Connecter la robotique éducative à l'ingénierie

La robotique n'est pas seulement l'avenir, mais c'est aussi le présent. En familiarisant les étudiants avec la programmation, les capteurs et l'automatisation, ils perfectionnent les compétences de pensée informatique essentielles nécessaires pour réussir à la fois dans la main-d'œuvre du 21e siècle et dans la vie de tous les jours. Sur le plan académique, la robotique éducative offre une grande variété d'opportunités d'apprentissage car la discipline a STEM (Science, Technologie, Ingénierie et Mathématiques) et même STEAM (Science, Technologie, Ingénierie, Art et Mathématiques) comme conditions préalables. La robotique est toujours interdisciplinaire de manière tangible et applicable aux étudiants. De plus, les activités impliquant la robotique éducative nécessitent que les étudiants collaborent, pensent informatiquement, dépannent (identifient et résolvent les problèmes) et innovent, qui sont des compétences fondamentales pour les professionnels du 21e siècle.

La robotique éducative est un excellent contexte pour que les étudiants pratiquent le processus de conception technique, et fournit également un contexte aux étudiants pour développer et affiner leurs compétences techniques en communication verbale et écrite.Tout au long du processus de conception, les étudiants ont également la liberté d'acquérir des compétences précieuses en matière de résolution de problèmes, de dépannage, de recherche et développement, d'invention et d'innovation. Ils apprennent à travailler dans des contraintes, à identifier plusieurs solutions aux problèmes et à trouver la meilleure solution possible par itération.

Conseils, suggestions, & quelques normes potentielles à cibler

• Organisez votre salle de classe pour faciliter l'apprentissage par projet (PBL) et demandez aux élèves de collaborer en équipes pour mener à bien le projet. Fournissez des rubriques pour les efforts de collaboration et pour le projet livrable au début du projet afin que les élèves reconnaissent vos attentes.
• Demandez aux élèves d'utiliser des journaux, des tableaux de planification et d'autres outils de planification pour planifier et exécuter le développement de projets tout en concevant des solutions à des problèmes complexes du monde réel en décomposant les problèmes en problèmes plus petits et plus gérables qui peuvent être résolus par l'ingénierie (norme NGS : HS -ETS1-2).
• Améliorez les compétences de communication et de collaboration en permettant aux étudiants de se présenter les uns aux autres et de demander des commentaires.  
• Permettre aux étudiants de communiquer leurs processus et les résultats de l'ensemble du processus de conception à l'aide de moyens verbaux, graphiques, quantitatifs, virtuels et écrits, et/ou de modèles tridimensionnels (norme STL : 11.R).
• Rappelez aux élèves au début d'un projet ouvert qu'il y aura plus d'une solution « correcte » et que la critique constructive vise à améliorer les projets et non à les critiquer. Promouvoir les évaluations de diverses solutions à des problèmes complexes du monde réel sur la base de critères et de compromis hiérarchisés qui tiennent compte d'un éventail de contraintes, notamment le coût, la sécurité, la fiabilité et l'esthétique, ainsi que les impacts sociaux, culturels et environnementaux possibles ( Norme NGS : HS-ETS1-3).
• Posez des questions aux élèves qui les aideront à prendre en compte les connaissances antérieures acquises dans ce cours et dans d'autres.
• Informez les professeurs de mathématiques, de sciences et/ou d'autres enseignants de vos élèves de ce sur quoi les élèves travaillent dans votre classe afin qu'ils puissent aider et/ou fournir des conseils et des suggestions.

• Prévoyez du temps pour la recherche afin que les étudiants puissent expliquer leurs solutions, évaluer les conceptions existantes, collecter des données, communiquer leurs processus et leurs résultats et attacher toute recherche scientifique ou concepts ou compétences mathématiques nécessaires (norme STL : 9.I).
• Encouragez les élèves à chercher plusieurs façons de résoudre un problème. En ce qui concerne le dépannage, créez une atmosphère d'apprentissage où les étudiants sont censés « échouer » au début. « Echouer vers l'avant » (utiliser l'échec comme moyen d'avancer vers le succès) est une compétence de vie précieuse.
• Immerger les étudiants dans le processus de conception. Cela leur permet de s'engager activement dans la définition d'un problème, le brainstorming, l'investigation de la recherche et la génération d'idées, l'identification des critères et la spécification des contraintes, la sélection d'une approche pour résoudre le problème, le test et l'évaluation de la conception, l'affinement de la conception, son développement et la communication des processus et résultats (STL : norme 8.H).
• Offrir aux étudiants la possibilité de suivre avec précision une procédure complexe en plusieurs étapes lors de la réalisation d'expériences, de mesures ou de tâches techniques, en s'occupant de cas particuliers ou d'exceptions (norme CCS : RST.9-10.3). Encouragez-les ensuite à affiner les conceptions/processus pour garantir la qualité, l'efficacité et la productivité du produit final (STL : norme 11.0).
• Améliorer les compétences de lecture technique des élèves en s'assurant qu'ils peuvent déterminer la signification des symboles, des termes clés et d'autres mots et expressions spécifiques à un domaine tels qu'ils sont utilisés dans un contexte scientifique ou technique spécifique correspondant à leur niveau scolaire (Normes CCS : RST.9 -10.4 & RST.11-12.4).

Liens vers des exemples d'activités