课程是一种机会

2009年6月，南京市琅琊路小学依托机器人项目自主申报并成功入选首批南京市“星光计划”学校。随后几年，在南京市教研室的牵头引领下，学校机器人项目的开展日益成熟，并取得诸多成绩，这为学校科技活动的多样化夯实了基础，成为“PowerTech机械兽”科创课程诞生的有利契机。

“PowerTech创意仿生机器人”（又称PowerTech机械兽）是台湾中华创意发展协会于2003年自主研发的科创项目，它是以木片、木棒、齿轮、马达等简单的原初材料，在学生自主创意设计、自己动手制作的基础上开展的科技竞技活动。作品模仿生物爬行、跳跃等运动方式，在竞速、拔河、负重及造型创意等方面比较制作水平，全部制作过程由学生独立完成。这项活动有助于培养未来科技人才的规划力、想象力、分析力等思考能力，发展青少年的加工制作的实作能力，强调共同合作、团队意识。该项目在全台湾中小学推广，每年举办一次竞赛活动，在青少年中有着很高的人气。2010年，南京市教研室与南京市科协联手，率先将“PowerTech机械兽”项目引入大陆，并开启基于此项目的两岸青少年科创活动交流，几年下来成果斐然。琅琊路小学作为首批参与此项目的小学，在活动开展、竞赛组织和教学研究等方面均走在前列。

随着活动的深入开展，我们发现学生们特别喜欢这一科创项目，自主参与、全情投入、分享快乐，这一种学习状态让我们联想到琅小的校本教育主张――“快乐做主人”。“快乐做主人”有两个要义，一是做主人，二是快乐，也就是说，在琅小开展的全部课程与教学活动，都要以上述两个要义作为尺度来审视。这么看来，PowerTech科创活动先天就具有“快乐做主人”的“基因”，但是，若仅仅把“PowerTech机械兽”作为科创活动，似乎又没有把文章做足，我们需要对这一项目进行本土化的课程加工。2012年，恰逢南京市中小学科技创新学院推动“星光计划”科创活动项目的课程化建设，以此为契机，我们总结前期活动经验成果，研发了《PowerTech机械兽创意工坊》校本课程，作为我校“小主人课程”框架中“小主人工程院”的一门课程，又作为南京市“星光计划”地方课程的重要组成部分。

从科创活动到科创课程，我们看重的是“PowerTech机械兽”活动给学生提供的多元学习机会。当下，学生学习生活中还存在一些不足，如说得多做得少，接受的多感受的少，受督促多自发行为少等，而这门课程正好可以在这些方面给孩子创造学习和突破的机会，从而帮助学生实现多元发展。具体说来，这门课程给学生创造了哪些机会呢？

一、一种工程实践的机会

美国STEM教育理念的提出，引起了人们对科学、技术、工程和数学教育的关注，重视培养学生的科技理工素养，不仅在高等院校，而且也被越来越多的中小学所接受。但由于受到学校教育教学模式的束缚，在小学里还是主要以语、数、外等学科的教学为主，学生在技术、工程方面得到的教育十分有限。

怎样在学校教育中融入STEM的理念，很多学校可能会想尽办法将它与学校的已有学科教学进行整合，从已有的学科教学内容中挑出可以加入STEM理念的部分，然后从教学设计上凸显这种理念。但是由于受到教学内容的限制，这将是一个间断式的过程。这种在不破坏原有课程模式上的变革，对学生科技理工素养的培养能起到一定的效果，但必然是有限的。

“PowerTech机械兽”课程的建设，很好地帮助我们解决了这样的问题。在“PowerTech机械兽”课程中，第一步先给学生一个仿生机器人的制作图纸，然后让孩子根据图纸去加工制作出仿生机器人，接下来对它的运动状况进行分析，找出存在的问题，下一步是自己根据分析重新设计规划一个新的设计图纸，再来制作完成、调试、分析、设计、制作……这是一个周而复始的过程，也正是STEM教育中所倡导的工程教育模式，而且学生在整个课程中会涉及到关于科学、技术、数学方面的内容，学生必须有机整合这四方面内容，才能制作出满意的仿生机器人。这就给了学生一个很好的STEM教育的机会，为培养学生的科技理工素养提供了一条切实有效的路径。

二、一种建构知识的机会

对于小学生来说，他们建构起来的知识可能更多的是隐性的、难以表述出来的知识，更像是一种感觉。在仿生机器人的机体结构中，包含了很多物理方面的原理，如轮轴、传动、摩擦力、振动频率等等，也涉及部分材料学、结构学方面知识，而这些知识对小学生来说是陌生的。就算是专门的教授想让他们完全掌握这些理论知识也存在一定难度，但要想做好一只运动状态良好的仿生机器人，又会不可避免的涉及到它们，如何处理这样的矛盾，既不对学生强行灌输，又可以让学生在他们能力范围内对这些知识有一定的认知，这里面存在一定的困难。

