隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的發(fā)布與實(shí)施,培養(yǎng)中小學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力受到了極大的關(guān)注和重視。機(jī)器人教育是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑之一,在中小學(xué)開展機(jī)器人教育具有重大的理論價值和實(shí)踐意義。受到國外STEAM教育理念的影響,國內(nèi)機(jī)器人教育獲得飛速發(fā)展,但仍存在師資資源匱乏、相關(guān)課程資源缺乏、各地重視與普及程度不統(tǒng)一等問題,其中尤以相關(guān)課程資源缺乏為甚,這是導(dǎo)致目前中小學(xué)機(jī)器人教育開展受阻,普及程度較低的重要原因。針對上述問題,本研究在STEAM教育背景下設(shè)計開發(fā)了一套適用于初中的機(jī)器人教育課程,并進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐,分析了教學(xué)效果,給出了改進(jìn)意見。首先,本文闡明了研究問題的提出和研究開展的意義,通過文獻(xiàn)調(diào)研等方式對STEAM教育和機(jī)器人教育的概念、內(nèi)涵以及二者在國內(nèi)外的開展情況、融合發(fā)展情況進(jìn)行了闡述,為后續(xù)的課程開發(fā)奠定良好的理論基礎(chǔ)。其次,在STEAM教育背景下設(shè)計開發(fā)了一套初中機(jī)器人教育課程。課程開發(fā)結(jié)合具體調(diào)研實(shí)際,立足建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和多元智能理論,參考全國青少年機(jī)器人等級考試第三級考試標(biāo)準(zhǔn),借鑒全國主流中小學(xué)機(jī)器人競賽（本研究以FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽為例）的規(guī)則和要求... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

青少年機(jī)器人教育三級大綱

3STEAM教育背景下的初中機(jī)器人教育課程設(shè)計與開發(fā)13圖3-2《初中和小學(xué)信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》部分內(nèi)容3.2.5理論依據(jù)總結(jié)本套機(jī)器人教育課程的開發(fā)結(jié)合STEAM教育理念，立足建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和多元智能理論，參考全國青少年機(jī)器人技術(shù)等級考試第三級考試標(biāo)準(zhǔn)，借鑒FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽的規(guī)則和要求，使得課程兼顧科學(xué)性、教育性和實(shí)用性。3.3教學(xué)器材選擇現(xiàn)在市面上有很多種類型的機(jī)器人教育教學(xué)器材，器材在精度、兼容性、質(zhì)量和價格方面也是層次不齊。綜合考慮課程實(shí)踐學(xué)校情況以及器材在機(jī)器人競賽中的通用性，本研究采用樂高EV3系列教育機(jī)器人作為教學(xué)器材。EV3是2013年樂高公司開發(fā)的第三代MINDSTORMS機(jī)器人，是目前應(yīng)用最廣泛，被中小學(xué)機(jī)器人競賽接受最多，綜合性能最好，在市面上最著名的機(jī)器人教學(xué)器材。EV3教育機(jī)器人套裝除了包含常規(guī)的插拔式搭建零件（如梁、軸、連桿等）和連接零件（如摩擦銷、長銷等）以外，其核心原件包括：EV3主控[33]，如圖3-3所示。它的按鈕可以發(fā)光,根據(jù)光的顏色可看出EV3的狀態(tài)。高的分辨率的黑白顯示器,內(nèi)置揚(yáng)聲器,USB端口,一個迷你SD讀卡器,四個輸入端口和四個輸出端口。支持USB2.0,藍(lán)牙和Wi-Fi與電腦通訊。還有一個編程接口用于編程和數(shù)據(jù)日志上傳和下載。兼容移動設(shè)備，由AA電池或EV3充電直流電池供電。

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖3-3EV3主控大型伺服電機(jī)，如圖3-4所示。機(jī)器人的主要驅(qū)動系統(tǒng)，體積較大，電機(jī)扭矩較大，靈敏程度較高，反應(yīng)時間較快。圖3-4大型伺服電機(jī)中型伺服電機(jī)，如圖3-5所示。比大型伺服電機(jī)扭力小，速度快，反應(yīng)時間更快和體積更小，更便于安裝。圖3-5中型伺服電機(jī)超聲波傳感器，如圖3-6所示�？蓽y量范圍3到250厘米，精確度為1厘米。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]基于STEM的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)設(shè)計[D]. 白雪雙.陜西師范大學(xué) 2018
[9]基于STEAM教育的小學(xué)機(jī)器人教育課程開發(fā)與實(shí)踐[D]. 楊豪.重慶師范大學(xué) 2018
[10]基于STEM教學(xué)理念的機(jī)器人課程教學(xué)設(shè)計模式研究[D]. 伍碧瑤.湖南大學(xué) 2018



本文編號：3610448