शैक्षिक रोबोटिक्स को कंप्यूटर विज्ञान से जोड़ना

रोबोटिक्स न केवल भविष्य है, बल्कि यह वर्तमान भी है। छात्रों को प्रोग्रामिंग, सेंसर और स्वचालन से परिचित कराकर, वे 21वीं सदी के कार्यबल और रोजमर्रा की जिंदगी में सफल होने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण कम्प्यूटेशनल सोच कौशल को निखारते हैं। शैक्षणिक दृष्टि से, शैक्षिक रोबोटिक्स विविध प्रकार के सीखने के अवसर प्रदान करता है, क्योंकि इस विषय में STEM (विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और गणित) और यहां तक ​​कि STEAM (विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग, कला और गणित) भी पूर्वापेक्षाएं हैं। शैक्षिक रोबोटिक्स हमेशा अंतःविषयक होता है जो छात्रों के लिए मूर्त और लागू होता है। इसके अतिरिक्त, शैक्षिक रोबोटिक्स से संबंधित गतिविधियों के लिए यह आवश्यक है कि छात्र सहयोग करें, कम्प्यूटेशनल रूप से सोचें, समस्या निवारण करें (समस्याओं की पहचान करें और उन्हें हल करें) और नवाचार करें - ये सभी 21वीं सदी के पेशेवरों के लिए मूलभूत कौशल हैं।

रोबोटिक्स अपनी प्रोग्रामिंग और सॉफ्टवेयर क्षमताओं के लिए कंप्यूटर विज्ञान पर बहुत अधिक निर्भर करता है। शैक्षिक रोबोटिक्स, छात्रों के लिए प्रोग्रामिंग को अधिक मूर्त बनाकर इस बात पर प्रकाश डालता है, क्योंकि वे भौतिक रोबोटों के साथ अंतःक्रिया करते हैं, तथा उनके रोबोट एक-दूसरे के साथ और/या पर्यावरण के साथ अंतःक्रिया करते हैं। शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग छात्रों के कार्यक्रम नियोजन, स्यूडोकोड, फ्लोचार्ट और कम्प्यूटेशनल सोच कौशल को और निखारने के लिए किया जा सकता है। एक भौतिक रोबोट विद्यार्थियों को यह सोचने के लिए प्रेरित करता है कि डिजिटल जानकारी किस प्रकार संग्रहीत, संसाधित, संप्रेषित और पुनर्प्राप्त की जाती है।

