虛擬機器人在中學教育中的應用研究.pdf

1、隨著人們對機器人教育關注度的日益提高及機器人教育價值的逐步提升，國內外眾多教育專家學者建議在中小學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。本文結合我國新課程改革背景下中學教育的實際，從程序設計教學、

2、學生綜合實踐活動這兩個方面來研究虛擬機器人的應用。通過實證研究發(fā)現(xiàn)，將虛擬機器人引入程序設計教學和綜合實踐活動中是條切實可行之路。它不僅可以提高學生程序設計的學習興趣和動機，豐富學生的課外生活，而且能夠讓學生學習一定的機器人知識，也可以在一定程度上解決當前實體機器人教育存在的一些問題。 圍繞虛擬機器人的學科教學特性，本文分以下四個部分展開： 第一部分，在研讀國內外理論文獻的基礎上，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；對應用于教育領域的若干典型的虛擬機器人產品進行概述；對虛擬機器人的教育價值進行分析，并提出中小學教師選擇虛擬機器人開展教學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外中小學機器人教育相關標準進行分析，從中提煉相應指標體系，為虛擬機器人教學目標的設立提供參考，使虛擬機器人教學取得最大化補益實體機器人教學的目標。 第三部分，對當前程序設計教學中存在的問題進行分

4、析，總結機器人在程序設計中應用的兩種模式，分析當前信息技術教育中程序設計與機器人的關系；通過實證研究，結合初中信息技術教育中程序設計模塊的教學要求，以VJC虛擬機器人為載體，從教學目標，教學內容，教學策略等方面對如何運用虛擬機器人實施程序設計教學進行設計和實踐；最后，運用問卷、訪談等方式對課程實施效果進行調查。研究結果表明在信息技術課程中利用虛擬機器人教學起到一舉兩得的作用，使學生不僅學習了程序設計的基本知識也學習了機器人相關的知識，同

5、時利用虛擬機器人于程序設計教學在一定程度上提高了學生學習程序設計的興趣和動力。 第四部分，通過文獻研究和調查研究了解作為學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生進行調查，以了解學生對競賽的態(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、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計。 本研究將為中學機