基于“Mind+”平台的小学掌控板机器人课程的研究与实践

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随着我国进入教育信息化2.0,机器人、人工智能技术逐渐与中小学教育产生相结合之势。与此同时,党中央、国务院在2017年颁布的35号文件《新一代人工智能发展规划》中指出,要通过在中小学阶段设置教育机器人、人工智能相关的课程,逐步推广编程教育。本研究以开源的“Mind+”为平台,掌控板为硬件,结合STEAM、创客及项目学习法三大理念设计研发出一套体现多学科融合,旨在培养学生创新能力与创新思维的《慧享掌控》课程,并将其应用到实际的教学中,取得了良好的教学效果。本文希望通过研发出这样的一套掌控板机器人课程,能够激发学生学习机器人的兴趣与信心,启发学生的编程思维,培养学生的创新能力,为后续研究者提供借鉴。本文的结构如下:(1)国内外教育机器人与掌控板的研究背景概述。笔者通过文献法梳理总结了教育机器人的主流的研究方向,通过问卷调查法对全国的机器人课程开展情况进行调研,分析出目前机器人教育存在的问题。(2)相关硬件及教育理论概述。笔者阐述了机器人、机器人教育的概念,介绍了“Mind+”平台以及掌控板的功能与特点;然后对创客教育、STEAM教育、建构主义理论及项目学习法的理论进行概述,为本文的研究奠定理论基础。(3)课程体系的构想与设计及课程资源的开发。笔者根据《基础教育信息技术课程标准(2017版)》结合一线机器人课程教师的建议,基于STEAM与项目式学习法,设计了从认识平台到语音识别、图像识别这样一个由浅入深,由易到难的课程体系;并依据课程体系,结合其应包含的知识点,设计开发出包含14个项目的《慧享掌控》教材、相应的PPT资源。(4)课程内容教学实践。笔者将课程内容应用到重庆大学城的一家机器人教育中心进行教学实践。对学生进行问卷调查,获得课程内容的实践效果;对教师进行访谈,以获得课程进一步修改的建议,为更多研究机器人课程的研究人员提供借鉴。
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