在“PowerTech机械兽”课程中，我们的方式是给学生足够的支持，让学生尽可能地去尝试。比如学生制作完成仿生机器人后，发现它向前运动速度很慢，怎样才能让他变快呢？学生会提出各种各样的猜想，如在脚下加一块大的脚底板，或在下面加一些砂纸，还有学生认为可能是前后腿的长度过长或过短，或是猜测电池盒的位置是不是前后调整一下会好一点……这些猜想大部分是天马行空不能实际解决问题的，但是老师不去直接干预学生的想法，而是尽可能就孩子们的猜想为他们提供需要的材料，让他们自己动手，不断尝试，最后他们总会发现自己的某个猜想是有效的。虽然这些方法背后的原理他们不清楚，但是这些方法会长时间地储存在他们的脑海中，慢慢演变成他们的一种感觉，经过长时间的积累，当下次再遇到各种问题的时候，会发现他们提出的解决策略有效性会越来越高，这就是他们在此课程中建构的自己的知识。

这些难以表述的知识的掌握对学生这门课程的学习以及今后相关理论知识的学习都会起到促进作用。在“PowerTech机械兽”课程学习中，每当学生因为自己建构的知识解决自己遇到的问题时，那种兴奋的心情会激发孩子的信心、热情，使他们对这门课程更感兴趣。同时这些建构的知识也会在他们今后的学习中成为他们科学掌握理论知识的垫脚石，当他们在后续的学习中学到相关的理论知识时，他们就会自动地把这些理论知识和他们在“PowerTech机械兽”课程中所建构的知识相结合，那种恍然大悟的感受，会再次激发他们学习的热情。

三、一种调用工具的机会

在孩子们的生活中，玩具坏了，扣子掉了，家具松动，灯泡坏了等等问题出现后，他们会好奇，会想去研究一下，但是由于他们所能得到的支持太少，所以大部分都是停留在一个念头上，很少会有后续动作。他们所缺少的一个重要的支持就是对各种工具的认知以及工具的使用技能。因为在他们的生活中很少会接触螺丝刀、锯子、锤子、手摇钻等常用工具。不是因为这些工具的使用难度太大不适合小学生，而是因为我们的教育中缺少了让孩子们在这方面学习的机会。

在“Powertech机械兽”课程中，因为涉及到对初始材料的加工，因此，必不可少的会使用到各种工具，而课程对工具的要求只有一点――非电动工具，这也变相地迫使孩子们去了解、搜寻好用又顺手的工具。同时受到加工工序的影响，工具的涉及面也非常之广，锯子、锤子、手摇钻、十字起、一字起、刀子、剪刀、尺子、方口钳、尖嘴钳、斜口钳、砂纸等都是不可或缺的，每种工具在课程中都有它独特的用处。这样的一个课程，基本上将人们生活中常用的工具都涵盖在内，在课程的学习中，丰富了学生对工具的认知。

在对学生工具使用技能的培养方面，“Powertech机械兽”课程为他们创建了一个大情境――努力作出一只运动状态最佳的仿生机器人。在这样的情境中，工具的使用变成了一种辅助的手段，这样就避免了刻板的为了学习使用工具而学习使用工具的乏味状态，让学生自己在制作的过程中感受各种工具的使用方法和技巧。在不断的尝试摸索中，在大量的失败教训中，偶然的一次成功体验，将成为他们领会工具使用技能的契机。这也会给他们带来发自内心的喜悦，留下深刻的印象。这完全是他们自己建构的东西，是真正属于他们的，这样的学习才是真正从儿童出发的学习。

四、一种深度合作的机会

合作不仅是一种方法，更是一种我们希望孩子们养成的素养。但在平时的教育教学中，我们更多的是对孩子进行说教，告诉他们需要学会分享，学会倾听，学会跟其他人进行交流、沟通，学会适当妥协，学会正确地处理合作中出现的问题。但是这样的说教可能一时对孩子们是有效的，但是当他们再次经历需要合作的时候，又会出现同样的问题。甚至还有可能孩子们听到这样的话就会产生反感的情绪。

在一些学科课程当中，人们已经认识到这样的问题，所以在努力为孩子提供合作的机会，让孩子在合作过程中掌握有效合作的方法。比如科学课当中，教师会带着孩子做一些复杂的实验，实验任务是一个人很难完成的，因此给孩子们分配几项任务，让小组内的孩子进行选择，然后开始合作实验。这样的合作学习起到了一定的效果，但这是基于老师辅助下的合作，还是不能切实地让学生感受到合作的重要性，因此不能从心里萌发合作的欲望。

