幼兒園：STEAM項目案例再繹龜兔賽跑

1、再繹龜兔賽跑溫州市甌海區(qū)山水名都幼兒園何佳佳一、工程設計(一)工程背景在人工智能(Ai)時代背景下，幼兒園順應時代開展的浪潮，引進了布魯可智能 積木編程體系，成立了 STEAM工作坊布魯可小鎮(zhèn)，旨在通過AiS(人工智能+STEAM) 教育啟蒙幼兒編程思維，在生動有趣的游戲場景中培養(yǎng)幼兒解決問題的能力。本工程 融入STEAM教育理念和工程化學習方式，通過任務引導，鼓勵幼兒用編程、軟硬件結(jié) 合的方式重現(xiàn)“龜兔賽跑”這個經(jīng)典故事，促進幼兒在真實情景中解決問題，深化學 習品質(zhì)，構(gòu)建高階思維。(二)學習目標本工程圍繞“機器人編程再繹龜兔賽跑”這一任務，通過分組合作、討論提供、 實踐操作、改進優(yōu)化培養(yǎng)幼兒

2、創(chuàng)新能力、合作能力、解決問題的能力、交流協(xié)商能力、 整理能力，提升科學和編程素養(yǎng)。工程的具體學科目標如下：科學(S)：(1)認識并熟悉布魯可積木件。(2)熟悉布魯可編程軟件界面及相關(guān)指令。(3) 了解烏龜和兔子的外形特征和生活習性。技術(shù)(T)：(1)掌握嵌接、插拔多維積木顆粒技術(shù)，能用合適的積木件搭建主角形象。(2)能運用藍牙連接機器人和PAD,進行編程和頁面拖拽。(3)學會使用顯性反響的互動件、巡線機器人，掌握讓機器人主機融入AI、聲光、 傳感器進行編程的技術(shù)。工程(E)：(1)設計“再繹龜兔賽跑”的路線流程，搭建“比賽”場地。(2)按照設計圖進行實物搭建，協(xié)調(diào)路程的遠近。(3)理解將“兔子

3、”“烏龜”置入“比賽”場地是測試和優(yōu)化空間布局和參數(shù)調(diào) 節(jié)的關(guān)鍵。幼兒在探究過程中遇到問題和困難是很正常的，作為教師，要關(guān)注幼兒在活動中 的表現(xiàn)和反響，敏感地發(fā)覺他們的需要，及時以適當?shù)姆绞綉?，形成合作探究式?師生互動。(2)檢驗測試整個工程活動，幼兒始終是探究學習的主體。教師要給予幼兒充分的時間支持、 空間支持，允許幼兒試誤，引導幼兒大膽探索、親自動手嘗試，并鼓勵幼兒自己想辦 法解決測試中發(fā)現(xiàn)的問題。比方：如何確保每一次活動是在上一次活動的基礎上延續(xù), 而不是每一次都要重新定位置，浪費時間。通過討論與提供，幼兒決定使用美紋膠來 貼具體的位置來做記號，同時在記錄本上記下參數(shù)的數(shù)字。經(jīng)過不斷

4、的嘗試、調(diào)整、 優(yōu)化，幼兒把難題“大化小，小化無”，經(jīng)過屢次失敗和練習，龜兔賽跑，按照原劇 本進行，成功了！5.展示與評價本環(huán)節(jié)是在工程初步成果基礎上進行不斷反思、總結(jié)、改進、延伸的過程，也是 幼兒進行展示、提供、評價、交流，不斷建構(gòu)屬于自己的經(jīng)驗認知的過程。(1)展示教師支持幼兒通過展板、演播、觀摩(見圖8)進行交流提供，將自己的作品介紹 給更多的人，提供工程學習的過程。在展示、提供、體驗中，幼兒不斷收獲探究的喜悅。(見圖9)工程活動公開展示方式展板展示家長開放日展示參加市家庭實驗室巡展參加市家庭實驗室巡展幼兒在家庭實驗室一條街演播區(qū)級工作坊開放展示區(qū)級工作坊開放展示圖8：工程活動多種展示方

