ربط الروبوتات التعليمية بالعلوم

الروبوتات ليست المستقبل فحسب ، بل هي أيضًا الحاضر. من خلال تعريف الطلاب بالبرمجة وأجهزة الاستشعار والأتمتة ، فإنهم يصقلون مهارات التفكير الحسابي الحاسمة اللازمة للنجاح في كل من القوى العاملة في القرن الحادي والعشرين والحياة اليومية. من الناحية الأكاديمية ، توفر الروبوتات التعليمية مجموعة متنوعة من فرص التعلم لأن الانضباط يحتوي على STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) وحتى STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفنون والرياضيات) كمتطلبات أساسية. تعد الروبوتات التعليمية دائمًا متعددة التخصصات بطرق ملموسة وقابلة للتطبيق على الطلاب. بالإضافة إلى ذلك ، تستلزم الأنشطة التي تتضمن الروبوتات التعليمية تعاون الطلاب والتفكير الحسابي واستكشاف المشكلات وحلها (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 الطريقة العلمية والملاحظة والتجريب وجمع البيانات وتحليلها. كما يسمح بإجراء تحقيقات في الفيزياء التطبيقية والمفاهيم الميكانيكية والتفكير المنظومي وبالطبع الذكاء الاصطناعي. يمكن أن تكون دراسة الروبوت وعمله أيضًا خطًا للتحقيق في فصل دراسي للعلوم ، لكن الروبوتات التعليمية ليست دراسة الروبوتات من أجل الروبوتات. هو استخدام الروبوت كأداة تربوية للتعرف على ممارسات ومفاهيم العلوم. 

نصائح ، اقتراحات ، & بعض المعايير المحتملة لاستهدافها

  • نظّم فصلك الدراسي لتسهيل التعلم المعتمد على المشاريع (PBL) واطلب من الطلاب التعاون في فرق لإكمال المشاريع. قدم نماذج لكل من الجهود التعاونية وللتسليم في بداية المشروع حتى يتعرف الطلاب على توقعاتك.
  • اطلب من الطلاب استخدام المجلات وجدولة المخططات وأدوات التخطيط الأخرى لتخطيط وتنفيذ تطوير المشروع.
  • قم بتحسين مهارات الاتصال والتعاون من خلال السماح للطلاب بالتقديم لبعضهم البعض وطلب الملاحظات.
  • ذكر الطلاب في بداية مشروع مفتوح أنه سيكون هناك أكثر من حل "صحيح" وأن النقد البناء يهدف إلى تحسين المشاريع وليس انتقادها.
  • اطرح أسئلة على الطلاب ستساعدهم على التفكير في المعرفة السابقة المكتسبة في هذا الفصل وغيره.
  • دع الرياضيات أو التكنولوجيا أو المعلمين الآخرين لطلابك يعرفون ما يعمل عليه الطلاب في فصلك حتى يتمكنوا من المساعدة و / أو تقديم التوجيه والاقتراحات.
  • استخدم التفاعلات بين الروبوت وبيئته للتحقق من الحركة والاستقرار والقوى والتفاعلات وتغيرات الطاقة داخل الأنظمة (معايير NGS: HS-PS2-1 & HS-PS3-1 ).
  • استخدم القدرات اللاسلكية للروبوت لاستكشاف 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 ما ويحركه عبر الغرفة بسرعات مختلفة وذراعه المخلب على ارتفاعات مختلفة مع الحفاظ على ثبات جميع المتغيرات الأخرى يمكن أن يؤدي إلى إنشاء 3 مستويات على الأقل (سريع وثابت و سرعات بطيئة) بمقدار 3 مستويات (مرتفع مرتفع ومتوسط ومنخفض) تجربة مع إمكانات لكل من التأثيرات الرئيسية والتفاعل عند قياس استقرار الروبوت. يمكن تحديد الاستقرار تشغيليًا من خلال الفصل من أجل قياسه ، أو حتى تبسيطه إلى ما إذا كان نصائح الروبوت أم لا.
  • قم بتنظيم تجارب بسيطة أحادية المتغير بحيث يقوم الطلاب الأقل خبرة بالتحقيق في تأثيرات الميزات المختلفة لبناء الروبوت على سرعته واستقراره و / أو قوته.
  • قم بتسهيل 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 سيحدثه التصميم من أجل زيادة تحسين نماذجهم الأولية (معايير NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4) .

روابط لعينة من الأنشطة

VEX IQ VEX EDR

مبتدئ:

مبتدئ:

متوسط: متوسط:
  متقدم: