虛擬機器人在中學(xué)教育中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人們對機器人教育關(guān)注度的日益提高及機器人教育價值的逐步提升，國內(nèi)外眾多教育專家學(xué)者建議在中小學(xué)教育中開展機器人教育。我國開展機器人教育雖已有七、八年時間，但總體來說還處于起步階段。如何在條件、資源、教育環(huán)境受限的情況下，使機器人教育走進中小學(xué)教育并體現(xiàn)其潛在的教育價值?利用虛擬機器人開展機器人教學(xué)活動，對實體機器人進行仿真，既可以降低成本又可以提高效率，不失為一條新的思路。本文結(jié)合我國新課程改革背景下中學(xué)教育的實際，從程序設(shè)計教學(xué)、

2、學(xué)生綜合實踐活動這兩個方面來研究虛擬機器人的應(yīng)用。通過實證研究發(fā)現(xiàn)，將虛擬機器人引入程序設(shè)計教學(xué)和綜合實踐活動中是條切實可行之路。它不僅可以提高學(xué)生程序設(shè)計的學(xué)習(xí)興趣和動機，豐富學(xué)生的課外生活，而且能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)一定的機器人知識，也可以在一定程度上解決當(dāng)前實體機器人教育存在的一些問題。 圍繞虛擬機器人的學(xué)科教學(xué)特性，本文分以下四個部分展開： 第一部分，在研讀國內(nèi)外理論文獻的基礎(chǔ)上，對虛擬機器人的概念進行界定、對虛擬機器人

3、的基本組成、工作原理、運用優(yōu)勢與不足進行闡釋、分析；對應(yīng)用于教育領(lǐng)域的若干典型的虛擬機器人產(chǎn)品進行概述；對虛擬機器人的教育價值進行分析，并提出中小學(xué)教師選擇虛擬機器人開展教學(xué)活動時需考慮的若干因素。 第二部分，通過文獻研究法對國內(nèi)外中小學(xué)機器人教育相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行分析，從中提煉相應(yīng)指標(biāo)體系，為虛擬機器人教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立提供參考，使虛擬機器人教學(xué)取得最大化補益實體機器人教學(xué)的目標(biāo)。 第三部分，對當(dāng)前程序設(shè)計教學(xué)中存在的問題進行分

4、析，總結(jié)機器人在程序設(shè)計中應(yīng)用的兩種模式，分析當(dāng)前信息技術(shù)教育中程序設(shè)計與機器人的關(guān)系；通過實證研究，結(jié)合初中信息技術(shù)教育中程序設(shè)計模塊的教學(xué)要求，以VJC虛擬機器人為載體，從教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)策略等方面對如何運用虛擬機器人實施程序設(shè)計教學(xué)進行設(shè)計和實踐；最后，運用問卷、訪談等方式對課程實施效果進行調(diào)查。研究結(jié)果表明在信息技術(shù)課程中利用虛擬機器人教學(xué)起到一舉兩得的作用，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了程序設(shè)計的基本知識也學(xué)習(xí)了機器人相關(guān)的知識，同

5、時利用虛擬機器人于程序設(shè)計教學(xué)在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的興趣和動力。 第四部分，通過文獻研究和調(diào)查研究了解作為學(xué)校綜合實踐活動的虛擬機器人競賽的實施現(xiàn)狀，包括虛擬機器人競賽的原理分析，賽事介紹和競賽的教育價值概述；對參加過虛擬機器人競賽的學(xué)生進行調(diào)查，以了解學(xué)生對競賽的態(tài)度和意見，以便為日后競賽的完善提出建議；從活動開展目標(biāo)、活動實施過程等方面進行基于虛擬機器人競賽的綜合實踐活動課程案例設(shè)計。 本研究將為中學(xué)機