5、式選組長很重要，組長分配任務，組內(nèi)分工合作，這樣才能節(jié)省時間。失敗了沒關(guān)系，再試一次，不要放棄。要做好計劃很重要，有了計劃才知道先做什么，再做什么，不會亂掉?；顒咏Y(jié)束，一定要關(guān)機，整理好自己組的材料，這樣下次才不會找不到。圖9：幼兒在工程活動后的收獲（2）評價本環(huán)節(jié)幼兒通過故事演繹展示、與同伴共享經(jīng)驗方法，鍛煉了語言表達能力和溝通交往能力。幼兒評價每次活動結(jié)束前的提供中，教師會把當天相關(guān)的視頻、照片通過多媒體回放，以 便于幼兒進行自評、互評，調(diào)整改進。幼兒能在借鑒他人的經(jīng)驗的過程中獲得不斷完 善自己作品的方法與技巧。幼兒介紹時，可以參考如下內(nèi)容：幼兒介紹內(nèi)容參考內(nèi)容方向語言方式造型設計我們是這

6、樣設計烏龜和兔子的，它們有0距離設置這是它們比賽的場地，從起點到終點的距離是0參數(shù)設置我們會在這個鍵里設置數(shù)字情節(jié)設計我們的兔子會在這里睡上這個時候烏龜會分工合作我們組每個人的分工不一樣，XX負責,XX負責o家長評價在工程活動的過程中，教師隨時記錄幼兒的表現(xiàn)，通過微信群與家長及時提供交 流。同時，通過家長參觀工作坊活動，讓家長直接觀摩并參與幼兒活動中，不僅增進 家長對該工程和STEAM理念的了解，也為家長之后對該工程中幼兒的表現(xiàn)進行評價提 供了依據(jù)。（見附錄表3）教師評價教師根據(jù)工程活動的學習目標，及時關(guān)注兒童的學習過程和學習成果，在幼兒的 學習過程中給予及時的支持；鏈接3-6歲兒童學習與開展

7、指南，制定科學的量規(guī)對 幼兒進行觀察評價，既關(guān)注了幼兒當下工程學習中獲得的經(jīng)驗，也關(guān)注了幼兒縱向的 開展。（見附錄表4）更重要的是，在反思復盤環(huán)節(jié)，教師根據(jù)評價結(jié)果，對目標達成 度低的活動提出后續(xù)的跟進策略，表達了以兒童為中心，持續(xù)改進的評價理念。任務問題支架引導性i瞳階段性成果提出問題能不能用其它方式來演繹龜免制 跑的故事？如何用布魯可和木搭個烏龜和兔子，讓它們也比 賽跑步？回憶布魯可和木和機器人的特點，B月確了軀動性問 題。猜測與準備機器人跑步比制和我們跑步比制是不是一樣的？:F我們跑步比賽時是怎么樣的？對操作布魯可機器人我們已經(jīng)會的技能有哪些？程累了一定的操作經(jīng)驗。計劃與設計小組人員怎么

8、 配？怎么繪制耐 劃圖？-如何解決“混亂”局面？ “烏龜和兔子”要 如何造型？場地要設置哪些必須的東西？路線 是什么樣子的，從哪里開始哪里結(jié)束？組內(nèi)推選個組長，由組長來分工。并繪制設計圖和 步驟圖并推選出可執(zhí)行與操作的設計。制作與那么iiC如何設置步數(shù)？活動中機器人走一步的距離有多長？它等于幾 個使用的刎里工具連接的長度？從起點線到終 點線的距離是幾個刎里工具連接的長度？遷移生活中的經(jīng)駛，在望握了洲里的關(guān)鍵技巧，能 使用多種工具測里，并在頁面設置相應的參數(shù)。如何調(diào)節(jié)速度？怎么才能讓“兔子的速度比烏龜”快？確認圖標為“火箭”的按鈕是加速鍵。設置里面的 參數(shù)就能呈現(xiàn)不同程度的加速速度。如何連續(xù)指令

