CN110570725A - 一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人教育应用领域，提供一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，包括故事地图制作模块、机器人编程教学模块和机器人测评模块。本发明通过机器人编程教学模块与故事地图上移动轨迹的联动，实现寓抽象概念于编程游戏，寓编程逻辑与故事情景；故事地图上聚合不同图块，可形成不同的故事情节组合、演译与交互方式；机器人本体在故事地图上不同的移动方式，能够增强儿童的感知体验，在编程过程中理解与形成时间、空间、数、量和几何图形等抽象概念；采集机器人编程过程中幼儿的学习行为数据，用于构建幼儿机器人编程能力测评的指标体系、权重赋值以及测评结果可视化表达。

Description

一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统

技术领域

本发明属于机器人教育应用领域，更具体地，涉及一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统。

背景技术

人工智能时代悄然来临，令编程教育在教育实践中受到大力推广。以MIT设计开发的Scratch为代表的少儿编程语言，通过在屏幕上拖拽积木，即可帮助8-16岁儿童完成编程入门，在趣味剧情和创作中获得学习的乐趣。机器人搭建过程中涉及物理、数学、工程结构原理，可培养儿童的计算思维、独立思考与问题解决能力，因而少儿编程与机器人教育结合越发紧密。最新版本的Scratch语言可以与主流机器人交互。当今市场上的教育机器人技术发展百花齐放，出现智能玩具、儿童娱乐教育同伴、家庭智能助理、STEAM教具等多种类型。对于3-6岁的幼儿，认知能力正处于从具象到抽象的阶段、编程过程中难以依赖文字和阅读经验；电子屏幕的使用不利于幼儿的身心发展，采用非屏幕式“智能玩具”型机器人作为编程启蒙教育的教具，具有更广阔的发展前景和空间。

当前幼儿园机器人编程启蒙教育中存在的困难：（1）缺少完整规范的教学资源，有厂商甚至直接将产品说明书作为教学资源；（2）无法创设适合幼儿年龄和认知特点的授课形态，非专业出身的教师难以将编程启蒙教学融合到日常授课体系中；（3）由于机器人教育融合多学科综合知识，短期培训难以令幼儿园师资构建完整的知识体系。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，为幼儿园师生提供一种新的机器人编程启蒙教育的途径。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，该系统包括故事地图制作模块、机器人编程教学模块和机器人测评模块；

所述故事地图制作模块，依据儿童认知特征，采用分块图像来表示完整的故事；选择符合幼儿园师生特征的机器人教具及其控制模块；根据机器人运行机制、移动规则以及出版要求，完成故事地图制作；

所述机器人编程教学模块，采用形式化语言描述基于关键事件的机器人教学资源；按照故事整体走向与事件发生的顺序组织事件过渡结构，将故事地图上图块设为交互点，构建交互网络；根据用户指令，选出最符合故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换；

所述机器人测评模块，依据故事叙述，实现机器人编程教学模块、控制模块与路径生成模块的联动，其中控制模块用于驱动机器人本体进行运动，路径生成模块用于根据编程教学模块的相关指令，生成机器人本体在故事地图上的移动轨迹；可为幼儿提供编程任务的提示，采集学习过程中的行为数据；根据学习行为，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果的可视化表达。

