面向计算思维培养的小学机器人教学研究——融入讲故事活动的CCPS模型

机器人教育已经成为培养小学生计算思维的重要手段,但如今机器人教学还面临着缺乏情景化和个性化、教学沦为编程训练、缺少计算思维目标和评估标准等问题。本研究将讲故事活动融入到CCPS教学模型中,通过了解问题(USTD)、产生想法(IDEA)、制定行为(FORM)、行为编程(PROG)和评估解决方案(EVAL)五个阶段,为一线教师在设计、实施和评估小学机器人教学时提供参考,使学生能够在熟悉的文化背景情境下,利用机器人将数字和现实结合起来解决问题,从而实现计算思维的有效提升,为小学机器人教学提供了一条新的路径。

区域整体推进中小学机器人教育的价值与实践路径

随着社会的不断发展与进步,中小学生的素质教育逐渐受到了越来越多人的关注。提高小学生的综合素质,有利于将其培养成为适合新时代发展的人才,为我国现代化的建设贡献力量。推进中小学机器人教育就能够有效达成这一目标,通过这一方面的教育实现学生综合素质的提升。因为目前我国已经进入了信息时代,学习机器人的相关内容,能够让中小学生的思维更加流畅与灵活。本文先阐述了中小学机器人教育和区域整体推进中小学机器人教育的价值,并从多方面概括了区域整体推进中小学机器人教育的实践路径。希望能够具有一定的参考价值。

核心素养下小学机器人课程开发与应用中编程能力的培养策略

核心素养背景下,在小学机器人课程开放与应用中培养学生编程能力须结合学习渐进的教学方式,教师须衔接多元化的实践项目,同时结合学生最近发展区,培养学生多元智力;另外在教学环节,教师也应当立足于培养学生创新思维来组织各类教学活动。本文对核心素养下小学机器人课程开发与应用中培养学生编程能力的策略进行分析探讨。

我国中小学机器人教育的现状调查与分析

为了解中小学机器人普及教育的现状,发现起步阶段存在的障碍与需求,为普及机器人教育提供建议与对策,该文借助第二届全国中小学机器人教学展评活动,开展了一次较大规模的调查。通过调查发现,机器人进课堂已成为一种令人期待的发展方向;开设机器人课程的适宜起点建议为四五年级和七年级;机器人教学内容与方法有待规范和改进;学生有喜欢机器人课程的充足理由;低成本的机器人品牌更受青睐;教育机器人市场正在形成,产品质量和市场格局有待变化。针对调查结果提出建议如下:做好顶层设计,建立课程体系;开展课程研究,探索有效教学;加强源头培养,强化教师培训;规范器材配置,建立机器人标准。

中小学机器人教育的核心理论研究——论实验模拟型教学模式

实验教学在中小学教育中已有广泛的应用基础,这种教学模式也被引入到日益普及的机器人教育中。但传统实验教学中存在机械性地"演示模仿"和"按图索骥"的弊端,对此,本研究尝试建构一种适用于中小学机器人教育的实验模拟型教学模式,以彰显机器人教育的核心价值。实验模拟型教学以机器人相关技术作为教学内容的主体,将机器人作为学习的对象,以掌握机器人本体知识为导向。与传统的"演示模仿型"或"按图索骥式"实验教学不同,机器人实验模拟型教学强调从既有产品出发,让学生经历把玩和摆弄、产品解构与复原、产品需求分析、设计可选方案、制作原型、测试与评价等阶段,使学生在设计和重构产品的过程中,体验科学原理与技术技巧物化为产品的实现过程,从而提高其设计能力和问题解决能力。

