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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)字化技術對幼兒科學探究學習質(zhì)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(xié)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(jīng)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(lián)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(xiàn)，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(chǎn)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(xié)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(zhì)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(zhì)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(shù)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(xiàn)實的機器人多感官材料，構建數(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(xié)調(diào)性，還通過思考和模仿促進了自身思維的形成。

（4）構建物質(zhì)、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(shù)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(shù)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(xiàn)實。

3.活動實施實例

（1）主題內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(lián)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)意機器人的設計和制作提高了團隊協(xié)作和溝通能力。

（2）推廣成效。本案例以構建幼兒園家庭社區(qū)協(xié)同育人模式為依托，開展幼兒數(shù)字環(huán)境建設與應用的探索，取得了上級主辦單位的全力支持，與社區(qū)共建多元體驗基地，賦能幼兒身心全面協(xié)調(diào)發(fā)展，取得了一定的成效。本案例經(jīng)驗多次在面向省、市、區(qū)等各類交流活動上分享，取得良好的反響。

責任編輯 徐國堅