小学生和教师在一对一机器人教学中的行为模式外文翻译资料

英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

小学生和教师在一对一机器人教学中的行为模式

摘要

机器人技术在教育中的应用越来越普遍，并有可能影响学生的学习。教育机器人技术是培养学生认知和社交技能的宝贵工具，它大大吸引了教师和研究人员从学前到大学的兴趣。本研究的目的是了解小学生和教师在一对一机器人教学过程中的行为模式。与会者由18名小学生和18名职业教师组成。定量内容分析和滞后序列分析被用于分析师生互动。根据调查结果，学生组装砖块，分享想法和经验，提供指导和提问是最常见的行为。关于行为顺序，教师的指导极大地遵循了学生表达和分享教师问题后的想法的行为。学生们也非常喜欢玩他们自己设计的机器人。此外，还根据性别差异和机器人活动的难度水平详细讨论了师生互动。这项研究的结果可以在设计机器人学习环境时考虑到。学生们也非常喜欢玩他们自己设计的机器人。此外，还根据性别差异和机器人活动的难度水平详细讨论了师生互动。这项研究的结果可以在设计机器人学习环境时考虑到。学生们也非常喜欢玩他们自己设计的机器人。此外，还根据性别差异和机器人活动的难度水平详细讨论了师生互动。这项研究的结果可以在设计机器人学习环境时考虑到。

关键词：小学教育；性别研究；交互式学习环境；教学/学习策略；在主题领域的应用

1. 介绍

技术的发展导致教育领域的新实施。被视为技术应用的教育机器人技术（ER）是培养学生认知和社交技能的宝贵工具，在过去的二十年里，它大大吸引了教师和研究人员从学前到大学的兴趣。这项技术用于支持学校的学习，特别是在科学，技术，工程，数学和信息学科（Bruciati，2004; Kim，Kim，Yuan，Hill，Doshi和Thai，2015）。

由于计算能力的增加和传感器技术类型的改进（Goh＆Ali，2014; Maxwell＆Meeden，2010），机器人教育领域在过去的二十年中发生了很大的变化。该程序的机械构造，编程和创建算法是机器人技术的基本元素。机器人学习需要结合这些技能（Lin，Liu，Kou，Virnes，Sutinen，＆Cheng，2009）。对于学生来说，编程可以被认为是复杂和困难的 然而，乐高机器人很容易，也是一种有趣的编程方式，它还可以增强学习者的机器人教育动机和教学效果（Cheng，Huang，＆Huang，2013; Klassner＆Anderson，2003; Williams，2003）。

乐高机器人包含一个微处理器，一种名为乐高积木，电机和传感器的车身部件。触摸，声音和光线传感器允许与其环境进行交互。电机为机器人提供动作。微处理器通过使用软件由计算机控制。在这些应用程序中使用徽标编程语言。这些系统易于组装和编程。有各种教育机器人工具包（乐高头脑风暴，机器人梦想等）。学生使用机器人砖建造各种机器人。当他们完成施工过程后，他们可以通过编程来定义他们想象中的任务（Bruciati，2004;Duuml;ill，2010; Ozdogru，2013）。这些实践活动对学生来说非常有趣和吸引人，因此，他们在整个任务中的注意力和好奇心仍然很高。（Alimisis，2013; Eguchi，2010）。通过这些活动，学生们可以培养认知和社交技能，如团队合作，解决问题，创造力和机器人设计（Gerecke＆Wagner，2007; Lin et al。，2009）。

1.1 研究的背景

建构主义和建构主义是教育机器人活动背后的主要理论。伯爵和帕佩特的观点被视为这一领域的里程碑。据他们说，在学习过程中，儿童不是被动接受者。相反，他们是他们自己知识的积极建设者。根据皮亚杰（Piaget，1974）的观点，处理文物对知识的构建至关重要。基于个人经验，知识可以被构建或重构。在过程中积极做事和思考提供了概念和规则的组合，从而产生了学习（Ackermann，2001; Alimisis，2013; Harel，1991，第24-27页; Ucgul，2013）。另外，Papert（1980）强调了建设知识背景下的重要性。学习者在有意识地参与公共实体（如沙滩上的沙堡或技术神器）时构建自己的知识。据他介绍，一个以技术为导向的教育系统可以让孩子们在思考和学习过程中获得处理他们可能经历的任何事情的权力。因此，应该为儿童提供技术工具，以获取知识。Logo在教育领域的第一批研究延伸到Papert（1980）。自此之后，教育机器人研究一直是公认的重要课题（Benitti，2012; Nugent，Bradley，Grandgenett和Adamchuk，2010; Somyurek，2015）。

当专注于设计学习时，在教育中使用机器人技术为学习提供了一个有效的环境，因为它为儿童提供了一个学习环境，让儿童能够与周围环境互动并通过现实生活中的问题工作（Alimisis，2013 ; Somyurek，2015）。在处理机器人时，孩子们在这种情况下也扮演着设计师和建造者的角色。在这个学习过程中，他们学习通过经验来调查，创造和解决问题（Goh＆Ali，2014）。这些机器人是由儿童用机器人创作的。有机器人行动的现成书面程序，或者儿童可以在将机器人连接到计算机时编写自己的程序。正如Papert所说：“鉴于一门很好的编程语言，我看到孩子们在努力制作一个程序，他们很少在纸笔数学上出汗”（Papert，1999，第4页）。因此，为了提高数学，以及科学，工程和儿童技术技能，设计教育机器人的活动是有益的。小学年龄是获得这些技能的关键时刻。因此，这些课程应该在从幼儿园到大学的适宜学习环境中实施。

