论文摘要：小学机器人教育立体化教材的设计与开发研究

近几年来，机器人教育在小学校园逐渐开展起来，受到了广大师生们的热烈欢迎。然而，由于机器人教育起步比较晚，教师们除了没有相关的教学经验可借鉴外，还缺乏相应的教材。目前，很大一部分小学的机器人教师还是使用教学机器人产品说明书作为教材，这不仅需要教师自己钻研相关的知识，也在很大程度上影响了机器人教育的开展。所以，机器人教育教材的开发已经成为迫在眉睫的事情。自2004年以来，虽然有几种机器人教育相关教材出版，但是由于不同型号的教育机器人所使用的编程语言不同，各个学校在教学过程中所使用的教学机器人的类型也不相同，这些纸质教材远远不能满足现代的机器人教育的需要。本论文通过文献研究、访谈、对比分析等研究方法，对国内外的智能机器人教育进行了较全面的分析和研究，提出了设计与开发小学机器人教育立体化教材的研究设想。小学机器人教育立体化教材包括教材和教学支持网站两大部分内容，教学网站能够动态的更新教学内容、提供教学案例和视频课件，还能为广大的机器人爱好者提供交流的平台。
通过近一年的研究活动，本文作者认为本研究基本达到了预期设想，主要完成了以下工作：
首先，对目前小学机器人教育的情况进行了概述。在论述小学阶段开展机器人教育的重要性基础上，对目前我国小学机器人教育的开展现状进行阐述，并分析了机器人教育发展的主要影响因素。教材是开展机器人教育的重要载体，在对小学机器人教育内容总结的基础上，对小学机器人教育的教材建设和使用情况进行了详细论述。目前已经出版的小学机器人教育教材寥若晨星，大部分还停留在说明书教材的水平上。
第二，对立体化教材进行概述。对教材和立体化教材的涵义进行了剖析，并论述了本研究中的教材编制的理论基础：建构主义的教材观、皮亚杰的心理学理论与教材目标设计和教材设计模式。在此基础上对立体化教材的组成要素进行了分析。
第三，在对机器人教育和立体化教材进行论述的基础上，对小学机器人教育立体化教材进行设计。小学机器人教育立体化教材是由教材和教学支持网站两部分要素组成，主教材是教材要素中最主要的组成部分，它包含了小学机器人教育的内容体系。本研究根据模块化结构的思想，提出主教材组成的四大模块：机器人概述、机器人硬件、机器人软件和机器人应用（包含机器人比赛）。教材体系中除了主教材，还包含教学参考书（从教师角度）和学习指导书（从学生角度）。在教学支持网站的设计与开发过程中，首先介绍网站的框架设计与开发流程，教学支持网站包含8个模块和4个开发流程，接着教学支持网站的开发原则，最后对所设计的网站进行制作，并重点开发了视频课件和你言我语论坛两个部分。
本研究的主要研究成果和创新点在于：第一，提出小学机器人教育立体化课程的组成元素内容。第二，基于功能模块化的思想，把主教材的内容分成4大模块。第三，在相关研究缺乏的现状下，对小学机器人教育的立体化教材进行了设计和开发。

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