基于Arduino平台的机器人课程项目开发设计研究

发布时间：2018-10-21 14:55

【摘要】：随着信息科技的迅猛发展,基础教育领域中信息技术课程的发展受到学校和社会的广泛关注。2012年5月,中国教育技术协会信息技术教育专业委员会发布了《基础教育信息技术课程标准(2012版)》,标准中明确设置了"机器人设计与制作"拓展模块。近几年来,受益于开源软硬件、3D打印机等制造技术的兴起,机器人教育在基础教育信息技术课程中的重要地位开始彰显。本研究在了解国内外Arduino机器人教学研究现状的基础上,以项目式教学法为主要理论基础,基于Arduino开源平台设计开发多个教学项目,并搭建了承载Arduino机器人课程的Moodle教学辅助平台。意在尝试通过项目式教学流程让学生利用Moodle平台进行关于基础项目的自主学习,进而完成综合项目,实现基础项目和综合项目中涉及主要教学知识点的意义建构。本文具体工作主要包括以下三部分:一是,依据《基础教育信息技术课程标准(2012版)》"机器人设计与制作"中相关教学内容,引入项目式教学法,根据初中生学习特点,设计开发了便于学生接受、贴近生活的10个Arduino基础教学项目和2个综合项目。二是,搭建了承载Arduino机器人课程的Moodle教学辅助平台。从教师角色和学生角色两个方面设计开发功能,上传基础项目项目书作为教学资源供学生学习,开发设计多种课堂活动单元。提供学生教学资源的同时,也可以支持教师和学生组织实施教学活动。三是,以"自动灌溉系统"项目为例,运用项目式教学法,在Moodle平台的支持配合下对中学Arduino机器人教学项目进行教学案例设计。以此抛砖引玉,为Arduino机器人课程的教学实施提供一种新的教学可能。
[Abstract]:With the rapid development of information technology, the development of information technology curriculum in the field of basic education has received extensive attention from schools and society. The Information Technology Education Specialty Committee of the China Educational Technology Association has issued the basic Education Information Technology Curriculum Standard (2012 Edition), in which the "robot design and manufacture" extension module is clearly set up in the standard. In recent years, thanks to the rise of open source software and hardware, 3D printers and other manufacturing technologies, robot education in the basic education of information technology curriculum began to highlight the important position. On the basis of understanding the current situation of Arduino robot teaching research at home and abroad, this study designed and developed several teaching projects based on Arduino open source platform, based on the project-based teaching method as the main theoretical basis. And built the Arduino robot course carrying the Moodle teaching aid platform. The purpose of this paper is to try to use the Moodle platform to make students learn independently about the basic projects through the project-based teaching process, and then to complete the comprehensive projects and to realize the meaning construction of the main teaching knowledge points involved in the basic projects and the comprehensive projects. The specific work of this paper mainly includes the following three parts: first, according to the related teaching contents of "basic Education Information Technology Curriculum Standard (2012 Edition)", "Robot Design and manufacture", the project-based teaching method is introduced, according to the learning characteristics of junior high school students. Ten Arduino basic teaching items and two comprehensive projects are designed and developed which are easy for students to accept and close to life. Secondly, a Moodle teaching aid platform carrying Arduino robot course is built. From the teacher role and the student role two aspects design the development function, uploads the basic item book as the teaching resources for the student to study, develops and designs many kinds of classroom activity unit. While providing students with teaching resources, teachers and students can also be supported in the implementation of teaching activities. Thirdly, taking the project of "automatic irrigation system" as an example, using project-type teaching method, with the support of Moodle platform, the teaching case design of Arduino robot teaching project in middle school is carried out. It provides a new teaching possibility for the implementation of Arduino robot course.
【学位授予单位】：中央民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：G633.67

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 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

2 李鸣华;;机器人教育的教学设计[J];中国电化教育;2007年08期

3 马云;房爱莲;;中小学机器人课程目标的初步研究[J];中国教育信息化;2008年12期

4 戴敏;张志胜;史金飞;;大学生创新与实践能力培养的探索——“教育机器人设计与制作综合实践”课程建设的一点体会[J];东南大学学报(哲学社会科学版);2008年S1期