9、？如何讓每一個情節(jié)的指令連續(xù)執(zhí)行？了解了先前的“指令”是有用的不能直將刪掉，可以先拖拽到頁面?zhèn)溆?，需要的時候再按情節(jié)順序連 接。如何確保位置固 定,演繹順利?如何確保每一次活動是在上一次活動的基礎上 延續(xù)，而不是每一次都要重新定位置，浪費時 間？決定使用美紋膠來貼具體的位置來做記號，同時在 記錄本上記下參數(shù)的數(shù)字。龜兔賽跑，按照原劇本 進行，成功了！展示與如何進行升級挑 戰(zhàn)？如何展示成 果？龜兔如果進行第二次賽跑，兔子吸取了上一次的 失敗的教訓，結(jié)果又會是怎樣呢？如何設置更復 雜的路徑？可以哪種方式展示？用多種方式進行展示、提供、交流，不斷建構(gòu)屬于 自己的經(jīng)始認知。多主體評價，在反思復盤中不斷

10、 收獲探究的盲悅。三、實施建議（一）教學建議.建議以小組的形式開展本工程，每組4人。教師可根據(jù)幼兒的能力水平和分組 意愿，組內(nèi)分工由小組成員自行協(xié)商決定，每組至少安排一位合作溝通能力較強的幼 兒，提高小組的整體操作效率。.幼兒的經(jīng)驗是在不斷試錯調(diào)整中積累的，本工程實施過程中，應保證幼兒有充 足的探究和實踐時間，不斷調(diào)試改進。.幼兒在活動中發(fā)生矛盾和意見沖突時，或者遇到困難時，教師不要急于干預、評判或替代解決，而是要引導幼兒發(fā)現(xiàn)并思考當前遇到的困難，將“大問題”化成“小 問題”，尋找對應的解決方法。（二）平安提示.保證活動前PAD已經(jīng)充好電，防止無電影響活動進行。.幼兒使用PAD時注意要把它放在

11、平安架上，免得屏幕摔碎。.幼兒使用PAD設置參數(shù)時，保持眼睛和屏幕一尺的距離，保護好眼睛。四、附錄表3：家長幼兒評價表評價主體評價內(nèi)客優(yōu)秀良好一段家及奇時本工程的滿意度是次子在本工程中各項能力的發(fā)反程皮是分好次子的探完成果的看去是教師在本工程中引導的方式如何您自己多與本工程的力皮是評價主體評價內(nèi)容幼兒你時這個工程活動是否一支感興趣？你喜燒同伴分工合作一起先成任務嗎？你喜姝他人提供你在活動中遇到的由難嗎？你面時困難，會積機去軀決嗎？你好你們的活動成果是否海意？注:渚家艮左相應的方框內(nèi)打V,并稱熟幼兒先成幼兒自評都分。表4：教師評價表如槌名：輻：觀察時間：評價腑1分2分3分得分合作能力小姐分工不明

12、登，不懂得合作小姐能進行分工合作，但過程中會出現(xiàn)爭執(zhí)小組分工明確，能輪流、協(xié)育，有效合作執(zhí)行力卷制定一般性計劃，僅進肢慢有效指定計劃，在就定時何完成設計并實施計劃，執(zhí)行效率而問他解決有畏難情緒，遇到困難易放棄遇問題不放棄，堅持解決問期快速解決問題，正確卷證問是創(chuàng)造性他在同伴的幫助下恚本完成操作任務能運用原有經(jīng)膾，完成操作任務有獨到的見解，創(chuàng)造性完成操作任務表達能力想表達，位不飽清更表達趙法能較濟荒地表達菖己的想法能用多種形式表達食己的想法和觀點備注總分：（4）形成“明確任務一設計方案一搭建、編程一測試優(yōu)化一一調(diào)節(jié)改進”的工程 思維。藝術(shù)（A）：能用不同大小、類型、顏色的積木顆粒連接造型，呈現(xiàn)有

