机器人技术的教学系统设计与开发

发布时间：2017-04-01 16:11

  本文关键词：机器人技术的教学系统设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着网络技术的快速发展，越来越多的课程都可以在网络环境下进行学习，网络学习已成为未来教育的发展趋势。目前，机器人教学活动主要通过学校机器人实验室和社会培训机构进行。学校机器人实验室资源有限，仅能满足部分学生学习比赛需要。社会培训机构虽然可以提供好的师资条件，但收费颇高。如何让普通中小学生也能接受机器人技术的学习，是很有价值的研究课题。在此背景下，本文研究了基于Moodle平台的机器人技术教学的设计原则与开发技术，构建了机器人技术教学系统，目的是为普通中小学生学习机器人技术提供高效便捷的学习平台和教学服务。 当前，大部分机器人学习网站只是知识与资料的展示，缺乏精心设计的机器人课程，学习者与教师专家之间缺少互动交流，学习者有了问题无法得到及时有效的解答，无法进行系统的学习，学习兴趣受到影响，学习效率普遍不高。这也是促使本课题开展研究的原因之一。 在调研分析基础上，我们决定以Moodle平台为基础设计开发机器人技术教学系统。Moodle平台以建构主义理论为指导思想，可以实现课程学习、话题讨论、作业提交、博客发布、资源共享等多种形式的课程功能，适合中小学开展网络教学活动。且Moodle是开源软件，可以免费使用，插件丰富，二次开发成本低，是作为课题研究非常合适的网络教学平台。本文在结合实际基础上，选择部分中小学校开展问卷调查，分析需求，在此基础上开发了机器人技术教学系统，并选择小学、初中、高中部分学生进行了课题应用研究。 本文采用了文献研究法、问卷调查法、系统研究法和访谈法，主要在以下三个方面进行了研究： 1．对当前机器人教学现状进行了文献分析。通过查阅文献资料，对当前国内外机器人教学现状进行了归纳分析，对建构主义理论、基于项目的学习理论和学习共同体理论进行了理论剖析，为本研究的顺利开展提供了理论基础。 2．对机器人技术教学系统进行了系统设计。在调研分析的基础上，设计出了关于机器人学习现状及网络学习平台需求的调查问卷，并进行了实地问卷调查，经过汇总分析，提出了网络平台下机器人技术教学系统的总体框架和组织结构，并对各个模块的操作流程进行了梳理分析，给出了系统设计的整体方案。 3．对基于Moodle平台的机器人技术教学系统进行了功能实现，并结合《机器人走图形》教学案例进行了实践验证。 本文创新点： 1.在分析网络教学系统功能的基础上，设计构建了机器人技术教学系统。 该教学系统以Moodle平台为基础，进行了二次开发，实现了适合机器人技术网络学习的模块功能，学生借助此平台，可以浏览各种资源，实现个性化学习，可以与其他学习者沟通交流，可以请教专家教师，可以提交评价作业，可以发布博客。经实践应用，效果良好。 2.结合机器人技术教学系统，设计了适合机器人技术学习的教学策略和方法。 本文在借鉴乐高教育4C教学理念基础上，提出了自己的教学策略。通过视频导入学习任务，激发学生兴趣。通过浏览视频资源，学习编程知识和搭建技巧。通过精心设计话题，引导学生深入思考，加深理解。通过视频连线，让问题解答更准确高效。通过作业评价，培养学生客观评价自己他人能力。借助博客，积累知识，共享提高。本文为其他学科网络教学活动开展提供学习借鉴。 经过理论剖析和实践验证，本论文的研究取得了初步的成果。实现了Moodle平台下机器人技术教学系统功能，但也存在一些不足，下一步将在以下两方面进行后续研究：一是机器人技术教学的策略如何设计更科学高效？二是机器人技术教学系统的功能模块还需继续开发完善，以便更好的为机器人技术学习者提供教学服务和技术支持。
【关键词】：机器人教学 Moodle平台 合作学习
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G434
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-17
• 一、 问题的提出10
• 二、 国内外机器人教育现状10-14
• 三、 研究目的与意义14-15
• 四、 研究内容与方法15-16
• 五、 论文结构16-17
• 第二章 研究的基本概念及理论基础17-20
• 一、 相关概念界定17-18
• 二、 研究的理论基础18-20
• （一） 建构主义理论18
• （二） 基于项目的学习18-19
• （三） 学习共同体19-20
• 第三章 机器人技术教学系统的设计20-32
• 一、 机器人技术教学系统的需求分析20-26
• （一） 需求调查及分析20-23
• （二） 教学系统的功能需求分析23-26
• 二、 机器人技术教学系统的总体设计26-28
• （一） 教学系统总体框架设计26-27
• （二） 教学系统组织结构设计27-28
• 三、 机器人技术教学系统的具体设计28-32
• （一） 学员模块设计28-29
• （二） 教师专家模块设计29-30
• （三） 管理员模块设计30-32
• 第四章 机器人技术教学系统的开发32-53
• 一、 机器人技术教学系统的搭建32-35
• 二、 机器人技术教学系统的功能实现35-43
• 三、 机器人技术课程的教学设计与应用43-53
• （一） 机器人技术课程的教学设计43-45
• （二） 机器人技术课程教学案例——《机器人走图形》45-50
• （三） 机器人技术教学系统的应用效果50-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 一、 研究总结53
• 二、 主要创新53
• 三、 未来工作53-55
• 附录Ⅰ55-57
• 附录Ⅱ57-58
• 附录Ⅲ58-60
• 注释60-62
• 参考文献62-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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4 张金宝;宋继华;唐伟;;利用Moodle系统组织网络教学[J];中国教育网络;2006年07期

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7 沈丽燕;;关于国内外网络课程发展情况的调查研究[J];考试周刊;2008年10期

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  本文关键词：机器人技术的教学系统设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：280913