人机共舞园家社共筑幼儿科学探究环境

一、教玩具配备与环境创设1.教玩具配备实体机器人：生活机器人，如跳舞机器人、拖地机器人、唱歌机器人；战队机器人，如英雄机器人、步兵机器人、工程机器人、哨兵机器人。虚拟机器人：平板电脑智能语音助手、动画机器人，大屏幕一体机动画机器人；模仿机器人：通过幼儿行为模仿，扮演模仿机器人；创意机器人：通过纸箱、积木玩具、锡纸等组装的机器人模型。2.环境创设简介人工智能和虚拟现实对于构建幼儿科学探究环境具有举足轻重的作用。通过人工智能技术的应用，幼儿可以实时与智能机器人进行互动，解答科学疑问，激发对知识的渴望。而虚拟现实技术则让幼儿能够身临其境地探索自然奇观、宇宙奥秘，仿佛穿越时空，置身于神奇的科学世界。我们结合了两种前沿技术，从实体机器人、虚拟机器人、模仿机器人、创意机器人等多角度，创设了物理环境、虚拟环境和人文性环境相融合的科学探究环境。通过班级区角、幼儿园功能室、社区场域的环境创设，为幼儿提供了感知体验机器人构造、了解机器人设计流程、确定机器人设计计划、制作机器人、操作（评价）机器人、展示机器人的全方位活动支持功能，为幼儿打造立体的三维探究学习环境。为幼儿带来了前所未有的学习体验，更在无形中培养了他们的创新思维和实践能力。二、案例描述1.案例概述本案例探索智能技术、虚拟现实技术、多媒体技术支持幼儿科学探究学习环境的构建，从幼儿发展的情感形成、知识理解、思维发展、能力提升等方面剖析数字化技术对幼儿科学探究学习质量提升的赋能效果。（1）情感形成支持。通过实体机器人，幼儿能够初步感受到机器人的多样化与奇妙。这些机器人或小巧玲珑，或功能强大，每一个都独特而迷人，激发了幼儿浓厚的兴趣与好奇。幼儿在与机器人的互动中，不仅学习了科技知识，还培养了探索未知世界的勇气。这种情感支持的环境让幼儿更加热爱科学，愿意主动去学习、去尝试。（2）知识理解支持。为了让幼儿更深入地了解机器人，我们利用视频、动画等多媒体资源，向他们展示生活中各种机器人的应用场景。幼儿通过视频观察家用扫地机器人忙碌地清扫地面，感受机器人带来的便利与舒适，可以通过观看医疗机器人协助医生进行手术的视频，了解机器人的精确与高效。同时，我们也鼓励幼儿结合自己的生活经验，分享他们对机器人的观察和想法。这样的学习方式不仅丰富了幼儿的知识储备，还促进了他们对机器人功能的理解和应用。（3）思维发展支持。为了促进幼儿对机器人更深层次的理解，我们设计了一系列活动，鼓励他们模仿各种机器人的肢体动作。这种模仿不仅能让幼儿亲身体验机器人的运动方式，还能帮助他们感受到机器人外形特征与其功能之间的紧密联系。通过模仿这些机器人的动作，幼儿能够更直观地理解机器人外形如何支持其功能的实现，从而培养他们的观察力和逻辑思维能力。（4）能力提升支持。幼儿对机器人产生了浓厚的兴趣和好奇。为了将这一兴趣转化为实际的能力提升，我们鼓励幼儿与同伴共同制作机器人。在制作过程中，幼儿不仅需要发挥自己的创造力和想象力，还需要与同伴进行沟通和协作。他们共同讨论设计方案，选择合适的材料，并动手实践。这种合作式的学习方式，不仅让幼儿学会了如何与他人合作解决问题，还提升了他们的动手能力、创新思维和解决问题的能力。2.实施过程（1）构建智能化的物质环境。通过园家社合作，积极引入实体机器人到幼儿园，构建智能化的物质环境。通过家庭交换的形式，让幼儿带来自家的机器人玩具，与同伴们分享和互动。