在上述技术方案中，所述故事地图制作模块具体执行如下操作：

S1，机器人选型，根据幼儿的认知特点，选择机器人教具；根据机器人运行机制，确定其在故事地图上的移动规则；

S1-1，教具选择，选取由机器人、编程板和故事地图构成的玩具型智能机器人作为教具；

S1-2，机器人运行机制，根据编程任务要求，用户在编程板上设置相应指令，将机器人放在故事地图上出发位置，按下执行键后，控制模块会将其转换成机器人移动指令；

S1-3，机器人移动规则，默认情况下采用前进、后退移动规则；左、右移动通过左转和右转完成方向转换后，再采用前后移动来实现；通过步长可实现机器人前、后的多步移动；

S2，故事地图规格，针对幼儿的认知特点，采用图像形式来表示完整的故事；为了便于机器人的移动以及幼儿识别，分块组织图像；

S2-1，图像绘制，故事地图采用幼儿绘本的图像形式，实现多样形象、丰富情节与有趣故事的表示；

S2-2，分块组织，为了便于幼儿认知与理解机器人在故事地图上的移动，将整幅图像按照行、列项分成不同图像块，简称图块；

S2-3，规格形式，在图块之间增加空白条带，按照空白和图块交替的形式完成故事地图的布局，然后输出实物形态；

S3，故事地图内容，依据幼儿五大发展领域培养需求，选取幼儿园师、生熟悉的故事主题；按照不同的编程专题，组织故事地图内容；根据故事情节，分块组织故事地图；

S3-1，故事主题，按照《3-6岁儿童学习与发展指南》中五大领域即语言、科学、健康、社会、艺术培养要求，将机器人编程基础知识融合到幼儿园师生易理解的故事主题中；

S3-2，内容模块，按照数、量、集合、图形和时间专题，结合编程要求，使用PhotoShop图像处理软件绘制故事的图像内容；

S3-3，分块图像绘制，通过点、线、面图形构件元素，在不同图像块上绘制故事的场景、情节与角色。

在上述技术方案中，所述机器人编程教学模块具体执行如下操作：

S1，基于关键事件的教学资源定义，根据故事发展的先后顺序与整体走向，将故事内容分离成内聚、独立、有意义的关键事件；每个关键事件包含由机器人来表示的角色及其活动或行为，以及场景、相对时间属性；

S1-1，角色指事件中出现并表达各自不同情感的人、动物；

S1-2，行为表示角色的动作；

S1-3，场景是事件发生的地方，对应故事地图上的图块；

S1-4，相对时间表示事件在故事中发生的时间及先后关系；

S2，基于关键事件的机器人教学资源的描述，采用形式化语言描述关键事件，展现其各属性关系；使用关键事件集描述整个故事；

S2-1，关键事件描述，采用[角色]DO[行为]AT[场景]AT[时间]表示关键事件，展现其属性关系；

S2-2，故事描述，故事包含一个或多个关键事件，按照故事时间线以及各个事件的相关属性将事件分离出来，采用事件集合的方式形式化描述整个故事；

S3，关键事件的过渡，按照事件发生的先后顺序组织事件过渡结构；将故事地图上图块设为交互点，构建交互网络；根据用户指令，选出最符合故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换；

S3-1，事件过渡结构设置，为满足故事叙述中事件的发展，每个关键事件需设置前、后置条件；事件切换时，依据前、后置条件，选择最符合故事叙述的事件过渡结构；

S3-2，关键事件网络，由事件节点即图块和边即事件之间过渡方向组成，边表示前、后事件间的连接及过渡方向，事件之间相互连接形成有向图网络；

S3-3，事件转换，接受到用户指令后，机器人控制模块会从关键事件列表中搜索出与当前事件相连的边，选出最符合当前故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换。

在上述技术方案中，所述机器人测评模块具体执行如下操作：

S1，机器人移动规则，依据故事叙述，在故事地图上生成机器人的移动轨迹；根据障碍约束，机器人移动轨迹需要相应调整；机器人编程教学模块、机器人行为与故事地图上路径的统一；

S1-1，机器人运动路径，根据事件节点即图块和关键事件间的过渡方向，按照预先在编程板上设定的移动、旋转和步长编程指令，机器人主体代替故事的角色，按照最短路径原则，沿着相应的图块运动；

S1-2，无约束的移动轨迹生成，根据故事地图上机器人需要经过的图块，解析编程板上移动方向、步长和旋转方向命令，生成机器人的移动轨迹；

S1-3，有约束的移动轨迹生成，根据故事地图上机器人需要经过的图块，编程板上的指令需要先规避障碍，解析这些指令，生成机器人的移动轨迹；

S2，移动轨迹提示和记录，系统自动生成轨迹，为需要的用户提供相应提示；采集编程板上用户的编程指令，为对用户编程能力的后续评测提供量化数据；

S2-1，移动轨迹提示，根据最短路径原则，机器人在故事地图上会有相应的移动轨迹，机器人控制软件可将由虚线、箭头组成的提示信息显示在故事地图上；

S2-2，机器人移动轨迹采集，根据故事内容，用户会在编程板上完成编程指令，采集编程任务完成时间、熟练度、结果学习行为数据，可用于后续对幼儿机器人编程能力的测评；

S3，评价体系建立，根据用户完成机器人编程的量化数据，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果可视化表达，从而实现幼儿编程能力的测评；

