Propojení vzdělávací robotiky s informatikou

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). Vzdělávací robotika je vždy interdisciplinární způsoby, které jsou hmatatelné a použitelné pro studenty. Činnosti zahrnující vzdělávací robotiku navíc vyžadují, aby studenti spolupracovali, počítali, řešili problémy (identifikovali a řešili problémy) a inovovali – to jsou základní dovednosti pro profesionály 21. století.

Robotika se pro své programovací a softwarové schopnosti silně spoléhá na informatiku. Vzdělávací robotika to pro studenty zdůrazňuje tím, že programování je hmatatelnější, protože interagují s fyzickými roboty a jak jejich roboti interagují mezi sebou navzájem a/nebo s prostředím. Vzdělávací robotiku lze použít k dalšímu zdokonalování dovedností studentů v plánování programů, pseudokódu, vývojových diagramech a výpočetním myšlení. Fyzický robot zapojuje studenty, aby přemýšleli o tom, jak jsou digitální informace ukládány, zpracovávány, komunikovány a získávány.

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. 
• Nechte studenty používat deníky, plánovací tabulky a další plánovací nástroje k plánování a realizaci vývoje projektu. Týmy by měly dokumentovat rozhodnutí o návrhu pomocí textu, grafiky, prezentací a/nebo demonstrací při vývoji komplexních programů (standard CSTA: 3A-AP-23). 
• 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 matematiky, technologie nebo jiným učitelům vašich studentů vědět, na čem studenti ve vaší třídě pracují, aby vám mohli pomoci a/nebo poskytnout rady a návrhy.
• Představte projekty, které podněcují studentské týmy k řešení problémů prostřednictvím návrhu a/nebo programování robota (CSTA Standard: 3B-AP-09). Pokud je to možné, nechte týmy, aby si na základě svých zájmů vybraly a definovaly problém, který si vyřeší samy (standard CSTA: 3A-AP-13). Týmy by měly navrhovat a opakovaně vyvíjet svá výpočetní řešení pomocí událostí k iniciaci instrukcí (standard CSTA: 3A-AP-16). 
• Neřešte problémy, které týmům vznikají. Místo toho jim pomozte vyvinout systematické strategie odstraňování problémů k identifikaci a opravě jejich vlastních chyb (CSTA Standard: 3A-CS-03). Vyzvěte týmy, aby vždy použily řadu testovacích případů k ověření, že program funguje podle specifikací návrhu (standard CSTA: 3B-AP-21). Proveďte studenty nácvikem analýzy programu krok za krokem a neočekávaným chováním, které je třeba opravit. 
• 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" je cenná životní dovednost. 
• Když týmy dokončí prototypy, nechte je prezentovat svou práci celé třídě a nechte třídu sloužit jako hypotetičtí uživatelé (CSTA Standard: 3A-AP-19). Poté mohou sledovat proces životního cyklu softwaru a dále je rozvíjet (CSTA Standard: 3B-AP-17). To týmům umožní vyhodnotit a zdokonalit své programy a roboty tak, aby byly použitelnější a přístupnější (standard CSTA: 3A-AP-21).
• Umožněte svým studentům používat jakékoli nástroje pro spolupráci dostupné během procesu vývoje (CSTA Standard: 3A-AP-22). Tyto nástroje by mohly zahrnovat i sociální média, zejména pokud tyto platformy zvyšují konektivitu lidí v různých oblastech kultury a kariéry (standard CSTA: 3A-IC-27). Týmy mohou například nastavit Skype hovor, aby představily své projekty studentům v jiných třídách, aby získali zpětnou vazbu.
• Nechte své studenty zdokonalit své dovednosti v kritickém myšlení o algoritmech z hlediska jejich účinnosti, správnosti a srozumitelnosti, aby mohli poskytovat lepší zpětnou vazbu vlastnímu i ostatním týmům (CSTA Standard: 3B-AP-11). Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je vést diskusi, ve které zhodnotíte klíčové vlastnosti programu prostřednictvím procesu, jako je kontrola kódu (CSTA Standard: 3B-AP-23).
• Využijte vzdělávací robotiku jako příležitost ke zdůraznění fyzičnosti složitých problémů, jako je pohyb v bludišti nebo provádění sekvencí chování ve třídě. Schopnost vizuálně lokalizovat a izolovat součásti většího problému, který je třeba vyřešit, pomůže studentům zdokonalit jejich dovednosti v rozkladu problémů na menší součásti a aplikovat konstrukce, jako jsou procedury, moduly a/nebo objekty (CSTA Standard: 3A-AP-17). . Dále zvýrazněte zobecnitelné vzorce v komplexním problému, které lze následně aplikovat na řešení (CSTA Standard: 3B-AP-15).
• Použijte vzdělávací robotiku ke zdůraznění způsobů, jakými počítačové systémy ovlivňují osobní, etické, sociální, ekonomické a kulturní praktiky prostřednictvím čtení, prezentací atd. (CSTA Standard: 3A-IC-24), které také popisují, jak umělá inteligence řídí mnoho softwaru a fyzické systémy (CSTA Standard: 3B-AP-08). Dobrým pokračováním takových třídních sezení by bylo požádat studenty, aby předpověděli, jak by se mohly vyvíjet počítačové a/nebo robotické inovace, na kterých jsme v současnosti závislí, aby vyhovovaly našim potřebám v budoucnu (CSTA Standard: 3B-IC-27).

Odkazy na ukázkové aktivity