中小学机器人教育的核心理论研究——机器人教学模式的新分类

当前中小学机器人教育,在教育目标层面侧重模仿实验,重基础轻应用;在教育内容层面侧重学科本位,重技术轻整合。现状表明,当前机器人教育研究与实践的视野还不够宽广,尤其在教学模式的构建方面还缺乏建树。结合上述困境,采用文献研究方法,从学习结果的内外分类出发,可以得到机器人教学模式的两个分类维度:知识内容维度(学科本位与学科整合)、物化成果维度(自主控制与联机交互)。经由两个分类维度的交叉,可以区分出实验模拟型教学、趣味交互型教学、科学探究型教学和发明创造型教学等四类教学模式。采用文献研究与教学实践中的个案研究,文章探讨了每一类教学模式的含义与特征,发现每一类模式均有其存在的价值和适用范围,但后三种模式更能体现机器人教育的核心价值,应予以推广实践。

基于虚拟仿真的城乡中小学机器人科技教育均衡化发展的研究

本文基于对虚拟仿真的城乡中小学机器人科技教育均衡化发展,对其发展的意义、虚拟活动存在的问题进行了阐述,进而提出了中小学机器人科技教育均衡化发展策略。

试论如何在科技馆中开展中小学机器人教育

随着机器人产业的发展,世界各国都认识到,培养机器人设计与操作人才的重要性。因此,纷纷出台政策加强对中小学生的机器人教育。科技馆作为重要的校外教育机构,也有必要在此领域发挥自己的作用。通过分析认为,科技馆的机器人教育应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高,提出在建构主义教育理论的指导下,以项目学习的模式,开展机器人俱乐部、夏令营及机器人比赛等形式的中小学生机器人教育。

小学机器人模型搭建教学资源设计策略研究

机器人教育作为增强学生动手能力、促进学生思维发展、培养学生创新能力的一门交叉学科,是中小学STEM教育实践的重要载体。以梅耶多媒体教学设计原则为基准,提出一种以图片为载体呈现机器人模型搭建的教学资源设计策略,旨在为从事机器人教学的教师提供一种可操作、可持续使用的机器人模型搭建的教学资源设计策略。

基于微课的中小学机器人教学模式研究与实践

通过对重庆地区中小学机器人教育现状进行调查,首先分析了目前中小学机器人教学中存在的问题;其次,分析了微课教学的优势提出将微课与中小学机器人教育相结合的构想,构建了由"情境体验"、"自主探索"、"学习反思"、"归纳总结"四部分组成的教学模式;最后,结合具体案例设计了基于该教学模型的教学设计,并选取实验点进行了教学实验,验证了将微课与中小学机器人教育相结合进行教学的优势。

基于协作学习理论的中小学机器人教学设计研究

协作学习对培养学生的协作共事能力、创新能力和改变学生的思维方式有重要的作用。与传统学习方式相比，协作学习更能提高课堂学习氛围、学习兴趣和效率。将协作学习应用到中小学机器人教学中，对基于协作学习的中小学机器人教学设计进行研究。

STEAM视角下中小学机器人教师胜任力研究—一项基于行为事件访谈的研究

随着基础教育改革的不断推进,STEAM教育、创客教育等新的教育形式日益受到人们的关注,中小学机器人教育作为整合STEAM相关学科的教育形态也得到了长足发展。文章通过胜任力研究领域常用的行为事件访谈法(BEI)对从事中小学机器人教育的教师胜任力展开研究,通过文献梳理、访谈总结、调查厘定,最终形成机器人相关专业知识与技能、扎实的STEAM学科知识、课程深度开发与实施度等15项鉴别性胜任特征,并提出其在教师选拔、培训、评价上的应用建议,以期对从事中小学机器人教育的教师胜任能力提供理论依据。

STEAM教育理念下中小学机器人课程教学模式探究

自美国格雷特·亚克门(Georgette Yakman)教授及其团队提出STEAM教育之后,STEAM就得到国内外专家的认可。2014年,亚克门教授应邀到上海发表STEAM教育主题演讲,之后STEAM教育理念便引入中国并逐渐被国人所接受^([1])。STEAM教育是培养综合性人才的一种创新教育模式,对学生的计算思维、创新思维、合作学习等都具有积极作用,文章在STEAM教育的理念下,设计机器人教育课程的教学模式,并在此模式的指导下,在西安市高新第六小学五年级学生的"mBot"课程中进行教学实践,取得了良好的结果。