另一方面，新技术可以激发和激发学习者的创造力。他们还可以通过合适的使用和设计帮助学生成为具有创造力的思想家。教育机器人可以成为开发创造力的强大工具，因为机器人设计过程需要创造性思维。在这方面，设计支持学生创造性思维的机器人学习环境非常重要。因此，在这项研究中，在机器人技术指导过程中使用了Resnick（2007）提出的创造性思维螺旋模型（Lin et al。，2009）。事实上，这种模式在幼儿园层面用于设计技术环境。然而，它可以扩展到各级学习者的创造性思维的支持。这个模型包括五个阶段; 想象，玩，分享，反思，以及下一个消耗的创造性思维螺旋。孩子们想象他们想做什么，根据他们的想法创建一个项目，与他们的创作一起玩，与他人分享他们的想法和创意，并反思在他们的经历中 - 所有这些让他们想象出新的想法和新的项目在这个过程中，学习者发展和提炼他们的能力，成为具有创造力的思想家，并且学会发展他们自己的想法，尝试并根据他们的经验产生新的想法（Resnick，2007）。

1.2 机器人在教育

文献研究报告指出，将机器人技术应用于教育日益普遍，并对学生的学习产生潜在影响。教育机器人工具包对于教授机器人技术以及将机器人技术集成到其他科目非常有帮助。教育机器人套件包含一个微控制器，各种传感器，小塑料积木，电池，电缆，轮子和齿轮。因此，有可能建立许多种能够在没有任何障碍物的情况下检测物体并移动的机器人，通过机器人手臂携带物体，检测声音并走向声源等。教育机器​​人套件通常将运动学，传感器，算法和编码。因此，他们可以很容易地集成到信息学，数学，物理学，工程学等不同学科领域，Alimisis，2013; Barker，Nugent，＆Grandgenett，2014; Benitti，2012; Church，Ford，Perova，＆Rogers，2010; 江口，2010年; 威廉姆斯，Igel，Poveda，Kapila和Iskander，2012）。

这些活动支持创造性思维和工作动机，因为学生创造自己的产品（Lin，Liu，＆Huang，2012; Lin et al。，2009; Liu Lin，＆Chang，2010; Liu，Lin，Feng，＆Hou，2013）。实证研究表明，教育机器人环境尤其能提高学生对数学概念的理解（Clements，1986; Cope，Smith＆Simmons，1992; Hoyles＆Noss，1992; Hoyles＆Sutherland，1987; Kapa，1999）。此外，近年来，教育机器人学活动在STEM（科学，技术，工程，数学）教学中越来越流行，因为这些活动使得技术，数学，工程和概念的实际应用成为可能。因此，科学和数学课题变得更容易理解和具体化（Altin＆Pedaste，2013; Barker，Nugent，＆Grandgenett，2008; Barker等，2014; Kim等，2015; Nugent等，2010）。

这些活动对学生的学习STEM和个人发展有潜在的影响。他们导致认知，元认知和社交技能的提高。创造性思维，决策制定，解决问题，沟通和团队合作是这些技能中的一部分（Alimisis，2013; Kim等，2015）。在STEM相关研究中，研究人员一直关注性别差异。这项研究还考察了教育机器人教学中的性别差异。关于这一领域的性别差异，一些研究调查了与计算思维，机器人和编程能力以及STEM参与文献有关的性别差异。Atmatzidou和Demetriadis（2016）发现15岁和18岁的学生达到了与年龄和性别无关的计算思维水平。但是，女孩需要更长时间才能达到相同的技能水平。在幼儿园级别，Sullivan和Bers（2013）发现男孩和女孩都能够成功完成机器人和编程课程。只有在两个领域，男生的得分明显高于女生：正确附加机器人材料，以及使用Ifs进行编程。此外，刘（2010）已经指出，尽管女性和男性都认为教育机器人是玩具，但男性可以被激励，但女性在从事机器人学习和高科技方面的学习动机较低。另一方面，很少有研究专门探讨教育机器人活动中性别方面的师生互动。Voyles，Fossum和Haller（2008）揭示了在教育机器人课程中，女孩和男孩在与老师的互动中存在多种差异。主要区别在于女孩在编程期间与教师之间的互动多于男孩，在挑战性任务中女孩的能力较差，需要比男孩更多的帮助。此外，一些研究结果表明，女学生比男学生更具社会性，更好地表达自己的感受。因此，他们更多地与老师和同事沟通（Beisser，2005; Voyles等，2008）。

一些研究集中于在不同学科领域和教育水平上使用教育机器人。表1总结了教育机器人使用的研究。本表包括教育的具体领域，所使用的机器人技术，研究样本的教育水平，研究方法和调查变量。

表1 基础教育研究中的机器人学小结。

全文共15663字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[13271]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 大陆及全球范围下土地利用变化的一种集成建模方法外文翻译资料
• 泰国登革出血热时空分布格局及其气候驱动因素研究外文翻译资料
• 土地覆盖变化或土地利用集约化：利用全球范围的土地变化模型模拟土地系统变化外文翻译资料
• 基于MODIS数据利用生物光学模型估算伊利湖水域 二类水体的叶绿素a浓度外文翻译资料
• 杭州师范大学仓前校区测绘控制网设计研究外文翻译资料
• 对公共交通用户在持续数周活动序列中模式的推断外文翻译资料
• 基于场景的城市可持续性建模，重点关注快速城市化下的耕地变化：杭州1990-2035年的案例研究外文翻译资料
• 基于多尺度面向对象分类和概率霍夫变换的高分辨率图像建筑物提取外文翻译资料
• 长江流域年径流变化及其与降水和气温的关系外文翻译资料
• 气温的时空分布特征分析外文翻译资料