基于Arduino平台的小学机器人教学设计与应用研究

• 作 者: 杨海漩
• 出 处: 重庆师范大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: Arduino 机器人 机器人教育 教学设计

随着人工智能时代的全面来临,机器人以及机器人教育逐渐走进了大众的视野,机器人教育已经被列为信息技术课程中的教学内容,小学机器人教育得到了越来越多的关注,许多小学逐渐开始开展机器人教育。但是在实际推广的过程中却遇到诸多困难,例如:师资缺乏、教学课时少、教学成本高等。因此结合小学机器人教学的特点选择适合的教学平台并设计出高效的教学设计,成为推动机器人教育推广与普及的过程中重要的环节。本论文的主要工作如下:(1)分析了国内外机器人教育的发展现状,总结了当前在小学机器人教学中存在的问题,说明了将Arduino应用于机器人教学的优势,阐述了建构主义、STEAM教育、PEDT理论、教育合力等小学机器人教学设计所涉及的教育理论以及需遵循的设计原则。(2)结合相关教育理论和实际教学情况设计了基于开源平台Arduino的小学机器人教学设计模型,详细阐述了各个环节。为提高小学机器人教学的效率与质量,将教学过程中的教师讲解与学生自主探究进行顺序置换,并且设计了学习资料包帮助学生进行课前预习和协助家长进行课后辅导。(3)结合哈克尼斯圆桌(Harkness Table)和我国教育实际情况设计了机器人教学实验室并介绍了其主要功能,最后,依据教学设计模型设计了相应的机器人教学案例并进行教学实验,通过问卷调查法、访谈法、对比法、观察法等方法进行了对实验数据的收集。对教学实验的结果进行分析,得出本研究提出的基于Arduino平台的小学机器人的教学设计适用于小学机器人教学,在一定程度上可以提高教学效率,有利于小学机器人教育的推广与发展。