基于CDIO的小学机器人教学模式设计与应用研究
随着“人工智能+教育”的不断发展，人们的认知方式和生活方式逐渐发生了改变。在基础教育领域，众多学者将目光聚焦在机器人教育上，使得机器人教育得到了较快发展。机器人教育成为培养小学生创新能力和实践能力的重要途经之一，其教育价值已为社会所认可。如何更好地在机器人教学过程中引导小学生掌握和运用知识来解决实际问题，培养学生创造力、团队合作和批判性思维等综合能力，成为亟待解决的问题。本文尝试将CDIO理念融入到机器人教育中，并开展了基于CDIO的小学机器人教学设计与教学实践。为此，本研究从以下几个方面展开。 研究主要内容包括对CDIO教育模式与机器人教育结合点进行归纳，构建基于CDIO的小学机器人教学模式与教学案例设计，并进行教学实践以及教学效果分析。首先，运用文献研究法，梳理和分析CDIO教学模式与机器人教育的研究现状，归纳CDIO教育理念、教学大纲及教学标准与机器人教育培养要求的结合点。其次，在建构主义学习理论、做中学理论和项目式学习理论的基础上，根据小学生的认知特点，在教学原则及教学要素的基础上进行设计，围绕构思（C）、设计（D）、实施（I）、运行（O）、评价反思五个阶段，构建了基于CDIO的小学机器人教学模式。然后，根据教学对象和教学内容，以中鸣机器人的智能风暴系列为平台，设计了“智能交通信号控制器”、“智能风车”、“智能运输车”等教学案例，选取重庆市高新区S小学六年级学生为研究对象，进行半学期的教学实践，并对教学问题进行分析和改进。最后，通过观察学生参与度、作品完成情况、学生自评及实验班和对照班问卷数据等进行分析，来对教学效果进行评估。 研究结果表明，基于CDIO的小学机器人教学模式能有效地调动学生的学习自主性，对培养学生创造能力、团队合作能力、批判性思维能力、问题解决能力以及沟通交流能力有显著作用，同时在教学过程中，提高了学生动手实践能力。基于CDIO的小学机器人教学模式对机器人教学设计和应用具有借鉴意义，有助于机器人教育的体系化发展。
机器人教育;CDIO;小学教学
重庆师范大学
硕士
教育技术学
牛彦敏
2021
中文
G623.58
2021-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）