S3-1，指标体系构建，以心智习惯、创造能力、分析能力、探索能力和沟通能力这五个一级指标，再细分成难度、复杂度、可行性相应二级指标，构建编程能力测评的指标体系；

S3-2，权重确定，不同类型的故事及叙述方式，对程序实现的耗时、步骤、顺序要求也各不相同，采用AHP法确定指标权重；

S3-3，能力评测结果表达，利用学习完成时长、移动步数、是否使用提示与使用提示次数学习行为数据完成幼儿编程能力的测评，并用雷达图表示测评结果。

本发明的有益效果在于：通过机器人编程教学模块与故事地图上移动轨迹的联动，实现寓抽象概念于编程游戏，寓编程逻辑与故事情景；故事地图上聚合不同图块，可形成不同的故事情节组合、演译与交互方式；机器人本体在故事地图上不同的移动方式，能够增强儿童的感知体验，在编程过程中理解与形成时间、空间、数、量和几何图形等抽象概念；采集机器人编程过程中幼儿的学习行为数据，用于构建幼儿机器人编程能力测评的指标体系、权重赋值以及测评结果可视化表达。

附图说明

图1是本发明实施例中基于故事叙述的幼儿机器人教学系统工作流程图。

图2是本发明实施例中机器人教具示意图。

图3是本发明实施例中运动模块和数字模块组合应用示意图。

（a）编程板程序；（b）故事地图上移动轨迹。

图4是本发明实施例中故事地图示意图。

图5是本发明实施例中关键事件示意图。

图6是本发明实施例中事件过渡结构设置示意图。

图7是本发明实施例中关键事件过渡图。

图8是本发明实施例中无约束机器人运动路径图。

（a）编程板程序；（b）故事地图上移动轨迹。

图9是本发明实施例中有障碍机器人运动路径图。

图10是本发明实施例中机器人移动轨迹提示图。

图11是本发明实施例中幼儿编程能力测评结果雷达图表示。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，包括故事地图制作模块、机器人编程教学模块和机器人测评模块。

（1）故事地图制作模块

依据儿童认知特征，采用分块图像来表示完整的故事；选择符合幼儿园师生特征的机器人教具及其控制模块；根据机器人运行机制、移动规则以及出版要求，完成故事地图制作。

所述故事地图制作模块具体执行如下操作：

（1-1）机器人选型。根据幼儿的认知特点，选择图2所示的“智能玩具型”机器人编程教具；根据机器人运行机制，确定其在故事地图上的移动规则。

（1-1-1）教具选择。由于3-6岁幼儿的认知能力正处于从具象到抽象阶段、编程过程中难以依赖文字和阅读经验，选择如图2所示的编程机器人，由编程板1、控制塔2、执行机器人3、障碍物4、运动模块5与数字模块6组成，其中基座位置1-1为放置控制塔2的基座，固定座1-2为不规则形状，确保运动模块5摆放方向正确，固定座1-3被用于固定数字模块6，开始按键1-4，按下后就开始执行控制模块与路径生成模块，摄像头2-1用于识别编程板1中的编程指令，指示灯3-1用于指示机器人前进方向，槽位5-1为运动模块5和数字模块6匹配的槽位。该教具配合故事地图可实现机器人的故事编程。

（1-1-2）机器人运行逻辑。根据编程任务要求，用户在编程板上组合运用运动模块与数字模块的卡片可完成程序编制；将执行机器人放在故事地图上出发点位置，按下编程板的执行键，控制塔通过摄像头识别编程板上的指令，控制模块就会将其转换成执行机器人的驱动指令，令在故事地图上进行移动。

（1-1-3）机器人移动规则。在编程板上放置运动模块，可驱动执行机器人在故事地图上移动；数字模块中的向上、向下箭头表示单个步长的前进、后退；左转和右转箭头是让执行机器人调整方向，再配合前后箭头就可以实现左、右移动；如果需要前进、后退多个步长，可配合数字模块中数字来实现。图3（a）中编程指令表示执行机器人从出发点前进2个步长，然后右转，再前进2个步长，其移动轨迹如图3（b）所示。

（1-2）故事地图规格。图4为针对幼儿的认知特点实现的“丛林图”，采用图像方式来表示完整故事；为了便于机器人的移动以及幼儿识别，分块组织图像。

（1-2-1）图像绘制。由于幼儿认识文字有限、没有大量阅读经验，故事地图采用类似幼儿绘本的图像形式，通过若干动物角色、河流等就可表示丰富、有趣的故事。

（1-2-2）分块组织。为了有利于执行机器人在故事地图上的移动，将地图按照行、列分成4*4图像块（简称图块）。

（1-2-3）规格形式。在图块之间增加空白条带，按照空白和图块交替的方式完成故事地图的布局，每个图块的长宽分别为9cm，中间空白带的宽均为1cm，边缘处空白带的宽则为1.5cm；采用磨砂材质生成故事地图的实物形态。

