16485.基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機(jī)器人設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

1、重慶師范大學(xué)碩士學(xué)位論文基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機(jī)器人設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究碩士研究生：趙煒指導(dǎo)教師：何國(guó)田教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)：教育技術(shù)學(xué)所在學(xué)院：計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院重慶師范大學(xué)2017年4月重慶師范大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機(jī)器人設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究摘要隨著人工智能技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人將擁有廣泛的知識(shí)覆蓋面與高度智能化水平，它為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)和因材施教提供了一種可能，必定會(huì)為教育領(lǐng)域帶來(lái)顛覆性的改變。在教育機(jī)器人的重多研究

2、方向中，機(jī)器人輔助教學(xué)的研究還處于起步階段，國(guó)內(nèi)外的部分研究機(jī)構(gòu)已開(kāi)展了相關(guān)研究。機(jī)器人技術(shù)是輔助教學(xué)的手段，而“輔助教學(xué)機(jī)器人”作為實(shí)施機(jī)器人輔助教學(xué)的主要工具之一，目前僅僅是概念性的產(chǎn)品。機(jī)器人應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程，必將改變傳統(tǒng)的課堂教與學(xué)的方式，也會(huì)促進(jìn)教師工作的轉(zhuǎn)型。本論文以機(jī)器人輔助教學(xué)作為研究對(duì)象，分別從理論和實(shí)踐的角度展開(kāi)研究，探究機(jī)器人應(yīng)用于課堂教學(xué)實(shí)踐的思路和方案，以期為機(jī)器人輔助教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)突破和發(fā)展。本論文的主要研究工作

3、如下：1.針對(duì)目前機(jī)器人輔助教學(xué)缺乏教學(xué)理念指導(dǎo)的問(wèn)題，在建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)器人的功能特點(diǎn)，提出一種基于建構(gòu)主義的機(jī)器人輔助教學(xué)設(shè)計(jì)模式。借助系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型思想構(gòu)建了教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)變量集，并采用結(jié)構(gòu)方程模型建模方法建立了教學(xué)設(shè)計(jì)模式的量化模型。2.分析了機(jī)器人輔助教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的核心要素及其相互關(guān)系，對(duì)CRAI教學(xué)設(shè)計(jì)中的“建立學(xué)習(xí)定向點(diǎn)”和“探究學(xué)習(xí)”兩部分進(jìn)行細(xì)化，結(jié)合機(jī)器人技術(shù)和多媒體技術(shù)，分別提出機(jī)器人課堂講授模式和機(jī)

4、器人在線答疑模式。3.在綜合分析RAI教學(xué)中機(jī)器人的功能需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一款適用于RAI的輔助教學(xué)機(jī)器人，采用“機(jī)器人軀干固定式底座”的人形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用分層控制思想來(lái)架構(gòu)機(jī)器人控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)械運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)音合成等基本教學(xué)功能。并利用ROSMoveIt來(lái)搭建機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃平臺(tái)，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬和仿真。4.根據(jù)CRAI教學(xué)設(shè)計(jì)模式的基本框架完成詳細(xì)的教學(xué)案例設(shè)計(jì)，將輔助教學(xué)機(jī)器人作為輔助教學(xué)的工具，應(yīng)用于CRAI教學(xué)案例，實(shí)施