13、新意的美感設計。數(shù)學（M）：（1）在設計、搭建“比賽”場地的過程中，感知數(shù)量、長短、寬窄、高矮、大小、 空間的關(guān)系。（2）能利用工具進行測量，并數(shù)出機器人的步數(shù)。（3）根據(jù)實際情況，學會使用PAD頁面中移動指令的距離參數(shù)進行調(diào)節(jié)。二、工程實施（一）工程準備.教學環(huán)境STEAM工作坊布魯可小鎮(zhèn)活動場地.教學資源龜兔賽跑故事繪本、音頻、視頻；烏龜和兔子的外形及生活習性等相關(guān)認知 類圖片、視頻；，家長幼兒評價表（見附錄表3）、教師評價表（見附錄表4）等。.教學材料布魯可多維積木顆粒、顯性反響的互動件、巡線機器人、機器人、PAD或智能手機、 九宮格圖、顏色識別貼紙、記錄紙、筆、蠟筆等。（二）工程流程我

14、園對美國工程設計類STEAM活動的“EIE”操作模式，即“提出問題一猜測一計 劃一制作一改進”，進行了調(diào)整和優(yōu)化，形成了具有園本特色的“EIE+”五步探究模 式。本工程就是按照此模式開展的，主要分為提出問題、猜測與準備、計劃與設計、 制作與測試、展示與評價五個環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)既相對獨立，又相輔相成，螺旋上升。（見圖1）提出問題H J提出問題H J而識經(jīng)說還八技能準備工程團討小組合作 設計推選圖1:工程流程圖（EIE+實施模式）（三）實施過程1.提出問題本環(huán)節(jié)是基于幼兒的興趣需要和開展思考，從真實情境出發(fā)來提出核心問題，是 整個工程活動的基礎。一次區(qū)域活動表演區(qū)，幼兒又在演繹熟悉又喜歡的經(jīng)典故事龜

15、兔賽跑。恰逢 當天下午開展STEAM工作坊，于是有幼兒提議：能不能用布魯可積木搭個烏龜和兔子, 讓它們也比賽跑步？這引起了其他幼兒極大的興趣。基于幼兒的興趣需要和開展思考, 教師以“如何用機器人編程來演繹龜兔賽跑？ ”為真實問題驅(qū)動，激發(fā)幼兒探索 的欲望和內(nèi)驅(qū)力。（1）工程導入幼兒對聽過的故事能說出自己的看法；他們能主動發(fā)起活動或在活動中出主意、 想方法，還能用多種工具材料或不同的表現(xiàn)手法表達自己的感受和想象。教師首先引 導幼兒再次熟悉這個故事的情節(jié)，了解龜兔比賽的場景。這引發(fā)了幼兒對如何設置場 景和編程的討論。（2）明確任務幼兒聚焦真實問題：“如何用機器人編程來演繹龜兔賽跑？”明確工程任務。

16、（見圖2）-真實情慌一4繩兔褰跑的故事可以有其它方式的演繹嗎？；工程導入選定工程主題二二二二二二二二二二二二二二一提出問題-激發(fā)思考T能不能用布魯可積木搭上烏龜和兔子,讓它們比賽跑步?I嘛任務驅(qū)刖性問題千如何用機器人端程來演繹龜兔賽跑, r圖3：驅(qū)動性問題產(chǎn)生路徑.猜測與準備本環(huán)節(jié)是為工程學習的開展做好知識經(jīng)驗準備和技能準備。(1)知識經(jīng)驗準備幼兒已經(jīng)熟悉龜兔賽跑整個故事情節(jié)。能用簡單的符號記錄整個故事內(nèi)容。幼兒在健康活動中有從起點線跑到終點線的比賽經(jīng)驗。(2)技能準備在本工作坊前期的活動中，幼兒已經(jīng)積累了會識別以自己為中心的左右方向；能 用簡單的符號(箭頭、數(shù)字)記錄；了解了 “巡線機器人”

17、能在九宮格上識別方向和 行走；了解了藍牙聯(lián)機編輯指令。幼兒對操作布魯可機器人有了一定的技能準備。(見圖3圖4)圖3圖4)圖3：幼兒在九宮格上識別方向圖4：幼兒操作巡線機器人(3)工程團討基于幼兒已有經(jīng)驗，教師引導幼兒圍繞驅(qū)動性問題，通過“頭腦風暴”的團討方式把整個工程的驅(qū)動性大問題分解為假設干個值得幼兒持深入學習的探究性小任務。每一步驟，幼兒都會大膽假設、猜測問題解決的方法。（見表1）工程團討成果任務步驟任務內(nèi)容第一步了解龜兔的外形特征第二步在機器人主機上造型搭建第三步搭建“比賽”場地第四步“龜兔”比賽表1:工程團討成果圖.計劃與設計本環(huán)節(jié)為工程活動的展開做好人員分配和計劃設計，是幼兒的探究方