（1-3）故事地图内容。依据幼儿五大发展领域（语言、科学、健康、社会、艺术）培养要求，选择幼儿园师、生熟悉的故事主题；按照不同的编程专题，组织故事地图内容；根据故事情节，分块组织故事地图。

（1-3-1）故事主题。按照《3-6岁儿童学习与发展指南》中五大领域（语言、科学、健康、社会、艺术）培养要求，如图4所示，选择幼儿园师、生熟悉的“丛林”故事将机器人编程教育中的移动、转向、寻径等模块均融入到故事主题中。

（1-3-2）内容模块。将数、量、集合、图形和时间等专题内容融入故事地图制作中，使用PhotoShop图像处理软件绘制如图4中故事角色素材。

（1-3-3）分块图像绘制。通过点、线、面等图形构件元素，在不同图像块上绘制故事的场景、情节与角色，如图4所示，除故事背景（如河流、草丛、天空等）外，尽量将动物、河流、植物等前景内容绘制在单个图块上，以便后续编程活动的展开。

（2）机器人编程教学模块

采用形式化语言描述基于关键事件的机器人教学资源；按照事件发生的先后顺序组织事件过渡结构，将故事地图上图块设置为交互点，构建交互网络；根据用户指令，选出最符合当前故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换。

所述机器人编程教学模块具体执行如下操作：

（2-1）基于关键事件的教学资源定义。根据故事发展的先后顺序与整体走向，将故事内容分离成内聚、独立、有意义的关键事件；每个关键事件包含由机器人来表示的角色与其活动或行为，以及场景、相对时间属性。例如，用形式化的语言定义“丛林图”中关键事件：

{

角色：小鱼、小黄鸭、小白兔、猫头鹰、猴子等。

行为：摇尾巴、拍翅膀、蹦蹦跳跳、打瞌睡、荡树枝。

场景：河里、河边、草丛、树下、山岗上。

相对时间：通过太阳的位置来表示事件发生的先后关系。

}

（2-2）基于关键事件的机器人教学资源的描述。采用[角色]DO[行为]AT[场景]AT[时间]描述关键事件，展现其各属性关系。其中E为关键事件，T为时间属性，以“丛林图”为例，其故事可描述为：

E₀：[小鱼]DO[摇尾巴]AT[河里]AT[时间T₀]

E₁：[小黄鸭]DO[拍翅膀]AT[河边]AT[时间T₁]

E₂：[小白兔]DO[蹦蹦跳跳]AT[草丛]AT[时间T₂]

E₃：[猫头鹰]DO[打瞌睡]AT[树下]AT[时间T₃]

E₄：[猴子]DO[荡树枝]AT[山岗上]AT[时间T₄]

（2-3）关键事件的过渡。如图5所示，按照访问故事中陆地动物的顺序，设置事件过渡结构；并以动物所在图块设置为交互点，构建交互网络；根据故事设定规则，选出最符合故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换。

（2-3-1）事件过渡结构设置。为满足故事叙述中事件的顺利发展，为每个关键事件设置前、后置条件，如图5所示；如果按照动物的体型大小，事件E₀~E₄之间可以依次切换。

（2-3-2）关键事件网络。各个事件节点及其相互之间的连接可以组成关键事件网络，如果按照陆上动物体型小的跳转到体型大的，各个事件之间有如图6所示的连接方式，可形成有向图网络。

（2-3-3）事件转换。如图7所示，根据故事的发展，用户在编程板上设置相关指令，机器人控制模块会选出最符合当前故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换。

（3）机器人测评模块

依据故事叙述，实现机器人编程教学模块、控制模块与路径生成模块的联动；编程教学模块可为幼儿提供任务提示，采集幼儿学习过程中的行为数据；根据记录轨迹等学习行为，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果可视化表达。

所述机器人测评模块具体执行如下操作：

（3-1）机器人移动规则。依据故事内容，在故事地图上生成机器人的移动轨迹；考虑障碍约束，机器人移动轨迹需要相应调整；机器人编程教学模块、机器人行为与故事地图上路径的统一。

（3-1-1）机器人运动路径。如图8（b）所示，根据故事的关键事件及其过渡方向，将执行机器人放在起点位置，在图8（a）的编程板上设定运动模块和数字模块的相应卡片，按下执行键后，执行机器人将代替故事角色，沿着相应的轨迹运动。

