10、中学编程学习中提升动机的游戏化策略

游戏化提升中学编程学习动机

中学编程学习中提升动机的游戏化策略

1. 背景与目标

数字发展带来了新的需求和技术变革,为维持全球技术更新的稳定需求,需要更多对计算机科学感兴趣的人才。然而近年来,全球范围内对相关专业人才的需求远超供给。以哥伦比亚为例,2017 年有超过 7000 个技术领域职位空缺,到 2025 年,仅程序员的缺口预计将超 11 万。为缓解这一问题,哥伦比亚政府计划为 5 万名 15 岁以上对编程感兴趣的人提供免费培训,但短期内仍无法满足需求。

学生对编程学习缺乏动力和兴趣的原因包括:编程学习复杂导致的挫败感、计算机科学专业新生流失率高、学生对专业认知不清晰以及期望不切实际等。因此,了解中学技术课程的设计方法,引导学生对计算机科学产生兴趣至关重要。

本文旨在通过系统映射研究,探讨中学采用的游戏化策略,以提高学生学习编程的兴趣和动力,从而增加潜在对计算机科学专业感兴趣的学生比例。

2. 研究方法

系统映射研究是识别、分类和分析与特定研究主题相关的现有文献的过程。本研究采用 Petersen 提出的方法,具体步骤如下:

graph LR
    A[提出问题] --> B[确定研究目标和问题]
    B --> C[定义关键词]
    C --> D[选择数据库]
    D --> E[制定查询搜索语句]
    E --> F[确定纳入和排除标准]
    F --> G[进行信息搜索]
    G --> H[应用标准筛选文献]
    H --> I[分析数据和结果]
    I --> J[回答研究问题]
基于51单片机,实现对直流电机的调速、测速以及正反转控制。项目包含完整的仿真文件、源程序、原理图和PCB设计文件,适合学习和实践51单片机在电机控制方面的应用。 功能特点 调速控制:通过按键调整PWM占空比,实现电机的速度调节。 测速功能:采用霍尔传感器非接触式测速,实时显示电机转速。 正反转控制:通过按键切换电机的正转和反转状态。 LCD显示:使用LCD1602液晶显示屏,显示当前的转速和PWM占空比。 硬件组成 主控制器:STC89C51/52单片机(与AT89S51/52、AT89C51/52通用)。 测速传感器:霍尔传感器,用于非接触式测速。 显示模块:LCD1602液晶显示屏,显示转速和占空比。 电机驱动:采用双H桥电路,控制电机的正反转和调速。 软件设计 编程语言:C语言。 开发环境:Keil uVision。 仿真工具:Proteus。 使用说明 液晶屏显示: 第一行显示电机转速(单位:转/分)。 第二行显示PWM占空比(0~100%)。 按键功能: 1键:加速键,短按占空比加1,长按连续加。 2键:减速键,短按占空比减1,长按连续减。 3键:反转切换键,按下后电机反转。 4键:正转切换键,按下后电机正转。 5键:开始暂停键,按一下开始,再按一下暂停。 注意事项 磁铁和霍尔元件的距离应保持在2mm左右,过近可能会在电机转动时碰到霍尔元件,过远则可能导致霍尔元件无法检测到磁铁。 资源文件 仿真文件:Proteus仿真文件,用于模拟电机控制系统的运行。 源程序:Keil uVision项目文件,包含完整的C语言源代码。 原理图:电路设计原理图,详细展示了各模块的连接方式。 PCB设计:PCB布局文件,可用于实际电路板的制作。
【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机:建模与控制研究(Matlab代码、Simulink仿真实现)内容概要:本文围绕具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机展开研究,重点进行了系统建模与控制策略的设计与仿真验证。通过引入螺旋桨倾斜机构,该无人机能够实现全向力矢量控制,从而具备更强的姿态调节能力和六自由度全驱动特性,克服传统四旋翼欠驱动限制。研究内容涵盖动力学建模、控制系统设计(如PID、MPC等)、Matlab/Simulink环境下的仿真验证,并可能涉及轨迹跟踪、抗干扰能力及稳定性分析,旨在提升无人机在复杂环境下的机动性与控制精度。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab/Simulink仿真能力的研究生、科研人员及从事无人机系统开发的工程师,尤其适合研究先进无人机控制算法的技术人员。; 使用场景及目标:①深入理解全驱动四旋翼无人机的动力学建模方法;②掌握基于Matlab/Simulink的无人机控制系统设计与仿真流程;③复现硕士论文级别的研究成果,为科研项目或学术论文提供技术支持与参考。; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码与Simulink模型进行实践操作,重点关注建模推导过程与控制器参数调优,同时可扩展研究不同控制算法的性能对比,以深化对全驱动系统控制机制的理解。
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