Conectando la robótica educativa con la ciencia

La robótica no es solo 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 del siglo XXI como en la vida cotidiana. 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 siempre es 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 ser utilizada como contexto para la enseñanza de 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 de sistemas 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 bien de la robótica. Es el uso de un robot como herramienta pedagógica para aprender sobre las prácticas y conceptos de la ciencia. 

Consejos, sugerencias, & algunos estándares potenciales para orientar

• 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 de colaboración como para el entregable al comienzo del proyecto para que los estudiantes reconozcan sus expectativas.
• Haga que los estudiantes usen diarios, tablas de programación y otras herramientas de planificación para planificar y ejecutar el desarrollo del proyecto.
• Mejore las habilidades de comunicación y colaboración al permitir que los estudiantes se presenten entre sí y pidan 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 ayuden a considerar los conocimientos previos aprendidos en esta y otras clases.
• Deje que los maestros de matemáticas, tecnología u otros de sus estudiantes sepan en qué están trabajando los estudiantes en su clase para que puedan ayudar y / o brindar 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 para la transferencia de información (Estándares NGS: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Utilice las pruebas del robot como oportunidades para la experimentación y la recopilación de datos. Por ejemplo, ejecutar un programa para que el robot levante un objeto y lo mueva a través de la habitación a diferentes velocidades con su brazo de garra a diferentes alturas mientras mantiene todas las demás variables constantes podría crear al menos 3 niveles (rápido, constante y velocidades lentas) por 3 niveles (elevado alto, medio y bajo) experimentan con potenciales tanto para los efectos principales como para una interacción al medir la estabilidad del robot. La estabilidad puede ser definida operativamente por la clase para medirla, o incluso simplificarse a si el robot se inclina o no.
• Organice experimentos simples de una sola variable para que los estudiantes con menos experiencia investiguen los efectos de las diferentes características de la estructura del robot en 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 pueda 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 tendría el diseño para refinar aún más sus prototipos (Estándares NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4) .

Enlaces a actividades de muestra