虛擬機(jī)器人在中學(xué)教育中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人們對(duì)機(jī)器人教育關(guān)注度的日益提高及機(jī)器人教育價(jià)值的逐步提升，國(guó)內(nèi)外眾多教育專家學(xué)者建議在中小學(xué)教育中開(kāi)展機(jī)器人教育。我國(guó)開(kāi)展機(jī)器人教育雖已有七、八年時(shí)間，但總體來(lái)說(shuō)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(jī)器人教育走進(jìn)中小學(xué)教育并體現(xiàn)其潛在的教育價(jià)值?利用虛擬機(jī)器人開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)，對(duì)實(shí)體機(jī)器人進(jìn)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(guó)新課程改革背景下中學(xué)教育的實(shí)際，從程序設(shè)計(jì)教學(xué)、

2、學(xué)生綜合實(shí)踐活動(dòng)這兩個(gè)方面來(lái)研究虛擬機(jī)器人的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，將虛擬機(jī)器人引入程序設(shè)計(jì)教學(xué)和綜合實(shí)踐活動(dòng)中是條切實(shí)可行之路。它不僅可以提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，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(jī)器人知識(shí)，也可以在一定程度上解決當(dāng)前實(shí)體機(jī)器人教育存在的一些問(wèn)題。 圍繞虛擬機(jī)器人的學(xué)科教學(xué)特性，本文分以下四個(gè)部分展開(kāi)： 第一部分，在研讀國(guó)內(nèi)外理論文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬機(jī)器人的概念進(jìn)行界定、對(duì)虛擬機(jī)器人

3、的基本組成、工作原理、運(yùn)用優(yōu)勢(shì)與不足進(jìn)行闡釋、分析；對(duì)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的若干典型的虛擬機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)行概述；對(duì)虛擬機(jī)器人的教育價(jià)值進(jìn)行分析，并提出中小學(xué)教師選擇虛擬機(jī)器人開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)需考慮的若干因素。 第二部分，通過(guò)文獻(xiàn)研究法對(duì)國(guó)內(nèi)外中小學(xué)機(jī)器人教育相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，從中提煉相應(yīng)指標(biāo)體系，為虛擬機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立提供參考，使虛擬機(jī)器人教學(xué)取得最大化補(bǔ)益實(shí)體機(jī)器人教學(xué)的目標(biāo)。 第三部分，對(duì)當(dāng)前程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分

4、析，總結(jié)機(jī)器人在程序設(shè)計(jì)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(jì)與機(jī)器人的關(guān)系；通過(guò)實(shí)證研究，結(jié)合初中信息技術(shù)教育中程序設(shè)計(jì)模塊的教學(xué)要求，以VJC虛擬機(jī)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(duì)如何運(yùn)用虛擬機(jī)器人實(shí)施程序設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)踐；最后，運(yùn)用問(wèn)卷、訪談等方式對(duì)課程實(shí)施效果進(jìn)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(jī)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(jì)的基本知識(shí)也學(xué)習(xí)了機(jī)器人相關(guān)的知識(shí)，同

5、時(shí)利用虛擬機(jī)器人于程序設(shè)計(jì)教學(xué)在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣和動(dòng)力。 第四部分，通過(guò)文獻(xiàn)研究和調(diào)查研究了解作為學(xué)校綜合實(shí)踐活動(dòng)的虛擬機(jī)器人競(jìng)賽的實(shí)施現(xiàn)狀，包括虛擬機(jī)器人競(jìng)賽的原理分析，賽事介紹和競(jìng)賽的教育價(jià)值概述；對(duì)參加過(guò)虛擬機(jī)器人競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，以了解學(xué)生對(duì)競(jìng)賽的態(tài)度和意見(jiàn)，以便為日后競(jìng)賽的完善提出建議；從活動(dòng)開(kāi)展目標(biāo)、活動(dòng)實(shí)施過(guò)程等方面進(jìn)行基于虛擬機(jī)器人競(jìng)賽的綜合實(shí)踐活動(dòng)課程案例設(shè)計(jì)。 本研究將為中學(xué)機(jī)