一种适用于中小学机器人竞赛的巡线技术模型

机器人教育作为一门交叉学科,是STEAM教育理念应用于实践的优秀载体。目前国内的中小学机器人教育主要以竞赛为主,巡线任务是大多数机器人竞赛中的基础任务之一。文章构建了一种适用于中小学机器人竞赛的巡线技术模型,包括基于PID控制的巡线算法、路口选择算法和边路传感器的转向辅助功能三个部分。文章通过阐述模型,并以LEGO MINDSTORMS编程为例进行展示,让更多学生掌握并应用于中小学机器人竞赛的巡线部分,提高学生的竞赛水平。

基于虚实结合的小学机器人教学评价

各种各样有关机器人的科技创新与竞赛活动层出不穷,竞赛评比成为衡量学生学习机器人成绩的主要依据。在机器人教学尚未大规模普及和缺乏课程的引导下,如何科学评价机器人教育的课堂教学目标与效果,是目前中小学开展机器人教育面临的困惑,亟待探索。本文以中小学开展机器人教学的实体和虚拟两种主要环境为例,在学校开展机器人学习评价的实践研究,探究在机器人硬件环境并不优越的情况下,如何开展小学机器人教学和学习评价,建立相关学习评价标准,促进学生素质的提升。

中小学机器人教材组织结构的功能模块化

羽翼未丰的机器人教育,尚无成熟的课程标准,给中小学机器人教材建设提出了挑战。面对鱼龙混杂的教材市场和多样的教材组织结构,必须根据基础教育的教育目标和学生的认知特点,选取适当的教学内容,以机器人教育为平台建构知识体系,以更为合理的"功能模块"思想组织教材。

基于任务驱动教学法的小学机器人教学模式分析

在小学开展机器人教学模式,其目的旨在使学生掌握以机器人为载体的通用技术和信息技术的基础知识及技能。在实际应用期间,借助搭建、运行、调试和优化机器人的过程有效激发学生兴趣,使学生的创新精神、信息素养与实践能力得到培养。文章从阐述任务驱动教学法的设计原则出发,结合陶行知教育理论,明晰小学机器人教学模式的基本理念,并对其具体教学模式展开分析。

项目学习背景下小学机器人课程中驱动性问题的生成研究

通过初步研究表明,在小学机器人课程中开展项目学习,能够帮助学生实现跨学科学习,促进学生的发展;同时围绕基于项目学习的小学机器人课程中驱动性问题的生成,阐述了在项目学习中实施思维导图、问题链等干预策略,可以促进、帮助项目学习中驱动性问题的生成,以推动基于项目学习的机器人课程深入开展,并且能够提升学生自主学习、探索创新的能力。

近10年来我国中小学机器人教育研究综述

为了促进我国中小学机器人教育的发展,文章以研究综述的形式,从机器人程序设计,机器人课程开发与教学设计,机器人竞赛,机器人教育教学模式四个部分阐述了近10年来我国中小学机器人教育的发展现状。

面向中小学机器人教育的学校家具设计调研分析

人工智能时代背景下,基础教育阶段的教学环境成为人工智能及机器人课程实施的关键因素,面向机器人教育的家具等基础设施市场正在形成,但相关研究还未形成完整的体系,涉及的学校家具产品有待进一步规范和改进。文章在分析中小学机器人教育特点、相关家具设计需求的基础上,对6个具有一定影响力的学校家具品牌共80款面向机器人教育的学校家具进行统计调研,总结目前市面上相关学校家具的设计特点,并提出设计建议,旨在为面向中小学机器人教育的学校家具的创新设计提供灵感。