ربط الروبوتات التعليمية بالهندسة

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. تعتبر الروبوتات 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. 

تعد الروبوتات التعليمية سياقًا رائعًا لجعل الطلاب يمارسون عملية التصميم الهندسي، كما أنها توفر سياقًا للطلاب لتطوير وتحسين مهارات الاتصال الشفهية والكتابية الفنية لديهم. ومن خلال عملية التصميم، يتمتع الطلاب أيضًا بالحرية في صقل مهارات قيمة من خلال حل المشكلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والبحث والتطوير والاختراع والابتكار.  ويتعلمون العمل ضمن القيود، وتحديد حلول متعددة للمشكلات، وإيجاد أفضل الحلول الممكنة من خلال التكرار.

نصائح واقتراحات & المعايير المحتملة التي يجب استهدافها

• قم بتنظيم الفصل الدراسي الخاص بك لتسهيل التعلم القائم على المشاريع (PBL) واطلب من الطلاب التعاون في فرق لإكمال المشروع. قم بتوفير نماذج التقييم لكل من الجهود التعاونية وللمشروع القابل للتسليم في بداية المشروع حتى يتمكن الطلاب من التعرف على توقعاتك. 
• اطلب من الطلاب استخدام المجلات ومخططات الجدولة وأدوات التخطيط الأخرى لتخطيط وتنفيذ تطوير المشروع أثناء قيامهم بتصميم حلول لمشاكل العالم الحقيقي المعقدة عن طريق تقسيم المشكلات إلى مشكلات أصغر وأكثر قابلية للإدارة يمكن حلها من خلال الهندسة (معيار NGS: HS) -ETS1-2).
• تحسين مهارات الاتصال والتعاون من خلال السماح للطلاب بتقديم العروض لبعضهم البعض وطلب التعليقات.  
• السماح للطلاب بتوصيل عملياتهم ونتائج عملية التصميم بأكملها باستخدام الوسائل اللفظية والرسومية والكمية والافتراضية والمكتوبة و/أو النماذج ثلاثية الأبعاد (معيار STL: 11.R).
• ذكّر الطلاب في بداية المشروع المفتوح 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 والمقايضات ذات الأولوية التي تأخذ في الاعتبار مجموعة من القيود، بما في ذلك التكلفة والسلامة والموثوقية والجماليات، بالإضافة إلى التأثيرات الاجتماعية والثقافية والبيئية المحتملة ( معيار NGS: HS-ETS1-3).
• اطرح أسئلة على الطلاب من شأنها أن تساعدهم على التفكير في المعرفة السابقة التي تعلموها في هذا الفصل وغيره من الفصول.
• اسمح لمعلمي الرياضيات والعلوم و/أو معلمي طلابك الآخرين بمعرفة ما يعمل عليه الطلاب في صفك حتى يتمكنوا من المساعدة و/أو تقديم التوجيه والاقتراحات.

• توفير الوقت للبحث حتى يتمكن الطلاب من شرح حلولهم، وتقييم التصميمات الحالية، وجمع البيانات، وتوصيل عملياتهم ونتائجهم وإرفاق أي بحث علمي ضروري أو مفاهيم أو مهارات رياضية (معيار STL: 9.I).
• شجع الطلاب على البحث عن طرق متعددة لحل المشكلة.  فيما يتعلق باستكشاف الأخطاء وإصلاحها، قم بخلق جو من التعلم حيث من المتوقع أن "يفشل" الطلاب في البداية. يعد "الفشل للأمام" (استخدام الفشل كوسيلة للمضي قدمًا نحو النجاح) مهارة حياتية قيمة. 
• إشراك الطلاب في عملية التصميم. إن القيام بذلك يسمح لهم بالمشاركة بنشاط في تحديد المشكلة، والعصف الذهني، والتحقيق في البحث وتوليد الأفكار، وتحديد المعايير وتحديد القيود، واختيار نهج لحل المشكلة، واختبار التصميم وتقييمه، وتحسين التصميم، وتطويره، وتوصيل العمليات. والنتائج (STL: المعيار 8.H).
• تزويد الطلاب بفرصة اتباع إجراء معقد متعدد الخطوات بدقة عند إجراء التجارب أو أخذ القياسات أو أداء المهام الفنية أو الاهتمام بالحالات الخاصة أو الاستثناءات (معيار CCS: RST.9-10.3).  ثم شجعهم على تحسين التصميمات/العملية لضمان الجودة والكفاءة والإنتاجية للمنتج النهائي (STL: المعيار 11.0).
• تحسين مهارات القراءة الفنية لدى الطلاب من خلال التأكد من قدرتهم على تحديد معنى الرموز والمصطلحات الرئيسية والكلمات والعبارات الأخرى الخاصة بالمجال عند استخدامها في سياق علمي أو تقني محدد ذي صلة بمستوى صفهم الدراسي (معايير CCS: RST.9) -10.4 & RST.11-12.4).

روابط لأنشطة العينة