Verbindung von Bildungsrobotik mit Ingenieurwesen

Robotik ist nicht nur die Zukunft, sondern auch die Gegenwart. Indem sie die Schüler mit Programmierung, Sensoren und Automatisierung vertraut machen, verbessern sie die kritischen Fähigkeiten des rechnerischen Denkens, die für den Erfolg in der Arbeitswelt und im Alltag des 21. Jahrhunderts erforderlich sind. Aus akademischer Sicht bietet die Bildungsrobotik eine Vielzahl von Lernmöglichkeiten, da die Disziplin MINT (Wissenschaft, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik) und sogar MINT (Wissenschaft, Technik, Ingenieurwesen, Kunst und Mathematik) als Voraussetzung hat. Robotik ist immer interdisziplinär und für Studierende greifbar und anwendbar. Darüber hinaus erfordern Aktivitäten mit Lernrobotik, dass die Schüler zusammenarbeiten, rechnerisch denken, Fehler beheben (Probleme identifizieren und lösen) und Innovationen entwickeln, die grundlegende Fähigkeiten für Fachleute des 21. Jahrhunderts sind.

Die pädagogische Robotik ist ein großartiger Kontext, um den Studenten den Konstruktionsprozess zu üben, und bietet den Studenten auch einen Kontext, um ihre technischen verbalen und schriftlichen Kommunikationsfähigkeiten zu entwickeln und zu verfeinern.Durch den Designprozess haben die Studenten auch die Freiheit, wertvolle Fähigkeiten in den Bereichen Problemlösung, Fehlerbehebung, Forschung und Entwicklung sowie Erfindung und Innovation 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 potenzielle Standards für die Ausrichtung

• 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 gemeinsame Bemühungen als auch für das zu erbringende Projekt an, damit die Schüler Ihre Erwartungen erkennen.
• Lassen Sie die Schüler Zeitschriften, Zeitplanungsdiagramme und andere Planungstools verwenden, um die Projektentwicklung zu planen und auszuführen, während sie Lösungen für komplexe Probleme der realen Welt entwerfen, indem sie die Probleme in kleinere, leichter zu handhabende Probleme zerlegen, die durch Engineering gelöst werden können (NGS-Standard: HS .). -ETS1-2).
• Verbessern Sie die Kommunikations- und Zusammenarbeitsfähigkeiten, indem Sie es den Schülern ermöglichen, sich gegenseitig zu präsentieren und um Feedback zu bitten.  
• Ermöglichen Sie den Schülern, ihre Prozesse und Ergebnisse des gesamten Designprozesses mit verbalen, grafischen, quantitativen, virtuellen und schriftlichen Mitteln und/oder dreidimensionalen Modellen (STL-Standard: 11.R) zu kommunizieren.
• Erinnern Sie die Schüler zu Beginn eines offenen Projekts daran, dass es mehr als eine "richtige" Lösung geben wird und dass konstruktive Kritik dazu dient, Projekte zu verbessern, um sie nicht zu kritisieren. Förderung der Bewertungen verschiedener Lösungen für komplexe Probleme der realen Welt basierend auf priorisierten Kriterien und Kompromissen, die eine Reihe von Einschränkungen berücksichtigen, einschließlich Kosten, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Ästhetik sowie mögliche soziale, kulturelle und Umweltauswirkungen ( 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-, Naturwissenschaften- und/oder anderen Lehrern Ihrer Schüler mit, woran die Schüler in Ihrer Klasse arbeiten, damit sie helfen und/oder Anleitungen und Vorschläge machen können.

• Geben Sie Zeit für Forschung, damit die Studierenden ihre Lösungen erläutern, bestehende Designs bewerten, Daten sammeln, ihre Prozesse und Ergebnisse kommunizieren und alle erforderlichen wissenschaftlichen oder mathematischen Konzepte oder Fähigkeiten anbringen können (STL-Standard: 9.I).
• Ermutigen Sie die Schüler, nach mehreren Möglichkeiten zur Lösung eines Problems zu suchen. Schaffen Sie im Hinblick auf die Fehlersuche eine Lernatmosphäre, in der von den Schülern erwartet wird, dass sie zunächst „versagen“. „Vorwärts scheitern“ (Versagen als Weg zum Erfolg zu nutzen) ist eine wertvolle Lebenskompetenz.
• Tauchen Sie die Schüler in den Designprozess ein. Auf diese Weise können sie aktiv an der Definition eines Problems, Brainstorming, Recherche und Ideengenerierung, der Identifizierung von Kriterien und der Spezifizierung von Einschränkungen, der Auswahl eines Ansatzes zur Lösung des Problems, dem Testen und Bewerten des Designs, der Verfeinerung des Designs, seiner Entwicklung und der Kommunikation von Prozessen teilnehmen und Ergebnisse (STL: Standard 8.H).
• Bieten Sie den Studierenden die Möglichkeit, ein komplexes mehrstufiges Verfahren bei der Durchführung von Experimenten, Messungen oder technischen Aufgaben genau zu befolgen, Sonderfälle oder Ausnahmen zu behandeln (CCS-Standard: RST.9-10.3). Ermutigen Sie sie dann, das Design/den Prozess zu verfeinern, um die 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 Ausdrücken bestimmen können, wenn sie in einem bestimmten wissenschaftlichen oder technischen Kontext verwendet werden, der für ihre Klassenstufe relevant ist (CCS-Standards: RST.9 -10.4 & RST.11-12.4).

Links zu Beispielaktivitäten