（3-1-2）无约束移动轨迹的生成。如果故事地图上未放置障碍物，用户编码时可遵循最短路径原则，如图8所示，根据故事演化，在编程板上设置相应的移动、旋转与步长命令，解析后，驱动执行机器人沿着相应图块，生成移动轨迹。

（3-1-3）有约束移动轨迹的生成。如果故事地图上已放置障碍物，用户设置行进路线时，需要考虑避开障碍，在编程板设置相应的指令，解析后，在故事地图上生成如图9所示的执行机器人的移动轨迹。

（3-2）移动轨迹提示和记录。系统自动生成轨迹，为需要用户提供相应提示；采集编程板上用户的编程指令，为后续对用户编程能力的评测提供量化数据。

（3-2-1）移动轨迹提示。如图10所示，控制软件使用由虚线、箭头组成的提示线显示在故事地图上，为用户提供相应的轨迹提示。

（3-2-2）机器人移动轨迹采集。根据故事内容，用户在编程板上设置相应任务指令，采集任务完成时间、熟练度、结果等学习行为数据，用于后续对幼儿机器人编程能力的测评。

（3-3）评价体系建立。根据用户完成机器人编程的量化数据，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果可视化表达，从而实现幼儿编程能力的测评。

（3-3-1）指标体系构建。以心智习惯、创造能力、分析能力、探索能力和沟通能力这五个一级指标，再细分成难度、复杂度、可行性等相应二级指标，构建编程能力测评的指标体系。

（3-3-2）权重确定。不同类型的故事及叙述方式，对程序实现的耗时、步骤、顺序等要求也各不相同，采用AHP法确定指标权重。

（3-3-3）能力评测结果表达。利用学习完成时长、移动步数、是否使用提示与使用提示次数等学习行为数据完成幼儿编程能力的测评，图11使用雷达图表示测评结果。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，其特征在于：该系统包括故事地图制作模块、机器人编程教学模块和机器人测评模块；

所述故事地图制作模块，依据儿童认知特征，采用分块图像来表示完整的故事；选择符合幼儿园师生特征的机器人教具及其控制模块；根据机器人运行机制、移动规则以及出版要求，完成故事地图制作；

所述机器人编程教学模块，采用形式化语言描述基于关键事件的机器人教学资源；按照故事整体走向与事件发生的顺序组织事件过渡结构，将故事地图上图块设为交互点，构建交互网络；根据用户指令，选出最符合故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换；

所述机器人测评模块，依据故事叙述，实现机器人编程教学模块、控制模块与路径生成模块的联动，其中控制模块用于驱动机器人本体进行运动，路径生成模块用于根据编程教学模块的相关指令，生成机器人本体在故事地图上的移动轨迹；可为幼儿提供编程任务的提示，采集学习过程中的行为数据；根据学习行为，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果的可视化表达。

2.根据权利要求1所述的基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，其特征在于所述故事地图制作模块具体执行如下操作：

S1，机器人选型，根据幼儿的认知特点，选择机器人教具；根据机器人运行机制，确定其在故事地图上的移动规则；

S1-1，教具选择，选取由机器人、编程板和故事地图构成的玩具型智能机器人作为教具；

S1-2，机器人运行机制，根据编程任务要求，用户在编程板上设置相应指令，将机器人放在故事地图上出发位置，按下执行键后，控制模块会将其转换成机器人移动指令；

S1-3，机器人移动规则，默认情况下采用前进、后退移动规则；左、右移动通过左转和右转完成方向转换后，再采用前后移动来实现；通过步长可实现机器人前、后的多步移动；

S2，故事地图规格，针对幼儿的认知特点，采用图像形式来表示完整的故事；为了便于机器人的移动以及幼儿识别，分块组织图像；

S2-1，图像绘制，故事地图采用幼儿绘本的图像形式，实现多样形象、丰富情节与有趣故事的表示；

S2-2，分块组织，为了便于幼儿认知与理解机器人在故事地图上的移动，将整幅图像按照行、列项分成不同图像块，简称图块；

S2-3，规格形式，在图块之间增加空白条带，按照空白和图块交替的形式完成故事地图的布局，然后输出实物形态；

S3，故事地图内容，依据幼儿五大发展领域培养需求，选取幼儿园师、生熟悉的故事主题；按照不同的编程专题，组织故事地图内容；根据故事情节，分块组织故事地图；

S3-1，故事主题，按照《3-6岁儿童学习与发展指南》中五大领域即语言、科学、健康、社会、艺术培养要求，将机器人编程基础知识融合到幼儿园师生易理解的故事主题中；

S3-2，内容模块，按照数、量、集合、图形和时间专题，结合编程要求，使用PhotoShop图像处理软件绘制故事的图像内容；

S3-3，分块图像绘制，通过点、线、面图形构件元素，在不同图像块上绘制故事的场景、情节与角色。

3.根据权利要求1所述的基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，其特征在于所述机器人编程教学模块具体执行如下操作：