而在“Powertech机械兽”课程当中，通过初始几节课，会让每个孩子都掌握仿生机器人的基本制作方法。接下来会给孩子们提高难度，让几个孩子一起，在尽量短的时间内完成一只仿生机器人，完成后会在小组间开展仿生机器人竞赛。在这样的条件限制下，他们会自发地聚到一起，分析仿生机器人的创作分为几个大部分，每一部分的制作难度怎么样，需要几个人来完成，自己最擅长或希望做的是哪些部分。细致的分工后开始操作，在操作的过程中，小组成员间也会相互观察，了解彼此的制作进度、质量，当发现别人存在问题时会及时指出，当自己遇到困难时，会主动向周围人请教、求助。比如用锯子锯木板，因为孩子年龄小，一个人很难完成，这时候他们就必须要寻求同伴的帮助，通过友好的协商，得到同伴热情的回应，这就是他们合作过程中的小奖赏。最终如果小组间竞赛取得好成绩，他们会聚到一起欢呼、击掌庆贺，这是合作带给他们的大奖赏。在这些过程中，他们感受着合作带来的愉快体验，喜欢上与人合作。

五、一种竞技体验的机会

任何一门课程的开设必然会伴随一套相应的评价模式。在小学开设的大部分课程里主要的评价模式是考试，当前很多学校也在就这样单一的评价方式进行着改革，但无论怎么改最终还是很难完全脱离考试这种方式。考试是一种拔尖式的选拔方式，这就导致绝大部分学生在面对考试时，会以一种负面的状态来应对它，这样的体验对孩子的成长是不利的。

而在“PowerTech机械兽”课程中，最后的评价方式是以竞技比赛的形式展开的。仿生机器人可以进行竞速、拔河、翻滚、绕圈等各式各样的竞赛，竞赛的成绩可以直观地反映出学生对课程内容的掌握的程度。每次当学生制作完成一只仿生机器人，都会迫不及待地想要开展一场竞赛，想通过竞赛来证明自己的水平。竞赛也可以帮助他们及时发现自己不足的地方，纠正他们在课程学习中做得不到位的地方，为下一次竞赛做好准备。而这一系列的行为都源自学生内心的需求，这样的评价模式对学生来说是他们喜欢的，对课程的开展也起到了积极的作用。

同时，竞技模式也是一种伴随每一个人一生的一种生存模式。参加各种比赛、职场中的竞争等其实都是竞技模式的一种展现，所以在小学里适当引入这种以竞技模式为评价的课程，给学生更多竞技体验的机会，帮他们树立正确对待竞技比赛的心态，对学生一生来说都是有利的。

六、一种正视受伤的机会

平时在家里，学生受到家长细心的照料，很少有受伤的机会，而且通常家长在告诫孩子哪些事情是危险、不能做的时候，会用可能产生的最严重的后果来警告他们，于是孩子意识里对受伤产生极大的恐惧，好像一点点的小伤就会对生命造成严重威胁，形成巨大的心理压力。

而学生在参加“PowerTech机械兽”课程的过程中，因为会用到各种工具，即使老师强调安全问题，但学生还是会时有受伤，甚至绝大部分学生在制作的过程中会多次受伤，刀子划伤、起子戳伤、胶枪烫伤等等。虽然都是小伤，但可以发现凡是学生第一次受到某种伤害时，他们都会十分紧张急匆匆地跑来找老师，很多胆子比较小的学生眼眶中早已噙满泪水。在老师帮助他们处理完伤口后，他们的注意力依旧会长久地关注自己的伤口，做什么事情都会提心吊胆，个别外向一点的学生会把心里的想法直接表达出来，围着老师问关于伤口的各种问题。

等到第二次再受到相同的伤，这时就能明显地看到学生的变化，他们的紧张程度明显降低，有的甚至自己主动去处理伤口，处理完伤口之后他们可以将大部分注意力放在仿生机器人的制作上面，对伤口的关注程度降低。

受伤的机会对学生来说是一次学习的机会。通过受伤，他们可以切身体会到受伤带来的疼痛和不便，在以后的操作过程中可能就会格外地注意安全，避免再次受伤。同时，受伤后处理伤口的过程也是学生学习的过程，他们经历过就会了解各种不同伤害的处理方法，这对孩子来说是很重要的一项技能。经历过受伤，也会帮助学生对它形成客观的认识，降低他们对受伤后未知结果的恐惧，减轻他们的心理压力。

一项计划引进了一门课程，一门课程为学生提供了多元的学习机会，而多元的学习机会又给学生带来了更多的发展空间。在南京市星光计划的引领下，在“PowerTech机械兽”课程的推进与实施中，琅小的孩子们科学素养得到培养，手脑并用的能力得到提升，在快乐中发展，真正成为快乐的小主人。

（亓兴华，南京市琅琊路小学，210024）