3D仿真平台在初中机器人教育中的应用研究

摘要

在信息和科学技术飞速发展过程中，机器人技术及其设备不断融入生活，应用在不同领域。为适应社会科学技术飞速发展的节奏，在中学课程体系中增设相关机器人课程显得尤为重要和迫切。在当前的机器人课程中，教学平台的选择与教学的设计等方面还存在着诸多问题。
　　本文采用问卷调查法、实践教学法、文献分析法和教育实验研究法等方法进行研究。在本研究中首先基于3D仿真平台对机器人课程进行教学设计，然后运用3D仿真平台来开展初中机器人课程，在具体课堂教学实践中，运用前测与后测两种不同方式，通过前后对比，观察分析学生学习成绩是否得到提高，并通过问卷调查法调查学生的学习效果。
　　研究包括以下方面：
　　①本研究首先介绍仿真平台、机器人、机器人教育的定义以及研究所涉及的基本教学理论，并对国内外相关研究进行文献综述。
　　②基于3D仿真平台进行教学设计研究。包括对IROBOTQ3D仿真平台的介绍，针对3D仿真平台教学应用进行可行性和学习者特征分析。从教学目标、内容、策略和评价等方面进行3D仿真平台的教学设计。然后基于3D仿真平台的具体教学实践，详细介绍了面向不同学习水平学生，提出具有针对性的教学案例。
　　③基于3D仿真平台教学设计方案的教学效果分析。笔者通过对所带班级学生进行成绩的前测、后测以及对调查问卷的详细分析来说明基于3D仿真平台教学设计方案的教学效果。
　　将基于3D仿真平台的教学设计方案运用于教学中能够提高学生机器人课程的成绩、能够在一定程度上提高学生的自主学习能力和探究学习能力，并且有助于激发学生的好奇心和探索欲望。通过寓教于乐的教学，使学生在学习过程中获得良好的学习体验。

目录

1 绪 论

1.1研究背景

1.2研究目的与研究意义

1.3研究内容与创新点

1.4研究方法

2 机器人教育研究综述

2.1 基本概念

2.2基本理论

2.3机器人教育研究综述

2.4机器人教育文献分析结论

2.5研究设计

3 基于3D仿真平台的教学设计

3.1基于3D仿真平台的教学设计特点

3.2 3D仿真平台教学应用的可行性分析

3.3学习者特征分析

3.4教学目标和教学内容设计

3.5教学策略设计

3.6教学方法设计

3.7教学评价设计

3.8教学设计案例与教学模式

4 教学效果分析

4.1教学效果评价概述

4.2教学设计分析

4.3教学效果的成绩分析

4.4教学效果的问卷分析

5 研究总结

5.1研究结论

5.2研究不足

致谢

参考文献

附录

A. 3D仿真机器人教学效果调查问卷

B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目