5 胡兵华;何少莎;王小根;;中小学机器人教育的校本课程开发探讨[J];中国教育信息化;2009年02期

6 王海芳;李锋;任友群;;关于中小学机器人教育的思考与分析[J];全球教育展望;2009年04期

7 郝卫东;李静;唐亮;;开放性机器人创新实验室建设研究[J];高教论坛;2009年09期

8 刘振东;张作龙;李雪琴;;初级机器人教学的探索与实践[J];科教文汇(下旬刊);2009年07期

9 战强;闫彩霞;蔡尧;;机器人教学改革的探索与实践[J];现代教育技术;2010年03期

10 王成军;沈豫浙;;开展机器人教育 培养创新能力[J];中国地质教育;2010年01期

相关会议论文 前9条

1 王珏;;“创意课题研究”在机器人教学中的探究与应用[A];科学素质培养的实践和探索[C];2009年

2 杨天国;;在机器人教学活动中培养学生动手能力的探究[A];探索科技创新人才成才之路[C];2010年

3 杨梅;张明鸣;;基于机器人的实验室开放教学实践[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集（上册）[C];2010年

4 薛子云;;以“Future Star”为平台的机器人课程的研究与创新[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集（上册）[C];2010年

5 王莉艳;;让机器人“走”得更好[A];江苏省教育学会2006年年会论文集（理科专辑）[C];2006年

6 杨广映;杨善晓;雷必成;吴志刚;;研究性学习模式在机器人教学和竞赛中的实践探索[A];第十二届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2010年

7 赵善蓬;;论机器人教育在初中教学中的价值[A];2014年3月现代教育教学探索学术交流会论文集[C];2014年

8 张可安;;广州市机电技师学院机器人应用人才培养探索[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

9 沈建正;;小谈机器人在通用技术教学中的应用[A];国家教师科研专项基金科研成果集[C];2014年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 钟伟;机器人教学,为创新梦想找个支点[N];中国教育报;2007年

2 记者 冯小平　北仑记者站 陈未鸣 通讯员 闻晓明 丁长庚;北仑三学生将出征机器人“世界杯”[N];宁波日报;2011年

3 记者 孙理　孙亚斐;小“玩”童大赛中玩“转”机器人[N];兰州日报;2011年

4 本报记者 熊雯琳;机器人教育的创业之路[N];电脑报;2014年

5 山东临沂市河东区第一中学 唐振华;怎样进行机器人教学[N];中国电脑教育报;2006年

6 山东高密市第一中学 程友;中小学机器人活动的实践和探讨[N];中国电脑教育报;2007年

7 记者　　朱伟光　特约记者　王琦;哈尔滨“机器人”进课堂[N];光明日报;2006年

8 记者　 初霞;机器人教育走进中小学课堂[N];哈尔滨日报;2006年

9 初霞;全市中小学将全面普及机器人教学[N];哈尔滨日报;2007年

10 本报记者 钟伟;让每只科技小雏鹰都能展翅翱翔[N];中国教育报;2007年

相关博士学位论文 前2条

1 易长安;发育机器人的潜在动作学习方法研究[D];华南理工大学;2015年

2 季秀才;机器人同步定位与建图中数据关联问题研究[D];国防科学技术大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 李仙蕊;中小学机器人教育模式之构建[D];华东师范大学;2008年

2 吴洁;师范院校机器人课程开发与研究[D];首都师范大学;2007年

3 刘琼;中小学机器人教育模式设计与应用研究[D];河北师范大学;2012年

4 冯金珏;教育机器人的开发与教学实践[D];上海交通大学;2012年

5 付丽霞;小学机器人教学微课的设计与制作研究[D];西华师范大学;2015年

6 王新伟;基于Kinect的虚拟机器人组装系统设计研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 刘丽霞;中学机器人E-CDIO教学模式设计研究[D];温州大学;2015年

8 路叶燕;面向中学生的机器人教学实验系统设计[D];复旦大学;2013年

9 岳洁;中小学搜救机器人竞赛中的核心问题研究[D];南京师范大学;2015年

10 张禄;Arduino机器人的聚类化项目教学行动研究[D];南京师范大学;2015年

，

本文编号：2285445