同时，幼儿园也购买了一系列功能各异的机器人，供幼儿观察和探索。这些实体机器人为幼儿提供了亲身体验和探究的机会。在与机器人的互动中，幼儿能够更直观地感受到科技的力量和魅力，从而激发他们对科学探索的浓厚兴趣，形成积极的科学探究情感体验。（2）构建数字化的虚拟环境。利用平板电脑和大屏幕一体机展示虚拟现实的机器人多感官材料，构建数字化的虚拟环境。通过高清图像、生动动画和逼真的音效，为幼儿呈现了一个丰富多彩的机器人世界。在多媒体互动中，幼儿可以通过触摸、点击和拖拽等动作，与虚拟机器人进行互动，感受它们的动作、声音和功能。幼儿在互动中能够更深入地了解机器人的构造、原理和应用，形成丰富的科学探究知识。这种寓教于乐的学习方式，让科学学习变得更加有趣和有效。（3）构建与科技连接的人文性环境。我们运用AI技术辅助创作多媒体动画，为幼儿营造了一个富有创意和科技感的学习空间。这些动画生动展现了机器人的各种行为，使幼儿能够直观地观察和模仿。在模仿机器人的过程中，幼儿不仅锻炼了身体协调性，还通过思考和模仿促进了自身思维的形成。（4）构建物质、虚拟、人文性融合环境。积极整合幼儿园、家庭、社区资源，共同支持幼儿的机器人创作实践活动。通过引进实体机器人、绘本阅读以及数字化技术，我们为幼儿提供了一个多元化、互动性强的学习平台。在环境中，幼儿可以亲手操作实物机器人，感受它们的运行机制和魅力；通过绘本了解机器人的故事和原理，激发他们对机器人的兴趣和想象力；同时，利用数字化技术，幼儿可以设计和创作自己的机器人，将创意变为现实。3.活动实施实例（1）主题内容。以幼儿园、家庭、社区为学习场域，设计主题活动。如图所示，家庭方面，指导家长和幼儿一起寻找机器人、介绍机器人等角度开展活动。幼儿园方面，从我家的机器人、了不起的机器人、不同时期的机器人，我们的机器人等角度组织活动。社区方面，从探秘基地、社团互动、机器人入园等角度开展活动。（2）活动实施路径。首先，通过生动的导入和有趣的展示，激发幼儿对机器人的好奇心和求知欲。接着，展示不同类型的机器人，让幼儿感受其多样性，并引导他们用对比观察的方法，发现不同机器人之间的异同点，支持幼儿感知了解不同机器人的功能设计及应用场景，促进幼儿对比思维的发展。随后，鼓励幼儿观察机器人的行为特征，并尝试模仿，这不仅锻炼了他们的观察力和模仿能力，也为后续创作活动奠定了基础。最后，通过提供丰富的材料和资源，鼓励幼儿发挥自己的创造力和想象力，进行机器人创作，实现由感知、观察到创造的学习过程。在百变机器人的主题探究活动中，教师引导幼儿从认识机器人、使用机器人，再到模仿机器人、制作机器人，让每一位幼儿全程参与和体验，让他们在探究中学习和成长，赋能幼儿情感态度、认知、技能、思维的全面和谐发展。4.达成效果与经验推广（1）教学成效。通过环境创设和活动实施，初步取得良好效果。幼儿情感形成方面，通过幼儿与AI机器人进行交互，帮助幼儿建立情感联系，促进了幼儿情感认知和表达能力的发展。幼儿知识理解方面，立体化的环境提供了个性化、直观和生动的学习体验。通过人工智能语音助手给予幼儿的及时的学习反馈，通过沉浸式体验使知识更加直观易懂。幼儿思维发展方面，AI和VR技术支持的科学探究环境激发幼儿的创新思维和解决问题的能力。它们提供多样化的学习资源和挑战性问题，鼓励幼儿自主探索和尝试。幼儿实践能力方面，创意机器人的设