Propojení vzdělávací robotiky s matematikou

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. Akademicky studium vzdělávací robotiky poskytuje 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 robotiku navíc vyžadují, aby studenti spolupracovali, počítali, řešili problémy (identifikovali a řešili problémy) a inovovali – to jsou základní dovednosti pro profesionály 21. století. 

Vzdělávací robotika je skvělý způsob, jak učinit matematiku pro studenty smysluplnější. Roboti poskytují „háček“, který studentům umožňuje spojit se se světem matematiky a ponořit se do něj tím, že uplatní své dovednosti v prostředí reálného světa. Studenti se pak mohou naučit oceňovat hodnotu matematiky ve svém každodenním životě.

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

• Uspořádejte svou třídu tak, abyste usnadnili projektové učení (PBL) a nechte studenty spolupracovat v týmech na dokončení robotických projektů. Na začátku projektu poskytněte rubriky jak pro společné úsilí, tak pro dosažitelný projekt, aby studenti poznali vaše očekávání. 
• Nechte studenty používat deníky, plánovací tabulky a další plánovací nástroje k plánování a realizaci vývoje projektu. Tyto plánovací materiály by měly být místem, kde mohou studenti ukázat část matematiky, která je součástí jejich řešení. 
• Umožněte studentům komunikovat své procesy a výsledky celého procesu navrhování pomocí verbálních, grafických, kvantitativních, virtuálních a písemných prostředků a/nebo trojrozměrných modelů (STL standard 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4).
• Zlepšete komunikační dovednosti a schopnosti spolupráce tím, že umožníte studentům vzájemně se prezentovat a žádat o zpětnou vazbu.  
• 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. 
• Pokládejte studentům otázky, které jim pomohou zvážit předchozí znalosti získané v této a jiných třídách.   
• Dejte učitelům techniky, vědy nebo jiným učitelům svých 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 stávající 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“. Umožníte tím studentům porozumět problémům a vytrvat při jejich řešení (CCSS.Math.Practice.MP1).  "Neúspěch vpřed" je cenná životní dovednost. 
• Povzbuďte studenty, aby dbali na přesnost (CCSS.Math.Practice.MP6) tím, že zdokonalíte své návrhy a zajistíte kvalitu, efektivitu a produktivitu jejich finálního projektu (standard STL 11.0).
• Zdůrazněte studentům koncepty algebry a geometrie zahrnuté v jejich řešeních. Například zjištění nastavení výkonu, běhu času nebo ujeté vzdálenosti při běhu motorů robota na kolech vyžaduje algebru. Při zjišťování vzdálenosti zatáčky uplatňují své chápání úhlů. 
• Zdůrazněte důležitost poměrů a proporcí v rámci vzdělávací robotiky. Vzdálenost, kterou urazí robot na kolech, je úměrná obvodu jeho kol. Studenti budou muset vypočítat obvod kola, aby mohli vypočítat počet otáček kola, které potřebují k naprogramování svých robotů k pohybu.
• Nedovolte studentům používat metody hádání a kontroly k programování svých robotů. Studenti budou ve výchozím nastavení hádat a kontrolovat zadané hodnoty pro pohyb a otáčení, pokud neznají lepší a jednodušší způsob, jak být přesní. Důrazem na výpočty, aby mohli své roboty správně naprogramovat hned napoprvé (viz předchozí dvě odrážky), podtrhnete snazší a efektivnější přístup k programování.

Odkazy na ukázkové aktivity