基于Scarch的机器人智能编程儿童教育系统应用开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着人工智能技术的快速发展，编程教育逐渐成为培养未来人才的关键领域。

如何让儿童在轻松愉悦的环境下学习编程知识，培养计算思维和创新能力，已成为教育领域的重要课题。

本研究旨在开发一套基于scratch的机器人智能编程儿童教育系统，将scratch图形化编程与机器人硬件平台相结合，通过设计生动有趣的编程任务和互动体验，激发儿童学习编程的兴趣，提升他们的编程技能和问题解决能力，为培养未来科技创新人才奠定基础。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，儿童编程教育在全球范围内兴起，scratch作为一种易学易用的图形化编程语言，受到广泛关注和应用。

同时，机器人技术的发展也为编程教育提供了新的可能性。

国内外学者在将scratch与机器人结合应用于儿童编程教育方面开展了大量研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以scratch图形化编程平台为基础，结合合适的机器人硬件平台，设计开发一套面向儿童的机器人智能编程教育系统。

主要研究内容如下：
1.分析儿童编程教育的需求：针对儿童的认知发展特点和学习兴趣，分析儿童编程教育的目标、内容和方法，确定系统的功能需求和设计原则。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用文献研究法、需求分析法、系统设计法、实验法和案例研究法等多种研究方法，并遵循以下步骤进行：
1.文献研究阶段:收集和阅读国内外有关儿童编程教育、scratch编程、机器人教育、人机交互等方面的文献资料，了解相关领域的研究现状、发展趋势和最新成果，为本研究提供理论基础和设计参考。

2.需求分析阶段:通过问卷调查、访谈、观察等方式，对儿童用户的学习需求、行为习惯和认知特点进行深入分析，同时调研教师对编程教学工具的需求，明确系统的功能需求、性能需求和用户体验需求。

3.系统设计与实现阶段:根据需求分析的结果，设计系统的整体架构、功能模块、数据库结构和用户界面，并选择合适的机器人硬件平台和开发工具进行系统实现。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.系统性:本研究将scratch图形化编程与机器人硬件平台深度融合，构建一个集编程学习、机器人操控、创意设计于一体的交互式学习环境，突破传统编程教育模式的局限性，为儿童提供更加生动、有趣、实用的编程学习体验。

2.针对性:本研究充分考虑儿童的认知发展特点和学习兴趣，设计符合儿童认知规律的编程课程和游戏化学习场景，降低编程学习门槛，激发儿童学习兴趣，并根据不同年龄段儿童的特点进行分层设计，满足不同层次学生的学习需求。

3.创新性:本研究将结合人工智能技术，例如语音识别、图像识别等，开发更加智能化的机器人编程学习系统，例如，可以通过语音指令控制机器人的运动，或通过图像识别让机器人识别不同的物体，以提升学生的学习兴趣和创新能力。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王旭东,刘振华,李晓磊,等.儿童机器人编程教育内容体系设计与实践[j].中国电化教育,2022,43(04):109-116 124.

2. 张进宝,张一鸣,王吉庆,等.面向中小学人工智能素养提升的机器人教育实践路径[j].电化教育研究,2021,42(10):99-106.

3. 胡航,李春雷,王亚平.论人工智能教育的内涵、价值与实现路径[j].开放教育研究,2020,26(06):7-15.