Conectando la robótica educativa con la ciencia

La robótica no es sólo el futuro, sino también el presente. Al familiarizar a los estudiantes con la programación, los sensores y la automatización, perfeccionan las habilidades críticas de pensamiento computacional necesarias para tener éxito tanto en la fuerza laboral como en la vida cotidiana del siglo XXI. Académicamente, la robótica educativa ofrece una amplia variedad de oportunidades de aprendizaje porque la disciplina tiene STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) e incluso STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas) como requisitos previos. La robótica educativa es siempre interdisciplinaria de manera tangible y aplicable a los estudiantes. Además, las actividades que involucran robótica educativa requieren que los estudiantes colaboren, piensen computacionalmente, solucionen problemas (identifiquen y resuelvan problemas) e innoven, que son habilidades fundamentales para los profesionales del siglo XXI. 

En las aulas de ciencias, la robótica educativa tiene el potencial de utilizarse como contexto para enseñar métodos y prácticas científicas fundamentales, como el método científico, la observación, la experimentación, la recopilación y el análisis de datos. También permite investigaciones de física aplicada y conceptos mecánicos, pensamiento sistémico y, por supuesto, inteligencia artificial. Estudiar el robot y su funcionamiento también podría ser una línea de investigación en un aula de ciencias, pero la robótica educativa no es el estudio de la robótica por el simple hecho de ser robótica. Es el uso de un robot como herramienta pedagógica para aprender sobre las prácticas y conceptos de la ciencia.  

Consejos, sugerencias y & estándares potenciales a los que apuntar

• Organice su aula para facilitar el aprendizaje basado en proyectos (PBL) y haga que los estudiantes colaboren en equipos para completar proyectos. Proporcione rúbricas tanto para los esfuerzos colaborativos como para el entregable al inicio del proyecto para que los estudiantes reconozcan sus expectativas. 
• Haga que los estudiantes utilicen diarios, cuadros de programación y otras herramientas de planificación para planificar y ejecutar el desarrollo del proyecto.
• Mejore las habilidades de comunicación y colaboración permitiendo que los estudiantes se presenten entre sí y soliciten comentarios.
• Recuerde a los estudiantes al comienzo de un proyecto abierto que habrá más de una solución "correcta" y que la crítica constructiva tiene como objetivo mejorar los proyectos, no criticarlos. 
• Haga preguntas a los estudiantes que les ayudarán a considerar los conocimientos previos aprendidos en esta y otras clases.
• Informe a los profesores de matemáticas, tecnología u otros profesores de sus alumnos en qué están trabajando los estudiantes en su clase para que puedan ayudarlos y/o brindarles orientación y sugerencias.

• Utilice las interacciones entre el robot y su entorno para investigar el movimiento y la estabilidad, las fuerzas y las interacciones, y los cambios de energía dentro de los sistemas (Estándares NGS: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Utilice las capacidades inalámbricas del robot para investigar ondas y sus aplicaciones en tecnologías de transferencia de información (Estándares NGS: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Utilice las pruebas del robot como oportunidades para experimentar y recopilar datos. Por ejemplo, ejecutar un programa para que el robot recoja un objeto y lo mueva a través de la habitación a diferentes velocidades con su brazo de garra a diferentes alturas mientras mantiene constantes todas las demás variables podría crear al menos un proceso de tres niveles (rápido, constante y constante). velocidades lentas) mediante un experimento de 3 niveles (elevado alto, medio y bajo) con potenciales tanto para los efectos principales como para una interacción al medir la estabilidad del robot. La estabilidad puede definirse operativamente por clase para medirla, o incluso simplificarse para determinar si el robot se inclina o no.
• Organice experimentos simples de una sola variable para que los estudiantes menos experimentados investiguen los efectos de diferentes características de la estructura del robot sobre su velocidad, estabilidad y/o fuerza. 
• Facilite investigaciones en las que los estudiantes modifiquen la construcción de un robot o creen un nuevo robot que minimice la fuerza sobre un objeto macroscópico durante una colisión (Estándar NGS: HS-PS2-3).  

• Pida a los equipos de estudiantes que diseñen y creen un robot que podría reducir los impactos de las actividades humanas en el medio ambiente y la biodiversidad. Haga que los equipos discutan los diseños de otros equipos y el impacto que ese diseño tendría para perfeccionar aún más sus prototipos (Estándares NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Enlaces a actividades de muestra