Σύνδεση της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής με τη Μηχανική

Η ρομποτική δεν είναι μόνο το μέλλον, αλλά και το παρόν. Εξοικειώνοντας τους μαθητές με τον προγραμματισμό, τους αισθητήρες και τον αυτοματισμό, βελτιώνουν τις κρίσιμες δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης που είναι απαραίτητες για να επιτύχουν τόσο στο εργατικό δυναμικό του 21ου αιώνα όσο και στην καθημερινή ζωή. Ακαδημαϊκά, η εκπαιδευτική ρομποτική προσφέρει μια μεγάλη ποικιλία μαθησιακών ευκαιριών, επειδή ο κλάδος έχει ως προϋποθέσεις τις επιστήμες STEM (Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική και Μαθηματικά) και ακόμη και STEAM (Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική, Τέχνη και Μαθηματικά). Η ρομποτική είναι πάντα διεπιστημονική με τρόπους που είναι απτοί και εφαρμόσιμοι στους μαθητές. Επιπλέον, οι δραστηριότητες που αφορούν την εκπαιδευτική ρομποτική απαιτούν από τους μαθητές να συνεργάζονται, να σκέφτονται υπολογιστικά, να εντοπίζουν και να επιλύουν προβλήματα και να καινοτομούν, οι οποίες αποτελούν θεμελιώδεις δεξιότητες για τους επαγγελματίες του 21ου αιώνα. 

Η εκπαιδευτική ρομποτική αποτελεί ένα εξαιρετικό πλαίσιο για την εξάσκηση των μαθητών στη διαδικασία σχεδιασμού μηχανικής και παρέχει επίσης ένα πλαίσιο για να αναπτύξουν και να βελτιώσουν τις τεχνικές τους δεξιότητες προφορικής και γραπτής επικοινωνίας. Μέσω της διαδικασίας σχεδιασμού, οι μαθητές έχουν επίσης την ελευθερία να βελτιώσουν πολύτιμες δεξιότητες στην επίλυση προβλημάτων, την αντιμετώπιση προβλημάτων, την έρευνα και ανάπτυξη, καθώς και την εφεύρεση και την καινοτομία.  Μαθαίνουν να εργάζονται εντός περιορισμών, να εντοπίζουν πολλαπλές λύσεις σε προβλήματα και να βρίσκουν την καλύτερη δυνατή λύση μέσω επανάληψης.

Συμβουλές, προτάσεις, & μερικά πιθανά πρότυπα προς στόχευση

• Οργανώστε την τάξη σας έτσι ώστε να διευκολύνετε τη μάθηση μέσω έργων (PBL) και ζητήστε από τους μαθητές να συνεργαστούν σε ομάδες για να ολοκληρώσουν το έργο. Παρέχετε ρουμπρίκες τόσο για τις συνεργατικές προσπάθειες όσο και για το παραδοτέο έργο στην αρχή του έργου, ώστε οι μαθητές να αναγνωρίζουν τις προσδοκίες σας. 
• Ζητήστε από τους μαθητές να χρησιμοποιούν ημερολόγια, διαγράμματα προγραμματισμού και άλλα εργαλεία σχεδιασμού για να σχεδιάζουν και να εκτελούν την ανάπτυξη έργων καθώς σχεδιάζουν λύσεις σε σύνθετα προβλήματα του πραγματικού κόσμου, αναλύοντας τα προβλήματα σε μικρότερα, πιο διαχειρίσιμα προβλήματα που μπορούν να λυθούν μέσω της μηχανικής (Πρότυπο NGS: HS-ETS1-2).
• Βελτιώστε τις δεξιότητες επικοινωνίας και συνεργασίας επιτρέποντας στους μαθητές να παρουσιάζονται ο ένας στον άλλον και να ζητούν σχόλια.  
• Να επιτραπεί στους μαθητές να επικοινωνήσουν τις διαδικασίες και τα αποτελέσματα ολόκληρης της διαδικασίας σχεδιασμού χρησιμοποιώντας λεκτικά, γραφικά, ποσοτικά, εικονικά και γραπτά μέσα ή/και τρισδιάστατα μοντέλα (πρότυπο STL: 11.R).
• Υπενθυμίστε στους μαθητές στην αρχή ενός ανοιχτού έργου ότι θα υπάρχουν περισσότερες από μία «σωστές» λύσεις και ότι η εποικοδομητική κριτική έχει ως στόχο τη βελτίωση των έργων και όχι την κριτική τους. Προώθηση των αξιολογήσεων διαφόρων λύσεων σε σύνθετα προβλήματα του πραγματικού κόσμου με βάση κριτήρια ιεράρχησης προτεραιοτήτων και συμβιβασμούς που λαμβάνουν υπόψη μια σειρά περιορισμών, όπως το κόστος, η ασφάλεια, η αξιοπιστία και η αισθητική, καθώς και πιθανές κοινωνικές, πολιτιστικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις (Πρότυπο NGS: HS-ETS1-3).
• Κάντε ερωτήσεις στους μαθητές που θα τους βοηθήσουν να σκεφτούν τις προηγούμενες γνώσεις που απέκτησαν σε αυτό και σε άλλα μαθήματα.
• Ενημερώστε τους καθηγητές μαθηματικών, φυσικών επιστημών ή/και άλλων σχολείων των μαθητών σας με τι ασχολούνται οι μαθητές στην τάξη σας, ώστε να μπορούν να βοηθήσουν ή/και να παρέχουν καθοδήγηση και προτάσεις.

