人機共舞園家社共筑幼兒科學探究環(huán)境

一、教玩具配備與環(huán)境創(chuàng)設1.教玩具配備實體機器人：生活機器人，如跳舞機器人、拖地機器人、唱歌機器人；戰(zhàn)隊機器人，如英雄機器人、步兵機器人、工程機器人、哨兵機器人。虛擬機器人：平板電腦智能語音助手、動畫機器人，大屏幕一體機動畫機器人；模仿機器人：通過幼兒行為模仿，扮演模仿機器人；創(chuàng)意機器人：通過紙箱、積木玩具、錫紙等組裝的機器人模型。2.環(huán)境創(chuàng)設簡介人工智能和虛擬現實對于構建幼兒科學探究環(huán)境具有舉足輕重的作用。通過人工智能技術的應用，幼兒可以實時與智能機器人進行互動，解答科學疑問，激發(fā)對知識的渴望。而虛擬現實技術則讓幼兒能夠身臨其境地探索自然奇觀、宇宙奧秘，仿佛穿越時空，置身于神奇的科學世界。我們結合了兩種前沿技術，從實體機器人、虛擬機器人、模仿機器人、創(chuàng)意機器人等多角度，創(chuàng)設了物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和人文性環(huán)境相融合的科學探究環(huán)境。通過班級區(qū)角、幼兒園功能室、社區(qū)場域的環(huán)境創(chuàng)設，為幼兒提供了感知體驗機器人構造、了解機器人設計流程、確定機器人設計計劃、制作機器人、操作（評價）機器人、展示機器人的全方位活動支持功能，為幼兒打造立體的三維探究學習環(huán)境。為幼兒帶來了前所未有的學習體驗，更在無形中培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。二、案例描述1.案例概述本案例探索智能技術、虛擬現實技術、多媒體技術支持幼兒科學探究學習環(huán)境的構建，從幼兒發(fā)展的情感形成、知識理解、思維發(fā)展、能力提升等方面剖析數字化技術對幼兒科學探究學習質量提升的賦能效果。（1）情感形成支持。通過實體機器人，幼兒能夠初步感受到機器人的多樣化與奇妙。這些機器人或小巧玲瓏，或功能強大，每一個都獨特而迷人，激發(fā)了幼兒濃厚的興趣與好奇。幼兒在與機器人的互動中，不僅學習了科技知識，還培養(yǎng)了探索未知世界的勇氣。這種情感支持的環(huán)境讓幼兒更加熱愛科學，愿意主動去學習、去嘗試。（2）知識理解支持。為了讓幼兒更深入地了解機器人，我們利用視頻、動畫等多媒體資源，向他們展示生活中各種機器人的應用場景。幼兒通過視頻觀察家用掃地機器人忙碌地清掃地面，感受機器人帶來的便利與舒適，可以通過觀看醫(yī)療機器人協助醫(yī)生進行手術的視頻，了解機器人的精確與高效。同時，我們也鼓勵幼兒結合自己的生活經驗，分享他們對機器人的觀察和想法。這樣的學習方式不僅豐富了幼兒的知識儲備，還促進了他們對機器人功能的理解和應用。（3）思維發(fā)展支持。為了促進幼兒對機器人更深層次的理解，我們設計了一系列活動，鼓勵他們模仿各種機器人的肢體動作。這種模仿不僅能讓幼兒親身體驗機器人的運動方式，還能幫助他們感受到機器人外形特征與其功能之間的緊密聯系。通過模仿這些機器人的動作，幼兒能夠更直觀地理解機器人外形如何支持其功能的實現，從而培養(yǎng)他們的觀察力和邏輯思維能力。（4）能力提升支持。幼兒對機器人產生了濃厚的興趣和好奇。為了將這一興趣轉化為實際的能力提升，我們鼓勵幼兒與同伴共同制作機器人。在制作過程中，幼兒不僅需要發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，還需要與同伴進行溝通和協作。他們共同討論設計方案，選擇合適的材料，并動手實踐。這種合作式的學習方式，不僅讓幼兒學會了如何與他人合作解決問題，還提升了他們的動手能力、創(chuàng)新思維和解決問題的能力。2.實施過程（1）構建智能化的物質環(huán)境。通過園家社合作，積極引入實體機器人到幼兒園，構建智能化的物質環(huán)境。