Connecter la robotique éducative à l’ingénierie

La robotique n’est pas seulement l’avenir, mais 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 sur le marché du travail du 21e siècle et dans la vie quotidienne. Sur le plan académique, la robotique éducative offre une grande variété d'opportunités d'apprentissage car la discipline a comme prérequis STEM (sciences, technologie, ingénierie et mathématiques) et même STEAM (sciences, technologie, ingénierie, art et mathématiques). La robotique est toujours interdisciplinaire d'une manière tangible et applicable aux étudiants. De plus, les activités impliquant la robotique éducative nécessitent que les étudiants collaborent, réfléchissent de manière informatique, dépannent (identifient et résolvent des problèmes) et innovent, ce qui constitue des compétences fondamentales pour les professionnels du 21e siècle. 

La robotique éducative est un excellent contexte pour permettre aux étudiants de pratiquer le processus de conception technique, et elle fournit également un contexte permettant aux étudiants de développer et d'affiner leurs compétences techniques en communication verbale et écrite. Grâce au processus de conception, les étudiants ont également la liberté de perfectionner leurs compétences précieuses en matière de résolution de problèmes, de dépannage, de recherche et développement, d'invention et d'innovation.  Ils apprennent à travailler sous 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 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 étudiants reconnaissent vos attentes. 
• Demandez aux étudiants 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 grâce à 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 l'évaluation de diverses solutions à des problèmes complexes du monde réel sur la base de critères et de compromis hiérarchisés qui tiennent compte d'une gamme 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 étudiants qui les aideront à prendre en compte les connaissances antérieures acquises dans ce cours et dans d’autres.
• Informez les enseignants de mathématiques, de sciences et/ou autres de vos élèves sur ce sur quoi les élèves travaillent dans votre classe afin qu'ils puissent vous aider et/ou fournir des conseils et des suggestions.

• Prévoir 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 joindre toute recherche scientifique ou concept ou compétence mathématique nécessaire (norme STL : 9.I).
• Encouragez les élèves à rechercher plusieurs façons de résoudre un problème.  En ce qui concerne le dépannage, créez une atmosphère d'apprentissage dans laquelle les élèves sont censés « échouer » au début. « Échouer » (utiliser l’échec comme moyen d’avancer vers le succès) est une compétence précieuse dans la vie. 
• Plongez 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 d'exécution 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 en 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 lorsqu'ils sont utilisés dans un contexte scientifique ou technique spécifique correspondant à leur niveau scolaire (Normes CCS : RST.9 & RST.11-12.4).

Liens vers des exemples d'activités