机构常见现象分析
我们还是从现实中的一些现象说起，
一、为什么大多数教育机构的课程到9岁就戛然而止？
你去教育机构一般都会看他的课程设置，在宣传页上也会有。上面会罗列一些课程的名称如小小工程师、小小发明家、科技与生活、能源天地，机器世界……从5岁到9岁的课程基本比较丰富和饱满，而到了10岁以上就看不到什么课程了，这是因为乐高课程到9岁之前的课程分类是比较有序的，对于10岁以上的课程就比较零散而没那么确定，其他器材的课程也基本套用这个体系，只是改换一下名称、教学器具和图片，所以情况也较类似。
二、为什么机器人编程课程极少，感应器课程更少？
机器人编程课程极少，一般来说在大量的结构课程之后，有2~4个编程或感应器课程是常见的。原因在于乐高的课程体系中有编程的内容，也使用感应器。但这部分课程的内容是融合在结构搭建当中，并没有单独列出形成体系课程，也没有大规模的展开。对编程和感应器的教学非常零散，知识点的教学不连贯，只是让孩子接触和感受一下编程与感应器的应用，比较适合西方孩子的学习水平。对于大多数中国孩子来说，就显得有些幼稚和无趣，这就使大多数机构无所适从。
三、为什么编程课程大行其道？
我就说两点：第一，教育改革和国家推行的政策，使编程教育成为了风口浪尖，第二，机器人教育经过了一段时期的发展，大部分机构都停留在结构搭建，逐渐同质化竞争，家长也逐渐认清，这个时候谁能突破机器人的编程教育，谁就能掌握先机。而编程教育需要跨过很多道门槛，解决一些核心的教学问题。一些聪明的机构在没有能力研发课程的情况下，借鉴了乐高搭建教学的方法，将编程教学设计成一个个的小游戏呈现给家长。这种教学会不会步入下一个死循环，还是留给时间去验证吧。个人认为还是有积极的一面。但对于真正人才的培养，还是没能解决根本问题。
四、学习机器人课程、编程课程孩子会变得更聪明，各科成绩会变得更好吗？
在前面的②大变局中，我们曾经谈到过这个现象。这就好比在说“学好了语文的孩子学习成绩都很好”一样。虽然学习的各科目之间有一定的关联性，但是不存在他们之间关联的必然性。好比方说语文学得好的孩子对文字的理解能力强，那么他在学习数学的时候对理解题意；准确把握题目关键要素是有帮助的，但不是必然的说“学习语文成绩好的孩子就数学一定学得好。”
其实，暂且不说机构能否将探究性教学、发现式教学、项目式教学、翻转课堂、STEAM教学的精髓带给孩子们。单就孩子逻辑思维能力、创新性思维能力的提升，虽然对孩子的学习能力起到一定的帮助作用，但并没有有效的标准和方法来准确的衡量与评价这一作用。在中国这种应试教育、记忆性学习、题海战术的教育体系中，这方面的能力并不会被凸显出来。研究生以下教学体系对一个人的探究能力、解决问题的能力，均不做考核和评价，只有到了研究生以上学历或工作之后，才逐渐会体现出来。又何来一说“学编程的孩子学习成绩都很好”呢？这句话应该反过来讲，在目前的机构教学方式下，只有那些学习成绩好的、逻辑思维能力强的孩子才能够学会这些课程。
五、绝大多数机构是没有能力进行课程研发的。
我们搜索机器人教育、编程教育，会弹出一堆品牌招代理加盟的广告。这就是为了解决资本想投入机器人教育、编程教育，分得这一教育市场的一杯羹，但苦于没有合适的课程来开展教学的问题。课程的研发者要有扎实教学理论基础；丰富的教学经验。对某个年龄段的孩子心理活动；知识构成体系；学习行为习惯；学校相关学科的教学体系有深入的了解和研究。同时，课程在初步完成之后，应该在教学当中有足够多的教学课时进行验证、打磨、重新调整，才能逐步完善和形成一个合格的课程。一个普通学科教师的成长都要花费巨量的资源，长期的磨练和个人的勤奋，更不要说这种能开发课程的老师，特别是这种面向未来的新兴的高科技教学领域，更是难上加难，这一点我们会在⑥师资力量章节中提到。
这里讲个亲历的事例：