通過家庭交換的形式，讓幼兒帶來自家的機器人玩具，與同伴們分享和互動。同時，幼兒園也購買了一系列功能各異的機器人，供幼兒觀察和探索。這些實體機器人為幼兒提供了親身體驗和探究的機會。在與機器人的互動中，幼兒能夠更直觀地感受到科技的力量和魅力，從而激發(fā)他們對科學探索的濃厚興趣，形成積極的科學探究情感體驗。（2）構建數字化的虛擬環(huán)境。利用平板電腦和大屏幕一體機展示虛擬現實的機器人多感官材料，構建數字化的虛擬環(huán)境。通過高清圖像、生動動畫和逼真的音效，為幼兒呈現了一個豐富多彩的機器人世界。在多媒體互動中，幼兒可以通過觸摸、點擊和拖拽等動作，與虛擬機器人進行互動，感受它們的動作、聲音和功能。幼兒在互動中能夠更深入地了解機器人的構造、原理和應用，形成豐富的科學探究知識。這種寓教于樂的學習方式，讓科學學習變得更加有趣和有效。（3）構建與科技連接的人文性環(huán)境。我們運用AI技術輔助創(chuàng)作多媒體動畫，為幼兒營造了一個富有創(chuàng)意和科技感的學習空間。這些動畫生動展現了機器人的各種行為，使幼兒能夠直觀地觀察和模仿。在模仿機器人的過程中，幼兒不僅鍛煉了身體協調性，還通過思考和模仿促進了自身思維的形成。（4）構建物質、虛擬、人文性融合環(huán)境。積極整合幼兒園、家庭、社區(qū)資源，共同支持幼兒的機器人創(chuàng)作實踐活動。通過引進實體機器人、繪本閱讀以及數字化技術，我們?yōu)橛變禾峁┝艘粋€多元化、互動性強的學習平臺。在環(huán)境中，幼兒可以親手操作實物機器人，感受它們的運行機制和魅力；通過繪本了解機器人的故事和原理，激發(fā)他們對機器人的興趣和想象力；同時，利用數字化技術，幼兒可以設計和創(chuàng)作自己的機器人，將創(chuàng)意變?yōu)楝F實。3.活動實施實例（1）主題內容。以幼兒園、家庭、社區(qū)為學習場域，設計主題活動。如圖所示，家庭方面，指導家長和幼兒一起尋找機器人、介紹機器人等角度開展活動。幼兒園方面，從我家的機器人、了不起的機器人、不同時期的機器人，我們的機器人等角度組織活動。社區(qū)方面，從探秘基地、社團互動、機器人入園等角度開展活動。（2）活動實施路徑。首先，通過生動的導入和有趣的展示，激發(fā)幼兒對機器人的好奇心和求知欲。接著，展示不同類型的機器人，讓幼兒感受其多樣性，并引導他們用對比觀察的方法，發(fā)現不同機器人之間的異同點，支持幼兒感知了解不同機器人的功能設計及應用場景，促進幼兒對比思維的發(fā)展。隨后，鼓勵幼兒觀察機器人的行為特征，并嘗試模仿，這不僅鍛煉了他們的觀察力和模仿能力，也為后續(xù)創(chuàng)作活動奠定了基礎。最后，通過提供豐富的材料和資源，鼓勵幼兒發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，進行機器人創(chuàng)作，實現由感知、觀察到創(chuàng)造的學習過程。在百變機器人的主題探究活動中，教師引導幼兒從認識機器人、使用機器人，再到模仿機器人、制作機器人，讓每一位幼兒全程參與和體驗，讓他們在探究中學習和成長，賦能幼兒情感態(tài)度、認知、技能、思維的全面和諧發(fā)展。4.達成效果與經驗推廣（1）教學成效。通過環(huán)境創(chuàng)設和活動實施，初步取得良好效果。幼兒情感形成方面，通過幼兒與AI機器人進行交互，幫助幼兒建立情感聯系，促進了幼兒情感認知和表達能力的發(fā)展。幼兒知識理解方面，立體化的環(huán)境提供了個性化、直觀和生動的學習體驗。通過人工智能語音助手給予幼兒的及時的學習反饋，通過沉浸式體驗使知識更加直觀易懂。幼兒思維發(fā)展方面，AI和VR技術支持的科學探究環(huán)境激發(fā)幼兒的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。它們提供多樣化的學習資源和挑戰(zhàn)性問題，鼓勵幼兒自主探索和嘗試。幼兒實踐能力方面，創(chuàng)意機器人的設