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小学机器人教育立体化教材的设计与开发研究

作　者: 彭敏霞
导　师: 张萍
学　校: 陕西师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 机器人教育视频课件立体化教材
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 257次
引　用: 2次
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内容摘要

近几年来,机器人教育在小学校园逐渐开展起来,受到了广大师生们的热烈欢迎。然而,由于机器人教育起步比较晚,教师们除了没有相关的教学经验可借鉴外,还缺乏相应的教材。目前,很大一部分小学的机器人教师还是使用教学机器人产品说明书作为教材,这不仅需要教师自己钻研相关的知识,也在很大程度上影响了机器人教育的开展。所以,机器人教育教材的开发已经成为迫在眉睫的事情。自2004年以来,虽然有几种机器人教育相关教材出版,但是由于不同型号的教育机器人所使用的编程语言不同,各个学校在教学过程中所使用的教学机器人的类型也不相同,这些纸质教材远远不能满足现代的机器人教育的需要。本论文通过文献研究、访谈、对比分析等研究方法,对国内外的智能机器人教育进行了较全面的分析和研究,提出了设计与开发小学机器人教育立体化教材的研究设想。小学机器人教育立体化教材包括教材和教学支持网站两大部分内容,教学网站能够动态的更新教学内容、提供教学案例和视频课件,还能为广大的机器人爱好者提供交流的平台。通过近一年的研究活动,本文作者认为本研究基本达到了预期设想,主要完成了以下工作:首先,对目前小学机器人教育的情况进行了概述。在论述小学阶段开展机器人教育的重要性基础上,对目前我国小学机器人教育的开展现状进行阐述,并分析了机器人教育发展的主要影响因素。教材是开展机器人教育的重要载体,在对小学机器人教育内容总结的基础上,对小学机器人教育的教材建设和使用情况进行了详细论述。目前已经出版的小学机器人教育教材寥若晨星,大部分还停留在说明书教材的水平上。第二,对立体化教材进行概述。对教材和立体化教材的涵义进行了剖析,并论述了本研究中的教材编制的理论基础:建构主义的教材观、皮亚杰的心理学理论与教材目标设计和教材设计模式。在此基础上对立体化教材的组成要素进行了分析。第三,在对机器人教育和立体化教材进行论述的基础上,对小学机器人教育立体化教材进行设计。小学机器人教育立体化教材是由教材和教学支持网站两部分要素组成,主教材是教材要素中最主要的组成部分,它包含了小学机器人教育的内容体系。本研究根据模块化结构的思想,提出主教材组成的四大模块:机器人概述、机器人硬件、机器人软件和机器人应用(包含机器人比赛)。教材体系中除了主教材,还包含教学参考书(从教师角度)和学习指导书(从学生角度)。在教学支持网站的设计与开发过程中,首先介绍网站的框架设计与开发流程,教学支持网站包含8个模块和4个开发流程,接着教学支持网站的开发原则,最后对所设计的网站进行制作,并重点开发了视频课件和你言我语论坛两个部分。本研究的主要研究成果和创新点在于:第一,提出小学机器人教育立体化课程的组成元素内容。第二,基于功能模块化的思想,把主教材的内容分成4大模块。第三,在相关研究缺乏的现状下,对小学机器人教育的立体化教材进行了设计和开发。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章引言  9-17
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究现状  10-12
    1.2.1 国外机器人教育研究现状  10-11
    1.2.2 国内机器人教育研究现状  11-12
  1.3 研究意义  12-13
  1.4 研究内容及其创新之处  13-14
    1.4.1 研究内容  13
    1.4.2 创新之处  13-14
  1.5 研究方法  14
  1.6 相关术语界定  14-17
    1.6.1 机器人教育  14
    1.6.2 立体化教材  14-15
    1.6.3 多媒体视频课件  15-17
第2章小学机器人教育概述  17-25
  2.1 小学阶段进行机器人教育的重要性  17-19
    2.1.1 机器人教育是创新教育的平台  17-18
    2.1.2 开展机器人教育是深入开展信息技术教育的需要  18-19
    2.1.3 从心理学角度出发，小学学生接受机器人教育意义重大  19
  2.2 小学机器人教育开展现状  19-21
  2.3 机器人教育发展的主要影响因素  21-22
    2.3.1 学校领导支持  21-22
    2.3.2 教育机器人产品规范  22
    2.3.3 教材  22
    2.3.4 师资水平  22
  2.4 小学机器人教育教材使用情况分析  22-25
第3章立体化教材概述  25-35
  3.1 教材及立体化教材涵义  25-29
    3.1.1 教材的涵义  25
    3.1.2 立体化教材的涵义  25-27
    3.1.3 立体化教材的组成部分  27-28
    3.1.4 立体化教材的类型  28-29
  3.2 教材设计的理论基础  29-35
    3.2.1 建构主义的教材观  29-31
    3.2.2 皮亚杰的心理学理论与教材目标设计  31-32
    3.2.3 教材设计模式  32-35
第4章小学机器人教育立体化教材设计与开发  35-63
  4.1 小学机器人教育立体化教材组成要素分析  35-37
  4.2 小学机器人教育之教材的设计  37-50
    4.2.1 小学机器人教育教材的编制要求  37-39
    4.2.2 小学机器人教育教学目标分析  39-40
    4.2.3 小学机器人教育主教材内容设计  40-48
    4.2.4 小学机器人教育教学参考书  48-49
    4.2.5 小学机器人教育学习指导书  49-50
  4.3 小学机器人教育立体化教材之教学支持网站的设计与开发  50-63
    4.3.1 设计与开发教学支持网站的意义  50-51
    4.3.2 教学支持网站框架设计与开发流程  51-54
    4.3.3 教学支持网站开发原则  54
    4.3.4 教学支持网站开发  54-63
第5章结论  63-65
  5.1 研究结论  63
  5.2 研究的局限性分析  63
  5.3 后续研究  63-64
  5.4 结束语  64-65
参考文献  65-69
附录  69-73
  附表一  69-70
  附表二  70-73
致谢  73-75
攻读硕士期间发表的论文  75

小学机器人教育立体化教材的设计与开发研究

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