S1，基于关键事件的教学资源定义，根据故事发展的先后顺序与整体走向，将故事内容分离成内聚、独立、有意义的关键事件；每个关键事件包含由机器人来表示的角色及其活动或行为，以及场景、相对时间属性；

S1-1，角色指事件中出现并表达各自不同情感的人、动物；

S1-2，行为表示角色的动作；

S1-3，场景是事件发生的地方，对应故事地图上的图块；

S1-4，相对时间表示事件在故事中发生的时间及先后关系；

S2，基于关键事件的机器人教学资源的描述，采用形式化语言描述关键事件，展现其各属性关系；使用关键事件集描述整个故事；

S2-1，关键事件描述，采用[角色]DO[行为]AT[场景]AT[时间]表示关键事件，展现其属性关系；

S2-2，故事描述，故事包含一个或多个关键事件，按照故事时间线以及各个事件的相关属性将事件分离出来，采用事件集合的方式形式化描述整个故事；

S3，关键事件的过渡，按照事件发生的先后顺序组织事件过渡结构；将故事地图上图块设为交互点，构建交互网络；根据用户指令，选出最符合故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换；

S3-1，事件过渡结构设置，为满足故事叙述中事件的发展，每个关键事件需设置前、后置条件；事件切换时，依据前、后置条件，选择最符合故事叙述的事件过渡结构；

S3-2，关键事件网络，由事件节点即图块和边即事件之间过渡方向组成，边表示前、后事件间的连接及过渡方向，事件之间相互连接形成有向图网络；

S3-3，事件转换，接受到用户指令后，机器人控制模块会从关键事件列表中搜索出与当前事件相连的边，选出最符合当前故事发展的事件过渡方向，实现事件的转换。

4.根据权利要求1所述的基于故事叙述的幼儿机器人教学系统，其特征在于所述机器人测评模块具体执行如下操作：

S1，机器人移动规则，依据故事叙述，在故事地图上生成机器人的移动轨迹；根据障碍约束，机器人移动轨迹需要相应调整；机器人编程教学模块、机器人行为与故事地图上路径的统一；

S1-1，机器人运动路径，根据事件节点即图块和关键事件间的过渡方向，按照预先在编程板上设定的移动、旋转和步长编程指令，机器人主体代替故事的角色，按照最短路径原则，沿着相应的图块运动；

S1-2，无约束的移动轨迹生成，根据故事地图上机器人需要经过的图块，解析编程板上移动方向、步长和旋转方向命令，生成机器人的移动轨迹；

S1-3，有约束的移动轨迹生成，根据故事地图上机器人需要经过的图块，编程板上的指令需要先规避障碍，解析这些指令，生成机器人的移动轨迹；

S2，移动轨迹提示和记录，系统自动生成轨迹，为需要的用户提供相应提示；采集编程板上用户的编程指令，为对用户编程能力的后续评测提供量化数据；

S2-1，移动轨迹提示，根据最短路径原则，机器人在故事地图上会有相应的移动轨迹，机器人控制软件可将由虚线、箭头组成的提示信息显示在故事地图上；

S2-2，机器人移动轨迹采集，根据故事内容，用户会在编程板上完成编程指令，采集编程任务完成时间、熟练度、结果学习行为数据，可用于后续对幼儿机器人编程能力的测评；

S3，评价体系建立，根据用户完成机器人编程的量化数据，构建指标体系、完成权重赋值以及测评结果可视化表达，从而实现幼儿编程能力的测评；

S3-1，指标体系构建，以心智习惯、创造能力、分析能力、探索能力和沟通能力这五个一级指标，再细分成难度、复杂度、可行性相应二级指标，构建编程能力测评的指标体系；

S3-2，权重确定，不同类型的故事及叙述方式，对程序实现的耗时、步骤、顺序要求也各不相同，采用AHP法确定指标权重；

S3-3，能力评测结果表达，利用学习完成时长、移动步数、是否使用提示与使用提示次数学习行为数据完成幼儿编程能力的测评，并用雷达图表示测评结果。