Bildungsrobotik mit Wissenschaft verbinden

Robotik ist nicht nur die Zukunft, sondern auch die Gegenwart. Indem sie die Schüler mit Programmierung, Sensoren und Automatisierung vertraut machen, verbessern sie kritische Fähigkeiten im rechnerischen Denken, die für den Erfolg sowohl in der Arbeitswelt als auch im Alltag des 21. Jahrhunderts erforderlich sind. Akademisch gesehen bietet die Bildungsrobotik eine Vielzahl von Lernmöglichkeiten, da die Disziplin MINT (Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik) und sogar MINT (Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen, Kunst und Mathematik) voraussetzt. Bildungsrobotik ist immer interdisziplinär und auf eine für Studierende greifbare und anwendbare Weise ausgerichtet. Darüber hinaus erfordern Aktivitäten im Zusammenhang mit Bildungsrobotik, dass die Schüler zusammenarbeiten, rechnerisch denken, Fehler suchen (Probleme identifizieren und lösen) und Innovationen entwickeln, was grundlegende Fähigkeiten für Fachkräfte des 21. Jahrhunderts sind. 

Im naturwissenschaftlichen Unterricht kann die Bildungsrobotik als Kontext für die Vermittlung grundlegender wissenschaftlicher Methoden und Praktiken genutzt werden, beispielsweise der wissenschaftlichen Methode, der Beobachtung, des Experimentierens, der Datenerfassung und -analyse. Es ermöglicht auch Untersuchungen angewandter physikalischer und mechanischer Konzepte, des Systemdenkens und natürlich der künstlichen Intelligenz. Das Studium des Roboters und seiner Funktionsweise könnte auch ein Forschungsgegenstand im naturwissenschaftlichen Unterricht sein, aber pädagogische Robotik ist nicht das Studium der Robotik um der Robotik willen. Dabei handelt es sich um den Einsatz eines Roboters als pädagogisches Werkzeug zum Erlernen der Praktiken und Konzepte der Wissenschaft.  

Tipps, Vorschläge, & einige potenzielle Standards, auf die man abzielen kann

• Organisieren Sie Ihr Klassenzimmer, um projektbasiertes Lernen (PBL) zu erleichtern, und lassen Sie die Schüler in Teams zusammenarbeiten, um Projekte abzuschließen. Geben Sie zu Beginn des Projekts Rubriken sowohl für die Zusammenarbeit als auch für die zu erbringenden Ergebnisse an, damit die Studierenden Ihre Erwartungen erkennen. 
• Lassen Sie die Schüler Tagebücher, Planungsdiagramme und andere Planungstools verwenden, um die Projektentwicklung zu planen und durchzuführen.
• Verbessern Sie die Kommunikations- und Zusammenarbeitsfähigkeiten, indem Sie den Schülern die Möglichkeit geben, sich gegenseitig zu präsentieren und um Feedback zu bitten.
• Erinnern Sie die Schüler zu Beginn eines Projekts mit offenem Ende daran, dass es mehr als eine „richtige“ Lösung geben wird und dass konstruktive Kritik darauf abzielt, Projekte zu verbessern und nicht, sie zu kritisieren. 
• Stellen Sie den Schülern Fragen, die ihnen helfen, das in diesem und anderen Kursen erworbene Vorwissen zu berücksichtigen.
• Teilen Sie den Mathematik-, Technologie- oder anderen Lehrern Ihrer Schüler mit, woran die Schüler in Ihrer Klasse arbeiten, damit sie ihnen helfen und/oder Anleitungen und Vorschläge geben können.

• Nutzen Sie Interaktionen zwischen dem Roboter und seiner Umgebung, um Bewegung und Stabilität, Kräfte und Wechselwirkungen sowie Energieänderungen innerhalb von Systemen zu untersuchen (NGS-Standards: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Nutzen Sie die drahtlosen Fähigkeiten des Roboters, um Wellen und ihre Anwendungen in Technologien zur Informationsübertragung zu untersuchen (NGS-Standards: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Nutzen Sie Tests des Roboters als Gelegenheit zum Experimentieren und zur Datenerfassung. Wenn Sie beispielsweise ein Programm ausführen, mit dem der Roboter ein Objekt aufnimmt und es mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und unterschiedlich hohen Klauenarmen durch den Raum bewegt, während alle anderen Variablen konstant gehalten werden, könnte mindestens ein 3-Stufen-System erstellt werden (schnell, gleichmäßig usw.). langsame Geschwindigkeiten) durch 3-stufiges Experiment (hoch, mittel und niedrig) mit Potenzialen für sowohl Haupteffekte als auch eine Interaktion bei der Messung der Stabilität des Roboters. Stabilität kann durch die Klasse operativ definiert werden, um sie zu messen, oder sogar vereinfacht darauf, ob der Roboter kippt oder nicht.
• Organisieren Sie einfache Experimente mit einer Variablen, damit weniger erfahrene Schüler die Auswirkungen verschiedener Merkmale des Roboteraufbaus auf seine Geschwindigkeit, Stabilität und/oder Stärke untersuchen. 
• Erleichtern Sie Untersuchungen, bei denen Schüler den Aufbau eines Roboters ändern oder einen neuen Roboter erstellen, der die Kraft auf ein makroskopisches Objekt während einer Kollision minimiert (NGS-Standard: HS-PS2-3).  

• Bitten Sie Studententeams, einen Roboter zu entwerfen und zu bauen, der die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Umwelt und die Artenvielfalt verringern könnte. Lassen Sie Teams die Entwürfe anderer Teams und die Auswirkungen diskutieren, die dieser Entwurf haben würde, um ihre Prototypen weiter zu verfeinern (NGS-Standards: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

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