18、向和學習意 圖的表達。（1）小組合作教師根據(jù)幼兒的能力水平和分組意愿，形成4人一組的小組，每組至少安排一位 合作溝通能力較強的幼兒以提高小組的整體操作效率，而組內(nèi)分工由小組成員自行協(xié) 商決定。幼兒對聯(lián)機興趣極大，每個人都想要自己聯(lián)機，所以都爭搶PAD,迫不及待地 聯(lián)機。組內(nèi)沒有分工，很難統(tǒng)一，爭執(zhí)就多。當出現(xiàn)“混亂”狀況時，教師不馬上干 預，而是把這個情境用照片或錄像的方式保存下來，在適當?shù)臅r候客觀地展現(xiàn)給幼兒。 幼兒意識到分組迫在眉睫。于是組內(nèi)決定推選個組長，由組長來分工。分組說明幼兒 開始理解規(guī)那么的意義，能與同伴協(xié)商制定游戲和活動規(guī)那么。結(jié)果證明，分工后組員們 都認真負責地完成自己所接受

19、的任務。（見圖5）計劃J與設計小組合作圖5：如何解決“混亂”局面(2)設計推選幼兒在了解了 “龜兔”“比賽”場地應有的造型、配置和用途后，教師引導各組幼兒用語言描述本組的設計方案，并用繪畫的方式呈現(xiàn)。大班幼兒還是以具體形象思 維為主，他們把自己富有創(chuàng)意的想法通過圖形呈現(xiàn)在紙上，把具體形象轉(zhuǎn)化為抽象的 符號。剛繪制設計圖時，幼兒可能還無法準確、清晰地表達自己的想法，教師可以幫 助幼兒梳理幾個問題：“烏龜”和“兔子”要如何造型？它們造型會阻礙到聯(lián)機后的“跑”嗎？場地要設置哪些必須的東西？路線是什么樣子的，從哪里開始哪里結(jié)束?此外，幼兒在使用符號、數(shù)字、方向時，有可能是相反的，教師鼓勵幼兒不斷調(diào)整設

20、 計圖，使其逐步優(yōu)化，各組都推選出組內(nèi)都認同的設計稿，讓下一步探究具有可參照 性和操作性。(見圖6圖7)圖6：幼兒繪制的設計圖圖8：探究性問題1成果.制作與測試本環(huán)節(jié)是工程活動中解決真實問題的重要環(huán)節(jié)，是主要圍繞具體的探究性問題進 行探究、解決的過程，為的是提高幼兒分析、解決問題的能力、動手操作及合作溝通 的能力。（1）實踐制作設置步數(shù)幼兒圍繞探究性問題：如何根據(jù)距離設置步數(shù)？教師鼓勵幼兒大膽思考、討論， 不怕困難和麻煩，多嘗試不同的方法，積累相關(guān)經(jīng)驗。以下就是他們發(fā)現(xiàn)的問題和改 進思路，以及遇到的困難：發(fā)現(xiàn)問題|烏龜從起點到終點要幾步呢？ ”“兔子到達大樹要幾步？ ”支持策略鼓勵幼兒主動思考，展開討論，尋找解決問題的方法。調(diào)整思路方法一：根據(jù)距離先隨便設置一個參數(shù)數(shù)字，屢次測試，增加或減少參數(shù)數(shù)字到準確為止。方法二：先大致設置一個參數(shù)數(shù)字，調(diào)整終點線。照片困難每次測試的結(jié)果都不一樣看來幼兒對于步數(shù)和距離的關(guān)系還沒有試驗出更好的方法。教師鼓勵幼兒遷移生 活中的經(jīng)驗，比方來來遷移了奶奶為他量褲子的經(jīng)驗，他們發(fā)現(xiàn)機器人走一步的距離 剛好和和該幼兒手掌的距離