Propojení vzdělávací robotiky s inženýrstvím

Robotika není jen budoucnost, ale je i přítomností. Tím, že se studenti seznámí s programováním, senzory a automatizací, zdokonalí kritické dovednosti výpočetního myšlení potřebné k úspěchu jak v pracovní síle 21. století, tak v každodenním životě. Z akademického hlediska poskytuje vzdělávací robotika širokou škálu vzdělávacích příležitostí, protože disciplína má jako předpoklady STEM (věda, technologie, inženýrství a matematika) a dokonce i STEAM (věda, technologie, inženýrství, umění a matematika). Robotika je vždy interdisciplinární způsoby, které jsou hmatatelné a použitelné pro studenty. Činnosti zahrnující vzdělávací robotiku navíc vyžadují, aby studenti spolupracovali, přemýšleli výpočetně, řešili problémy (identifikovali a řešili problémy) a inovovali, což jsou základní dovednosti pro profesionály 21. století. 

Vzdělávací robotika je skvělým kontextem pro to, aby si studenti procvičili proces inženýrského navrhování, a také poskytuje studentům kontext pro rozvoj a zdokonalování jejich technických verbálních a písemných komunikačních dovedností. Prostřednictvím procesu návrhu mají studenti také svobodu zdokonalovat cenné dovednosti s řešením problémů, řešením problémů, výzkumem a vývojem a vynálezy a inovacemi.  Učí se pracovat v rámci omezení, identifikovat více řešení problémů a najít nejlepší možné řešení pomocí iterací.

Tipy, návrhy, & potenciální standardy, na které se zaměřit

• Uspořádejte svou třídu tak, abyste usnadnili projektové učení (PBL) a nechte studenty, aby na dokončení projektu spolupracovali v týmech. Na začátku projektu poskytněte rubriky jak pro společné úsilí, tak pro dosažitelný projekt, aby studenti poznali vaše očekávání. 
• Požádejte studenty, aby používali časopisy, plánovací tabulky a další plánovací nástroje k plánování a provádění vývoje projektu při navrhování řešení složitých problémů v reálném světě rozdělením problémů na menší, lépe zvládnutelné problémy, které lze vyřešit pomocí inženýrství (standard NGS: HS -ETS1-2).
• Zlepšete komunikační dovednosti a schopnosti spolupráce tím, že umožníte studentům vzájemně se prezentovat a žádat o zpětnou vazbu.  
• Umožněte studentům komunikovat své procesy a výsledky celého procesu navrhování pomocí verbálních, grafických, kvantitativních, virtuálních a písemných prostředků a/nebo trojrozměrných modelů (standard STL: 11.R).
• Připomeňte studentům na začátku projektu s otevřeným koncem, že bude existovat více než jedno „správné“ řešení a že konstruktivní kritika má za cíl zlepšit projekty, ne je kritizovat. Podporujte hodnocení různých řešení složitých problémů reálného světa na základě prioritních kritérií a kompromisů, které zohledňují řadu omezení, včetně nákladů, bezpečnosti, spolehlivosti a estetiky, jakož i možné sociální, kulturní a environmentální dopady ( Norma NGS: HS-ETS1-3).
• Pokládejte studentům otázky, které jim pomohou zvážit předchozí znalosti získané v této a jiných třídách.
• Dejte učitelům matematiky, přírodních věd a/nebo dalším učitelům vašich studentů vědět, na čem studenti ve vaší třídě pracují, aby vám mohli pomoci a/nebo poskytnout rady a návrhy.

• Poskytněte čas na výzkum, aby studenti mohli vysvětlit svá řešení, zhodnotit existující návrhy, shromáždit data, sdělit své procesy a výsledky a připojit jakýkoli nezbytný vědecký výzkum nebo matematické koncepty nebo dovednosti (standard STL: 9.I).
• Povzbuďte studenty, aby hledali více způsobů řešení problému.  S ohledem na odstraňování problémů vytvořte atmosféru učení, kde se očekává, že studenti zpočátku „selhají“. "Neúspěch vpřed" (používání neúspěchu jako cesty k úspěchu) je cenná životní dovednost. 
• Ponořte studenty do procesu navrhování. To jim umožňuje aktivně se zapojit do definování problému, brainstormingu, zkoumání výzkumu a generování nápadů, určování kritérií a specifikací omezení, výběru přístupu k řešení problému, testování a hodnocení návrhu, dolaďování návrhu, jeho vývoje a komunikace procesů. a výsledky (STL: standard 8.H).
• Poskytnout studentům příležitost přesně sledovat složitý vícekrokový postup při provádění experimentů, měření nebo provádění technických úkolů, ošetřování speciálních případů nebo výjimek (standard CCS: RST.9-10.3).  Poté je povzbuďte, aby vylepšili návrhy/proces, aby byla zajištěna kvalita, účinnost a produktivita konečného produktu (STL: standard 11.0).
• Zlepšete technické čtenářské dovednosti studentů tím, že zajistíte, že budou schopni určit význam symbolů, klíčových pojmů a dalších slov a frází specifických pro doménu, když se používají ve specifickém vědeckém nebo technickém kontextu relevantním pro jejich ročník (standardy CCS: RST.9 -10,4 & RST.11-12,4).

Odkazy na ukázkové aktivity