16485.基于建構主義的輔助教學機器人設計與應用研究

1、重慶師范大學碩士學位論文基于建構主義的輔助教學機器人設計與應用研究碩士研究生：趙煒指導教師：何國田教授學科專業(yè)：教育技術學所在學院：計算機與信息科學學院重慶師范大學2017年4月重慶師范大學碩士學位論文中文摘要I基于建構主義的輔助教學機器人設計與應用研究摘要隨著人工智能技術和機器人技術的發(fā)展，機器人將擁有廣泛的知識覆蓋面與高度智能化水平，它為實現(xiàn)個性化教學和因材施教提供了一種可能，必定會為教育領域帶來顛覆性的改變。在教育機器人的重多研究

2、方向中，機器人輔助教學的研究還處于起步階段，國內外的部分研究機構已開展了相關研究。機器人技術是輔助教學的手段，而“輔助教學機器人”作為實施機器人輔助教學的主要工具之一，目前僅僅是概念性的產品。機器人應用于教學過程，必將改變傳統(tǒng)的課堂教與學的方式，也會促進教師工作的轉型。本論文以機器人輔助教學作為研究對象，分別從理論和實踐的角度展開研究，探究機器人應用于課堂教學實踐的思路和方案，以期為機器人輔助教學領域帶來突破和發(fā)展。本論文的主要研究工作

3、如下：1.針對目前機器人輔助教學缺乏教學理念指導的問題，在建構主義教學設計的基礎上，結合機器人的功能特點，提出一種基于建構主義的機器人輔助教學設計模式。借助系統(tǒng)動力學模型思想構建了教學設計系統(tǒng)變量集，并采用結構方程模型建模方法建立了教學設計模式的量化模型。2.分析了機器人輔助教學系統(tǒng)構成的核心要素及其相互關系，對CRAI教學設計中的“建立學習定向點”和“探究學習”兩部分進行細化，結合機器人技術和多媒體技術，分別提出機器人課堂講授模式和機

4、器人在線答疑模式。3.在綜合分析RAI教學中機器人的功能需求的基礎上，設計一款適用于RAI的輔助教學機器人，采用“機器人軀干固定式底座”的人形結構設計，采用分層控制思想來架構機器人控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人機械運動和語音合成等基本教學功能。并利用ROSMoveIt來搭建機器人的運動規(guī)劃平臺，對機器人運動進行模擬和仿真。4.根據(jù)CRAI教學設計模式的基本框架完成詳細的教學案例設計，將輔助教學機器人作為輔助教學的工具，應用于CRAI教學案例，實施