基于传感器主线的初中机器人实验项目设计研究

发布时间：2017-08-25 06:04

  本文关键词：基于传感器主线的初中机器人实验项目设计研究

  更多相关文章： 机器人教育 传感器 实验设计 Arduino

【摘要】：为顺应机器人普及教育的趋势并推动其发展,本研究致力于寻找一种新思路来设计适用于学校教学的一系列机器人实验项目,以此作为机器人学校教学的辅助和参考材料。为此,本研究展开了以下几个方面的工作：(1)采用文献研究法,分析我国机器人教育的现状以及存在的问题,并寻找到有利于推动机器人普及教育的一种途径——使用开源平台开展机器人教育,其低成本和高度开放性使这一途径具备了可能性。(2)了解目前国内教育机器人平台及发展现状,与开源平台进行比较,确定开源平台的优势所在。(3)采用文本分析法,梳理机器人课标,确定初中阶段机器人目标和内容体系；进而分析现行机器人教材,了解机器人知识内容组织方式及组织线索,并分析其优势与不足。(4)对初中机器人教学进行需求分析和定位,进而确定机器人实验项目设计方案；论证方案的可行性和合理性,依托Arduino开源平台展开实验项目的具体设计。 本研究最终得出以下结论：(1)提出使用Arduino开源平台,分析其特点和优势,最终确定了使用Arduino平台的可行性与合理性。(2)依据机器人模块的课程标准,确定初中阶段机器人教学的目标和知识内容体系；对现行部分初中机器人教材进行调研,分析得出其知识内容组成和组织方式和部分现行教材的优缺点。(3)对初中机器人知识内容进行组织和设计,提出了以传感器为主线,以实验项目的方式组织机器人知识内容的设计思路；并完成了机器人实验项目的具体设计。
【关键词】：机器人教育 传感器 实验设计 Arduino
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP242-4;G652
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-15
• 1.1 研究背景7-10
• 1.1.1 机器人与教育机器人7
• 1.1.2 开展机器人教育的时代背景和意义7-9
• 1.1.3 开源平台的优势——以Arduino为例9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.2.1 国外相关研究综述10-11
• 1.2.2 国内研究现状综述11-13
• 1.2.3 Arduino在机器人教育中的应用现状13
• 1.3 研究工作内容13-15
• 第2章 教育机器人的相关技术支持15-23
• 2.1 教育机器人平台与发展现状15-16
• 2.2 Arduino平台16-19
• 2.2.1 Arduino简介16-17
• 2.2.2 Arduino程序开发17-19
• 2.3 图形化编程软件——ArduBlock19-20
• 2.4 电子元件20-22
• 2.4.1 基础元件20
• 2.4.2 传感器20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 机器人课程的目标与主要内容23-33
• 3.1 机器人课程标准23-26
• 3.1.1 中小学信息技术课标(2004版)23-24
• 3.1.2 江苏省义务教育信息技术课程指导纲要24
• 3.1.3 基础教育信息技术课程标准(2012版)24-26
• 3.2 初中机器人教材分析26-32
• 3.2.1 样本教材说明26-27
• 3.2.2 现行部分机器人教材的内容模块分析27-28
• 3.2.3 现行部分机器人教材的实验项目分析28-30
• 3.2.4 现行机器人教材的内容组织线索30-31
• 3.2.5 现行机器人教材的优势与不足31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 初中机器人实验项目设计33-39
• 4.1 初中机器人实验项目的组织线索33-34
• 4.1.1 组织线索的初步确定——元件主线33-34
• 4.1.2 组织线索的最终确定——传感器主线34
• 4.2 初中机器人实验项目的设计思路34-36
• 4.2.1 传感器实验项目设计35-36
• 4.2.2 基础实验项目设计36
• 4.3 初中机器人实验项目的设计方案36-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第5章 基于Arduino的初中机器人实验项目开发39-63
• 5.1 基础元件实验项目39-47
• 5.1.1 发光二极管实验39-41
• 5.1.2 数码管41-43
• 5.1.3 蜂鸣器43-45
• 5.1.4 开关系列45-47
• 5.2 传感器实验项目47-62
• 5.2.1 声音传感器47-50
• 5.2.2 光传感器50-54
• 5.2.4 触觉传感器54-56
• 5.2.5 碰撞传感器56
• 5.2.6 温度传感器56-58
• 5.2.7 灰度传感器58-60
• 5.2.8 超声波传感器60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 研究成果63
• 6.2 创新之处63-64
• 6.3 不足之处与后续研究64-65
• 参考文献65-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭丹;陈兴瑞;张国民;;不同教育阶段教育机器人功能设计分析研究[J];江苏技术师范学院学报;2010年12期

2 彭绍东;论机器人教育(上)[J];电化教育研究;2002年06期

3 彭绍东;论机器人教育(下)[J];电化教育研究;2002年07期

4 陈晋龙,原魁,刘俊承;一种智能教育机器人的研制[J];测控技术;2003年06期

5 朱慧玲;;教学机器人的开发与设计[J];机电产品开发与创新;2007年02期

6 金周英;白英;;我国机器人发展的政策研究报告[J];机器人技术与应用;2009年02期

7 张国民;;基于学生认知发展的中小学教育机器人功能设计分析[J];中国现代教育装备;2010年02期

8 舒慧东;;我国中小学机器人教育研究评述[J];中国教育信息化;2007年08期

9 马云;王荣良;;任务分析在中小学机器人教学中的应用[J];中国教育信息化;2009年20期

10 王改霞;朴姬顺;;国内机器人教育研究发展综述[J];中国教育信息化;2012年12期

，

本文编号：735470