学校开展的4:30课堂，允许学校与第三方机构合作展开第二课堂教学活动。以减轻教师的教学压力。当年星际小虫还是创客实验室的项目负责人。所以有段时间会有平均每天都有二、三拨教育机构的人来学校洽谈业务。但来的销售人员根本不谈教学，谈的内容与教学牛头不对马嘴。后来为了不浪费时间，我提出了两个要求。第一，来访人必须是教学人员。第二，必须有自己的教材。结果挡住了一大半的来访者，而到访的30多家机构，很多只是有课程预研发的一个目录表格；或网上下载的替代品；或产品使用案例说明书；或抄袭别人的教材。真正有教材的只有两家，而这两家的教材都是在校老师完成，并合作出版的。
后面的师资力量章节还会讲到一个赛课的事例，一些教育机构的老师连上课的基本流程都没搞明白，拿什么去开发课程？又拿什么去构建课程体系？
课程研究历程
下面简单概述一下，我们的课程研究经历，让大家感受一下课程研发的艰难。其中关于竞赛部分内容，我们将在学习与竞赛章节详细讲解，
04年到06年，我们培养了孩子参加一些科技类和机器人的比赛。孩子只需要简单的操作和一些讲解的能力便可完成。后来为了提升孩子的展现能力，不得不对孩子进行机器人知识和编程知识的教学。
06年到08年期间，由于教学水平的不断提升，孩子的能力也获得很大的发展，取得的成绩也越来越多，层次越来越高。这时接到上级领导的指示，开始针对全校学生做机器人和编程的普及性教学课程研究。同时，机器人竞赛也衍生出了需要全面考核孩子真实编程能力、动手能力和快速应变能力的项目。我们认为这是未来的发展趋势，便义无反顾的投身其中。这样就可以获得一个重要途径来检验我们的教学效果。整个团队4个中年教师，针对小学一到六年级全体学生展开实验性教学研究。对一、二年级学生采取编程思维、模块化编程的教学实验，三、四年级学生采取虚拟机器人编程教学实验，五年级采用教科书上的编程教学课程进行实践，六年级进行编程与感应器的教学研究。每个老师每周12~15节课堂教学实验，同时承担市级、区级两个相关研究课题。数不清的案例分析、教法演练、外出学习、示范课、公开课、演练课、集体备课、听课、评课。个人还承担学校机器人竞技队每周一到五下午两个小时的教学训练活动。这部分选拔出来的校队精英，也同时在进行着机器人编程、感应器教学，策略分析、竞赛能力与方法的教学探索。
11年3D打印机出现在了视线范围，这项技术极大的解放了孩子们的双手，拓展了实践的能力，打消了老师们对于学生手工制作的安全顾虑。经过前期的酝酿、比较、选择、准备，15年果断将其拉入教学研究中来，对五、六年级学生展开3D建模的教学研究。除平时的备课和自我学习外，每周课堂教学和训练教学加起来的教学时间为20个小时，这相当于每周把一节课上了30遍，而每天的中午、晚上，我都会坐在办公室里静静的发呆几个小时进行反思和推演，将我面前的教案底稿改的面目全非，然后再重新抄写整理一遍，等着下一次的面目全非。
就这样一干就是十几年，当我感觉有些累了抬头望时。满头的华发已经斑白。手中的机器人教案从原来的3个课程96课时，变成了现在的28个课程896课时。3D打印教案从1个课程32课时，变成了现在的5课程160课时。至此，形成了机器人教学、编程教学、感应器教学、3D打印教学的基本教学体系框架。为市教育局“好课程”项目编写了小学虚拟机器人编程教材和教学参考书。本文由创梦飞科教-星际小虫原创，转载请注明出处。
课程研究方法
课程研发真的不是一件容易的事，
一、在课程研发前期必须思考社会科学技术进步的发展趋势和社会需求，教育的发展方向，并作出较为准确的预判，预判教学所能达到的基本层次，清晰自己所要达到的目标和实践步骤，做好规划。
二、需要针对这个项目有可能运用的大部分品牌的教具、各类软件，进行充分的调查统计，了解他们的性能、用法、使用技巧和能达到的功能。还记得我第一次去机器人代理商那了解情况时，带去的是一个写有78个问题的本子。十几年过去了，他仍然记忆犹新。选好所用的教具和教学软件，你才不会将自己的精力投错方向，走弯路而白白浪费自己的时间和心血。
