基于STEAM理念的软体机器人教具研发与应用研究

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青少年机器人教育是STEAM教育的一种重要载体,当前的硬质STEAM教具具有交互性不够友好、成本较为昂贵、接口插拔变换模式单一等不足之处。在此背景下,本文进行了软体机器人教具的研发与研学应用的尝试,研发了两款软体机器人教具,并在青少年研学游活动中进行推广应用。本文的主要工作如下:1.对STEAM教育理念及现有教具进行研究。从定义、框架、特性出发,研究STEAM教育与机器人教育的关系,以及STEAM教育理念在机器人教育中的体现。对市面上已有的STEAM教具进行研究,分析归纳其类型,并与软体教具进行对比,在此基础上得出STEAM软体教具的需求分析。2.基于STEAM理念的软体机器人教具研发。在STEAM理念与软体机器人的基础上,研发适合于青少年增长见识、引导创新、动手实践的软体教具,主要分为气动软体仿生机器人教具和折纸软教具。探究教具所蕴含的数学、科学、工程、技术、艺术知识,从两种教具的结构、材质、色彩、理论几个方面进行阐述。3.STEAM软体机器人教具的应用研究。借助江油机器人体验中心这一平台,将软体机器人教具进行青少年研学应用。让学生体验制作软体机器人的过程,引导青少年自己探索创造机器人的结构,并在这个过程中体会工科的艺术性。让青少年能够乐在其中,学有所得,观察教具的使用情况。在结束后对在场的教师进行问卷调查,以此获得教具投入使用后的体验反馈,指导后续课程中教具的改进。通过研发了两款STEAM软体机器人教具,并在研学游项目实践之后,证明了STEAM理念与软体机器人结合后得到的教具是适用于教育领域的,具有较好的应用价值与市场前景。
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