ربط الروبوتات التعليمية بالهندسة

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 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.

تعد الروبوتات التعليمية سياقًا رائعًا لجعل الطلاب يمارسون عملية التصميم الهندسي ، كما أنها توفر سياقًا للطلاب لتطوير مهارات الاتصال الشفهي والكتابي التقنية وصقلها.من خلال عملية التصميم ، يتمتع الطلاب أيضًا بحرية صقل المهارات القيمة في حل المشكلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والبحث والتطوير والاختراع والابتكار. يتعلمون العمل ضمن القيود ، وتحديد حلول متعددة للمشكلات ، وإيجاد أفضل حل ممكن من خلال التكرار.

نصائح ، اقتراحات ، & بعض المعايير المحتملة لاستهدافها

• قم بتنظيم فصلك الدراسي لتسهيل التعلم القائم على المشروعات (PBL) واطلب من الطلاب التعاون في فرق لإكمال المشروع. قدم نماذج لكل من الجهود التعاونية والمشروع القابل للتسليم في بداية المشروع حتى يتعرف الطلاب على توقعاتك.
• اطلب من الطلاب استخدام المجلات ومخططات الجدولة وأدوات التخطيط الأخرى لتخطيط وتنفيذ تطوير المشروع أثناء قيامهم بتصميم حلول لمشاكل العالم الواقعي المعقدة عن طريق تقسيم المشكلات إلى مشكلات أصغر وأكثر قابلية للإدارة ويمكن حلها من خلال الهندسة (معيار NGS: HS -ETS1-2).
• قم بتحسين مهارات الاتصال والتعاون من خلال السماح للطلاب بالتقديم لبعضهم البعض وطلب الملاحظات.  
• اسمح للطلاب بإيصال عملياتهم ونتائج عملية التصميم بأكملها باستخدام الوسائل اللفظية والرسومية والكمية والافتراضية والمكتوبة و / أو النماذج ثلاثية الأبعاد (معيار STL: 11.R).
• ذكر الطلاب في بداية مشروع مفتوح أنه سيكون هناك أكثر من حل "صحيح" وأن النقد البناء يهدف إلى تحسين المشاريع وليس انتقادها. تعزيز تقييمات الحلول المختلفة لمشاكل العالم الحقيقي المعقدة بناءً على المعايير ذات الأولوية والمفاضلات التي تراعي مجموعة من القيود ، بما في ذلك التكلفة والأمان والموثوقية والجماليات ، فضلاً عن التأثيرات الاجتماعية والثقافية والبيئية المحتملة ( معيار NGS: HS-ETS1-3).
• اطرح أسئلة على الطلاب ستساعدهم على التفكير في المعرفة السابقة المكتسبة في هذا الفصل وغيره.
• دع الرياضيات و / أو العلوم و / أو المعلمين الآخرين لطلابك يعرفون ما يعمل عليه الطلاب في صفك حتى يتمكنوا من المساعدة و / أو تقديم التوجيه والاقتراحات.

• وفر وقتًا للبحث حتى يتمكن الطلاب من شرح حلولهم وتقييم التصاميم الحالية وجمع البيانات وإبلاغ عملياتهم ونتائجهم وإرفاق أي بحث علمي ضروري أو مفاهيم أو مهارات رياضية (STL Standard: 9.I).
• شجع الطلاب على البحث عن طرق متعددة لحل مشكلة ما. فيما يتعلق باستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، قم بتهيئة جو من التعلم حيث يُتوقع من الطلاب "الفشل" في البداية. "الفشل إلى الأمام" (استخدام الفشل كوسيلة للمضي قدمًا نحو النجاح) هو مهارة حياتية قيمة.
• اغمر الطلاب في عملية التصميم. يسمح لهم القيام بذلك بالمشاركة بنشاط في تحديد مشكلة ، والعصف الذهني ، والتحقيق في البحث وتوليد الأفكار ، وتحديد المعايير وتحديد القيود ، واختيار نهج لحل المشكلة ، واختبار التصميم وتقييمه ، وتحسين التصميم ، وتطويره ، وإيصال العمليات والنتائج (STL: المعيار 8.H).
• امنح الطلاب الفرصة لاتباع إجراء معقد متعدد الخطوات بدقة عند إجراء التجارب ، أو أخذ القياسات ، أو أداء المهام الفنية ، والاهتمام بحالات أو استثناءات خاصة (CCS Standard: RST.9-10.3). ثم شجعهم على تحسين التصميمات / العملية لضمان جودة المنتج النهائي وكفاءته وإنتاجيته (STL: معيار 11.0).
• قم بتحسين مهارات القراءة الفنية لدى الطلاب من خلال ضمان قدرتهم على تحديد معنى الرموز والمصطلحات الأساسية والكلمات والعبارات الأخرى الخاصة بالمجال كما يتم استخدامها في سياق علمي أو تقني محدد ذي صلة بمستوى صفهم (معايير CCS: RST.9) -10.4 & RST.11-12.4).

روابط لعينة من الأنشطة