PDF《中小学机器人教育的核心理论研究》

电化教育研究 中小学机器人教育的核心理论研究 要要 要论趣味交互型教学模式 钟柏昌

1 袁韩蕾2渊1.

华东师范大学 教育信息技术学系袁 上海 200062曰2. 天津经济技术开发区 教育促进中心袁 天津 300457冤 [摘 要] 在中小学机器人教学的理论与实践中袁普遍认为机器人教学就是让学生设计和制作能够独立运行的机器 人作品袁而忽略了另外一种颇具寓教于乐意义的机器人联机交互系统遥 为弥补这一缺失袁文章采用文献研究方法袁结合 机器人联机交互系统的特点袁从输入尧输出的角度刻画了机器人硬件端与计算机程序端的组成结构袁并从作品功能和人 机交互方式两个角度分析了其具体应用类型曰以此为基础袁结合项目教学模式袁构建了一个兼具指导性与操作性的趣味 交互型教学模式遥 实验研究表明袁相比传统项目教学模式袁趣味交互型教学模式能够明显改善学生学习机器人的态度及 学生作品的完整性与交互性遥 [关键词] 机器人联机交互系统曰 趣味交互型教学模式曰 人机交互 [中图分类号] G434 [文献标志码] A [作者简介] 钟柏昌(1978要)袁男袁江西宜丰人遥 博士袁主要从事中小学信息技术教育尧机器人与创客教育尧新数字鸿沟 的研究遥 E-mail院[email protected]遥 韩蕾为通讯作者袁E-mail院[email protected]遥DOI:10.13811/j.cnki.eer.2018.09.012 课程与教学基金项目院江苏省第十四批野六大人才高峰冶高层次人才项目野中小学机器人教学中的相异取向研究冶渊项目编号院JY-050冤 就当下中小学机器人教育现状而言袁无论理论研 究还是教学实践袁均存在一种思维定式院认为机器人 教学就是让学生设计和制作能够独立运行的机器人 作品袁而忽略了另外一种颇具趣味性的机器人联机交 互系统渊也可称作野联机交互型机器人冶袁此处野联机冶 的野机冶特指计算机冤遥 机器人联机交互系统是一种特 殊的人机交互系统袁由用户操作机器人终端与计算机 中的软件进行交互遥 事实上袁随着人机交互在现实生 活中的广泛应用袁青少年已经拥有较为丰富的人机交 互机会和经验袁对人机交互概念并不陌生[1] 袁对理解机 器人联机交互系统并不困难袁这为机器人联机交互系 统进入课堂奠定了基础遥 为了丰富机器人教学项目类型袁可以围绕机器人 联机交互系统的设计与实现开展教学袁本文将这种以 开发有趣尧好玩的机器人联机交互系统为主要任务的 教学简称为趣味交互型教学模式[2] 遥 如同教育游戏一 样袁 机器人联机交互系统具有趣味性和交互性特点袁 操作机器人联机交互系统能够满足学生的娱乐天性袁 使其获得精神层面的愉悦体验遥 从寓教于乐的意义上 说袁趣味交互型教学模式具有其独特的教育价值遥 一尧理论基础 渊一冤机器人联机交互系统的基本构成 一般意义上的人机交互系统通常包括三个元素院 人的因素尧交互设备和实现人机对话的交互软件遥 人 的因素指的是用户操作模型曰交互设备是交互系统的 物质基础曰交互软件则是展示各种交互功能的核心[3] 遥 在机器人联机交互系统中袁人的因素即操作机器人系 统的用户袁在趣味交互型教学中特指参与教学活动的 学生曰交互设备指由机器人硬件渊主控板尧传感器和执 行器冤组成的输入尧输出工具曰交互软件指能与机器人 进行数据交换的计算机程序袁如图