Bildungsrobotik mit Ingenieurwesen 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. Robotik ist stets interdisziplinär und für Studierende greifbar und anwendbar. 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. 

Pädagogische Robotik ist ein großartiger Kontext, in dem Studenten den Prozess des technischen Entwurfs üben können, und bietet den Studenten auch einen Kontext, in dem sie ihre technischen mündlichen und schriftlichen Kommunikationsfähigkeiten entwickeln und verfeinern können. Während des Designprozesses haben die Studierenden auch die Freiheit, wertvolle Fähigkeiten durch Problemlösung, Fehlerbehebung, Forschung und Entwicklung sowie Erfindungen und Innovationen zu verbessern.  Sie lernen, innerhalb von Einschränkungen zu arbeiten, mehrere Lösungen für Probleme zu identifizieren und durch Iteration die bestmögliche Lösung zu finden.

Tipps, Vorschläge, & einige mögliche Standards zum Ziel

• Organisieren Sie Ihr Klassenzimmer, um projektbasiertes Lernen (PBL) zu erleichtern, und lassen Sie die Schüler in Teams zusammenarbeiten, um das Projekt abzuschließen. Geben Sie zu Beginn des Projekts Rubriken sowohl für die Zusammenarbeit als auch für das zu liefernde Projekt an, damit die Studierenden Ihre Erwartungen erkennen. 
• Lassen Sie die Schüler Tagebücher, Planungsdiagramme und andere Planungstools verwenden, um die Projektentwicklung zu planen und durchzuführen, während sie Lösungen für komplexe reale Probleme entwerfen, indem sie die Probleme in kleinere, besser beherrschbare Probleme zerlegen, die durch Ingenieurwesen gelöst werden können (NGS-Standard: HS). -ETS1-2).
• Verbessern Sie die Kommunikations- und Zusammenarbeitsfähigkeiten, indem Sie den Schülern die Möglichkeit geben, sich gegenseitig zu präsentieren und um Feedback zu bitten.  
• Ermöglichen Sie den Studierenden, ihre Prozesse und Ergebnisse des gesamten Designprozesses mit verbalen, grafischen, quantitativen, virtuellen und schriftlichen Mitteln und/oder dreidimensionalen Modellen zu kommunizieren (STL-Standard: 11.R).
• 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. Förderung der Bewertung verschiedener Lösungen für komplexe reale Probleme auf der Grundlage priorisierter Kriterien und Kompromisse, die eine Reihe von Einschränkungen berücksichtigen, darunter Kosten, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Ästhetik sowie mögliche soziale, kulturelle und ökologische Auswirkungen ( NGS-Standard: HS-ETS1-3).
• Stellen Sie den Schülern Fragen, die ihnen helfen, das in diesem und anderen Kursen erworbene Vorwissen zu berücksichtigen.
• Teilen Sie den Mathematik-, Naturwissenschafts- und/oder anderen Lehrern Ihrer Schüler mit, woran die Schüler in Ihrer Klasse arbeiten, damit sie ihnen helfen und/oder Anleitungen und Vorschläge geben können.

• Geben Sie Zeit für die Recherche, damit die Studierenden ihre Lösungen erläutern, bestehende Designs bewerten, Daten sammeln, ihre Prozesse und Ergebnisse kommunizieren und alle notwendigen wissenschaftlichen Forschungs- oder mathematischen Konzepte oder Fähigkeiten beifügen können (STL-Standard: 9.I).
• Ermutigen Sie die Schüler, nach mehreren Möglichkeiten zur Lösung eines Problems zu suchen.  Schaffen Sie im Hinblick auf die Fehlerbehebung eine Lernatmosphäre, in der von den Studierenden erwartet wird, dass sie zunächst „scheitern“. „Vorwärts scheitern“ (Misserfolg als Weg zum Erfolg nutzen) ist eine wertvolle Lebenskompetenz. 
• Tauchen Sie die Schüler in den Designprozess ein. Auf diese Weise können sie sich aktiv an der Definition eines Problems, dem Brainstorming, der Untersuchung von Forschungsergebnissen und der Generierung von Ideen, der Identifizierung von Kriterien und der Festlegung von Einschränkungen, der Auswahl eines Lösungsansatzes für das Problem, dem Testen und Bewerten des Entwurfs, der Verfeinerung des Entwurfs, seiner Entwicklung und der Kommunikation von Prozessen beteiligen und Ergebnisse (STL: Standard 8.H).
• Geben Sie den Studierenden die Möglichkeit, ein komplexes mehrstufiges Verfahren bei der Durchführung von Experimenten, der Durchführung von Messungen oder der Durchführung technischer Aufgaben genau zu befolgen und dabei Sonderfälle oder Ausnahmen zu berücksichtigen (CCS-Standard: RST.9-10.3).  Ermutigen Sie sie dann, die Designs/den Prozess zu verfeinern, um Qualität, Effizienz und Produktivität des Endprodukts sicherzustellen (STL: Standard 11.0).
• Verbessern Sie die technischen Lesefähigkeiten der Schüler, indem Sie sicherstellen, dass sie die Bedeutung von Symbolen, Schlüsselbegriffen und anderen domänenspezifischen Wörtern und Phrasen bestimmen können, wenn sie in einem spezifischen wissenschaftlichen oder technischen Kontext verwendet werden, der für ihre Klassenstufe relevant ist (CCS-Standards: RST.9 -10,4 & RST.11-12,4).

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