三、学习：对一个科技类新生的教学科目，教师除了前期要积累丰富的教学经验、教育理论外。所需要做到的第一件事情就是大量的学习。只有自己学会才能教会学生。要学习机械制图，编程软件，设计软件，感应器原理和应用，结构设计与运用等所有与该项目相关的知识与技能。教师必须具备一专多能，知识广博，才能从容的应对学生学习中的各种问题和突发想象。一切从零开始学习需要大量的时间和毅力。
四、有了课程的初步设计和教案的编写，才是刚刚开始。更重要的是研发一个课程需要巨量的时间和教学实践来检验和打磨。就像工业生产中，虽然你不太明白别人的设计思路，可照抄别人的产品还是很容易的。但如果你要研发一个产品，就需要大量的时间与心血、资金进行设计创新、实验研究、功能测试、产品检验、试制试用、改进完善等等。而第三方机构在5岁到9岁大量的教授积木类抄袭课程之后，家长一般看不到新的希望，孩子也逐渐失去了兴趣，后期续报课程数量有限。对机器人编程、感应器，以及高级编程算法的课程，是没有办法得到大量的教学实践以验证教学课程的合理性。更无法做到在学校这样高密度的教学实践活动中，持续十几年的研究。
五、教学经验和教法非常的重要
想当年，星际小虫在教学机器人和机器人编程时，曾经怀疑过、愤怒过。有时因为一个知识点在一堂课中用了七、八种方法来教学，可看见孩子们纯真而渴望的眼睛便知道他们未能充分理解时，那种心情是非常的沮丧和煎熬。但我始终坚信，这不是孩子的错，这是教法的问题，是老师的问题。从第1节课看见孩子们懵懂的眼神，到第10节课看到孩子们跃跃欲试，这中间的艰辛、探索的漫长可想而知，不过这一切都值了。
当然这些课程还需要在知识结构，授课细节，教法研究上不断的改进与完善，使他所能面向的学生更为广阔。
机器人课程架构
下面讲解机器人课程、编程课程、3D打印课程的基本架构，给家长们参考，以便在选择教育机构时能做到心中有数。
机器人课程至少包括以下几个学习单元，
（1）结构搭建与联想
利用积木搭建各种现实或想象的事物。能提高孩子的形象思维、专注力、表现力、语言表达能力。但是，这些内容的学习其实不能完全归纳于严格意义上的机器人教育范畴。就好比方小狮子之间互相玩耍、打斗，你能说这和他将来的捕食和生存无关吗？当然有关，他们在玩耍和打闹中，逐渐熟练支配自己的身体，掌握力量的运用技巧。但你能说“这就是捕食与生存吗？”同样的道理，培养孩子的交流沟通的能力；协作的能力；思维方式；表现形式；语言表达的能力。确实与机器人教育相关，但他们属于人类生存的基本能力，而不是机器人教育学习所需要的特有能力。这本质上与手工教学和绘画教学没什么不同，只是它的载体和表现形式不一样罢了，这是一种打擦边球和混淆视听的做法。如果你一定要说用积木结构件拼装成机器人的形状或者机器的形状，这就是机器人教学！好吧！把这个论点拓展一下，我们用积木拼成了一个房子，这就是学习房屋建造或土木工程；我们让孩子在纸上画一些动物，这就是学习生物学或生物工程知识？用纸折一个纸飞机，这就是学习飞机的制造，用泥巴捏一些食物、食品，这就是学习高级厨艺，让孩子拿着机器人模型进行走路也是机器人教学。因为机器人的行走方式包括双脚行走，让孩子提前体会一下双脚走路的运动模式，也是在学习机器人的一种运动方式。后面自动脑补，可以脑补出很多高大上的东西，比如人工智能、未来高科技。本文由创梦飞科教-星际小虫原创，转载请注明出处。
（2）硬件结构与传动
其实，个人认为这部分内容是最难以学习的。机器的结构、外形特点和运动方式，里面包含了大量的数学、物理、空间几何的知识。有时详细的讲述不如亲眼一见。这需要大量的事例进行模仿、积累、分析、实验、思考。但恰恰相反，大部分的机构用乐高只是进行结构和拼装的教学，只是强化了“玩”，而淡化了“学”的目标，原因分析如下：
