الروبوتات ليست المستقبل فحسب، بل هي الحاضر أيضًا. ومن خلال تعريف الطلاب بالبرمجة وأجهزة الاستشعار والأتمتة، فإنهم يصقلون مهارات التفكير الحسابي النقدي اللازمة للنجاح في كل من القوى العاملة في القرن الحادي والعشرين والحياة اليومية. من الناحية الأكاديمية، توفر الروبوتات التعليمية مجموعة واسعة من فرص التعلم لأن التخصص يتضمن STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) وحتى STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفنون والرياضيات) كمتطلبات أساسية. تعد الروبوتات التعليمية دائمًا متعددة التخصصات بطرق ملموسة وقابلة للتطبيق للطلاب. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الأنشطة التي تتضمن الروبوتات التعليمية أن يتعاون الطلاب، ويفكروا حسابيًا، ويستكشفوا الأخطاء وإصلاحها (تحديد المشكلات وحلها)، والابتكار، وهي مهارات أساسية لمحترفي القرن الحادي والعشرين.
في فصول العلوم، يمكن استخدام الروبوتات التعليمية كسياق لتدريس الأساليب والممارسات العلمية الأساسية، مثل المنهج العلمي والملاحظة والتجريب وجمع البيانات وتحليلها. كما يسمح بإجراء تحقيقات في الفيزياء التطبيقية والمفاهيم الميكانيكية، والتفكير النظمي، وبالطبع الذكاء الاصطناعي. يمكن أن تكون دراسة الروبوت وعمله أيضًا بمثابة خط بحث في فصل العلوم، لكن الروبوتات التعليمية ليست دراسة الروبوتات من أجل الروبوتات. إنه استخدام الروبوت كأداة تعليمية للتعرف على ممارسات ومفاهيم العلوم.
نصائح واقتراحات & بعض المعايير المحتملة لاستهدافها
- قم بتنظيم الفصل الدراسي الخاص بك لتسهيل التعلم القائم على المشاريع (PBL) واجعل الطلاب يتعاونون في فرق لإكمال المشاريع. قم بتوفير نماذج التقييم لكل من الجهود التعاونية وللتسليم في بداية المشروع حتى يتمكن الطلاب من التعرف على توقعاتك.
- اطلب من الطلاب استخدام المجلات ومخططات الجدولة وأدوات التخطيط الأخرى لتخطيط وتنفيذ تطوير المشروع.
- تحسين مهارات الاتصال والتعاون من خلال السماح للطلاب بتقديم العروض لبعضهم البعض وطلب التعليقات.
- ذكّر الطلاب في بداية المشروع المفتوح أنه سيكون هناك أكثر من حل "صحيح" وأن النقد البناء يهدف إلى تحسين المشاريع وليس انتقادها.
- اطرح أسئلة على الطلاب من شأنها أن تساعدهم على التفكير في المعرفة السابقة التي تعلموها في هذا الفصل وغيره من الفصول.
- اسمح لطلابك في الرياضيات أو التكنولوجيا أو المعلمين الآخرين بمعرفة ما يعمل عليه الطلاب في صفك حتى يتمكنوا من المساعدة و/أو تقديم التوجيه والاقتراحات.
- استخدم التفاعلات بين الروبوت وبيئته لدراسة الحركة والاستقرار والقوى والتفاعلات وتغيرات الطاقة داخل الأنظمة (معايير NGS: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
- استخدم القدرات اللاسلكية للروبوت لدراسة الموجات وتطبيقاتها في تقنيات نقل المعلومات (معايير NGS: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
- استخدم اختبارات الروبوت كفرص للتجريب وجمع البيانات. على سبيل المثال، تشغيل برنامج لجعل الروبوت يلتقط شيئًا ويحركه عبر الغرفة بسرعات مختلفة مع ذراعه المخلبية على ارتفاعات مختلفة مع الحفاظ على ثبات جميع المتغيرات الأخرى يمكن أن يؤدي إلى إنشاء مستوى ثلاثي على الأقل (سريع، ثابت، و السرعات البطيئة) من خلال المستويات الثلاثة (المستوى المرتفع والمتوسط والمنخفض) لتجربة إمكانات كل من التأثيرات الرئيسية والتفاعل عند قياس استقرار الروبوت. يمكن تحديد الاستقرار من الناحية التشغيلية بواسطة الفصل من أجل قياسه، أو حتى تبسيطه لمعرفة ما إذا كان الروبوت يتجه أم لا.
- قم بتنظيم تجارب بسيطة ذات متغير واحد لجعل الطلاب الأقل خبرة يستكشفون تأثيرات الميزات المختلفة لبناء الروبوت على سرعته و/أو ثباته و/أو قوته.
- تسهيل التحقيقات حيث يقوم الطلاب بتعديل بناء الروبوت أو إنشاء روبوت جديد يقلل من القوة على جسم مجهري أثناء الاصطدام (معيار NGS: HS-PS2-3).
- اطلب من فرق الطلاب تصميم وإنشاء روبوت يمكنه تقليل تأثيرات الأنشطة البشرية على البيئة والتنوع البيولوجي. اطلب من الفرق مناقشة تصميمات الفرق الأخرى والتأثير الذي قد يحدثه هذا التصميم من أجل تحسين نماذجهم الأولية بشكل أكبر (معايير NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).
روابط لنماذج الأنشطة
| معدل الذكاء فيكس | فيكس إدر |
|---|---|
|
مبتدئ: |
مبتدئ: |
| متوسط: | متوسط: |
| متقدم: |