方向:教育
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