• Παρέχετε χρόνο για έρευνα, ώστε οι μαθητές να μπορούν να εξηγήσουν τις λύσεις τους, να αξιολογήσουν υπάρχοντα σχέδια, να συλλέξουν δεδομένα, να επικοινωνήσουν τις διαδικασίες και τα αποτελέσματά τους και να επισυνάψουν τυχόν απαραίτητες επιστημονικές ερευνητικές ή μαθηματικές έννοιες ή δεξιότητες (πρότυπο STL: 9.I).
• Ενθαρρύνετε τους μαθητές να αναζητήσουν πολλαπλούς τρόπους για να λύσουν ένα πρόβλημα.  Όσον αφορά την αντιμετώπιση προβλημάτων, δημιουργήστε μια ατμόσφαιρα μάθησης όπου οι μαθητές αναμένεται να «αποτύχουν» στην αρχή. Η «αποτυχία προς τα εμπρός» (χρήση της αποτυχίας ως τρόπου για να προχωρήσουμε προς την επιτυχία) είναι μια πολύτιμη δεξιότητα ζωής. 
• Βυθίστε τους μαθητές στη διαδικασία σχεδιασμού. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να συμμετέχουν ενεργά στον ορισμό ενός προβλήματος, στην ανταλλαγή ιδεών, στη διερεύνηση της έρευνας και στη δημιουργία ιδεών, στον προσδιορισμό κριτηρίων και στον καθορισμό περιορισμών, στην επιλογή μιας προσέγγισης για την επίλυση του προβλήματος, στη δοκιμή και αξιολόγηση του σχεδιασμού, στη βελτίωση του σχεδιασμού, στην ανάπτυξή του και στην επικοινωνία διαδικασιών και αποτελεσμάτων (STL: πρότυπο 8.H).
• Να παρέχεται στους μαθητές η ευκαιρία να ακολουθούν με ακρίβεια μια σύνθετη διαδικασία πολλαπλών βημάτων κατά την εκτέλεση πειραμάτων, τη λήψη μετρήσεων ή την εκτέλεση τεχνικών εργασιών, φροντίζοντας για ειδικές περιπτώσεις ή εξαιρέσεις (Πρότυπο CCS: RST.9-10.3).  Στη συνέχεια, ενθαρρύνετέ τους να βελτιώσουν τα σχέδια/διαδικασίες για να διασφαλίσουν την ποιότητα, την αποτελεσματικότητα και την παραγωγικότητα του τελικού προϊόντος (STL: πρότυπο 11.0).
• Βελτιώστε τις τεχνικές δεξιότητες ανάγνωσης των μαθητών διασφαλίζοντας ότι μπορούν να προσδιορίσουν την έννοια συμβόλων, βασικών όρων και άλλων λέξεων και φράσεων που αφορούν συγκεκριμένους τομείς, καθώς χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένο επιστημονικό ή τεχνικό πλαίσιο σχετικό με το επίπεδο της τάξης τους (Πρότυπα CCS: RST.9-10.4 & RST.11-12.4).

Σύνδεσμοι προς δείγματα δραστηριοτήτων