1、因为乐高课程比较容易得到，但只得其形不得其神，既不清楚课程的设计原理。
2、一个个项目教学，孩子每节课有一个作品产生，使中国家长能够看到学生每节课的学习“成果”，更容易让家长认可教学方式，以便继续报名。
3、因为结构教学只需要把结构通过图片或者实物展现给孩子，通过孩子的观察模仿便能做出一定的结构，同时老师的引导并不是特别重要，只需要孩子按照步骤制作就能达到一定的成果，不需要太高超的教学技巧，很多刚刚毕业的大学生都能够实施。
（3）机电控制的原理和应用。（略）
（4）机器人控制编程
编程课程并不像普通人想象的那样好教，它的知识结构；重、难点如何提取？用什么样的形式教授给学生？学生是怎样一个学习的过程和思维的过程？这需要具有一定的教学经验和理论基础才能做到。而目前大多数机构只是将它项目化，然后教育学生按照步骤一步一步的完成，最后呈现一个结果（比如游戏编程）。而学生记住的是程序的书写步骤，而不是程序的原理。在经过一、两期课程学习之后，学生会认为是简单的记忆程序，就会失去兴趣。所以机器人编程课程没有那么多，就成了常见的事情。
（5）感应器的原理和应用
感应器涉及到物理知识，但并不能像初中老师教物理一样教授给小学生‘那样是很难理解与接受的。想做好这部分内容的教学，更重要的是探索合适的教学方式、方法。学习感应器的原理远远比学习感应器的应用要重要的多。
（6）电子、电路的原理和应用。（略）
（7）能量运用与转换。（略）
编程课程架构
编程教学应该包括：
1、逻辑语法，
2、变量与运算，
3、输入和输出，
4、函数库的应用，
5、程序流程与控制
6、程序结构，
7、编程技巧，
其实翻开任何一本程序的学习书籍，都会分成大致的这几个章节。可是少儿编程的教育机构的课程上却没有这样分类，而是用高、中、低几个课程来代替。因为很多机构缺乏教学经验，不知道什么样的知识点才是孩子需要强化的重、难点。孩子在学习这部分内容的时候，心理活动的变化以及可掌握的程度；如何将这些知识点有效的连接贯通到一起去等等。这些都是编程教学所急需突破的核心问题，真正开发出科学合理的编程课程，还有很长的路要走。在这里要强调的是，少儿编程绝不是2-3期课程可以学会的。换位思考一下，你能在2-3期课程中学会一种编程语言吗？如果你只有9岁，你需要多久可以基本掌握一种编程语言？正如我们试听课视频所展示的，让机器人动起来，编程的教学实际就2课次。说起来很简单，就是将复杂一点的开关连起来。但如何让零基础的孩子理解并举一反三，还能自发的玩起来就考验教学水平了。
3D打印课程架构
3D打印课程教学应该包括:
1、软件的基本操作，
2、构图的基本概念与常识，
3、立体成型的方式与方法，
4、各种参数的应用，
5、美观与实用的思考，
6、运动方式与立体成型，
7、各种工具的运用，
8、特殊情况的分析与操作，
这里所说的3D打印教学，绝不是学习如何使用3D打印机；或者将一个图片放入软件使之自动生成3D模型;或者用3D扫描仪来生成模型；或者所谓的“教学软件”（即简易软件）的使用。这样的教学只是对3D打印技术的一些外在体验。特别是PS这样的平面制图软件来冒充3D打印教学。更是误人子弟、害人不浅。3D打印教学的实质应该重点是3D建模设计软件的学习和运用。我们认为直接学习工业3D建模设计软件，可使孩子少走很多弯路，节约大量的学习时间。通过教学实践，证明是可行的。
小结
上面是我们的一些看法，这里首先声明，由于眼界和认知具有一定的局限性，这些观点并不代表一定正确。也许随着认知和经验的不断增长，有些观点在将来可能被自己推翻。但毕竟是十几年教学研究的一点心得，希望大家能用的上。
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