युक्तियाँ, सुझाव, & लक्षित करने के लिए कुछ संभावित मानक

• प्रोजेक्ट-आधारित शिक्षण (पीबीएल) को सुविधाजनक बनाने के लिए अपनी कक्षा को व्यवस्थित करें और छात्रों को प्रोजेक्ट पूरा करने के लिए टीमों में सहयोग करने के लिए कहें। परियोजना के आरंभ में सहयोगात्मक प्रयासों और वितरण योग्य परियोजना दोनों के लिए रूब्रिक्स प्रदान करें ताकि छात्र आपकी अपेक्षाओं को पहचान सकें। 
• छात्रों को परियोजना विकास की योजना बनाने और उसे क्रियान्वित करने के लिए जर्नल, शेड्यूलिंग चार्ट और अन्य नियोजन उपकरणों का उपयोग करने को कहें। टीमों को जटिल कार्यक्रमों के विकास में पाठ, ग्राफिक्स, प्रस्तुतीकरण और/या प्रदर्शनों का उपयोग करके डिजाइन निर्णयों का दस्तावेजीकरण करना चाहिए (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-23)। 
• किसी खुले-अंत वाली परियोजना के आरंभ में विद्यार्थियों को याद दिलाएं कि एक से अधिक "सही" समाधान होंगे तथा रचनात्मक आलोचना का उद्देश्य परियोजनाओं में सुधार करना है, न कि उनकी आलोचना करना। 
• विद्यार्थियों से ऐसे प्रश्न पूछें जिनसे उन्हें इस कक्षा तथा अन्य कक्षाओं में सीखे गए पूर्व ज्ञान पर विचार करने में मदद मिलेगी।
• अपने विद्यार्थियों के गणित, प्रौद्योगिकी या अन्य शिक्षकों को बताएं कि आपकी कक्षा में विद्यार्थी क्या काम कर रहे हैं, ताकि वे सहायता कर सकें और/या मार्गदर्शन और सुझाव दे सकें।
• ऐसी परियोजनाएं प्रस्तुत करें जो विद्यार्थी टीमों को रोबोट की डिजाइनिंग और/या प्रोग्रामिंग के माध्यम से समस्याओं को हल करने के लिए प्रेरित करें (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-09)। जब संभव हो, तो टीमों को उनकी रुचि के आधार पर स्वयं के लिए हल करने हेतु समस्या चुनने और परिभाषित करने दें (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-13)। टीमों को निर्देश आरंभ करने के लिए घटनाओं का उपयोग करके अपने कम्प्यूटेशनल समाधानों को डिजाइन और पुनरावृत्त रूप से विकसित करना चाहिए (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-16)। 
• टीमों के लिए उत्पन्न होने वाली समस्याओं का समाधान न करें। इसके बजाय, उन्हें अपनी त्रुटियों की पहचान करने और उन्हें ठीक करने के लिए व्यवस्थित समस्या निवारण रणनीति विकसित करने में सहायता करें (सीएसटीए मानक: 3ए-सीएस-03)। टीमों को हमेशा परीक्षण मामलों की एक श्रृंखला का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहित करें ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि कोई प्रोग्राम अपने डिजाइन विनिर्देशों (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-21) के अनुसार कार्य करता है। कार्यक्रम के चरण-दर-चरण विश्लेषण और अप्रत्याशित सुधार योग्य व्यवहार के अभ्यास के माध्यम से छात्रों का मार्गदर्शन करें। 
• छात्रों को किसी समस्या को हल करने के लिए कई तरीके खोजने के लिए प्रोत्साहित करें।  समस्या निवारण के संबंध में, सीखने का ऐसा माहौल बनाएं जहां छात्रों से पहले "असफल" होने की उम्मीद की जाए। "आगे बढ़ते हुए असफल होना" एक मूल्यवान जीवन कौशल है। 
• जब टीमें प्रोटोटाइप पूरा कर लें, तो उन्हें अपना काम पूरी कक्षा के सामने प्रस्तुत करना चाहिए और पूरी कक्षा को काल्पनिक उपयोगकर्ता के रूप में कार्य करने देना चाहिए (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-19)। इसके बाद वे उन्हें आगे विकसित करने के लिए एक सॉफ्टवेयर जीवनचक्र प्रक्रिया का पालन कर सकते हैं (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-17)। इससे टीमों को अपने कार्यक्रमों और रोबोटों का मूल्यांकन करने और उन्हें परिष्कृत करने में मदद मिलेगी, जिससे वे अधिक उपयोगी और सुलभ बन सकें (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-21)।
• अपने विद्यार्थियों को विकास प्रक्रिया के दौरान उपलब्ध किसी भी सहयोगी उपकरण का उपयोग करने की अनुमति दें (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-22)। इन उपकरणों में सोशल मीडिया भी शामिल हो सकता है, खासकर यदि ये प्लेटफॉर्म विभिन्न संस्कृति और करियर क्षेत्रों में लोगों के बीच संपर्क बढ़ाते हैं (सीएसटीए मानक: 3ए-आईसी-27)। उदाहरण के लिए, टीमें फीडबैक के लिए अन्य कक्षाओं के छात्रों के समक्ष अपनी परियोजनाएं प्रस्तुत करने के लिए स्काइप कॉल स्थापित कर सकती हैं।
• अपने विद्यार्थियों को एल्गोरिदम के बारे में उनकी दक्षता, शुद्धता और स्पष्टता के संदर्भ में गंभीरतापूर्वक सोचने के कौशल को निखारने दें, ताकि वे स्वयं तथा अन्य टीमों को बेहतर फीडबैक दे सकें (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-11)। ऐसा करने का एक तरीका यह है कि आप एक चर्चा का नेतृत्व करें जिसमें आप कोड समीक्षा (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-23) जैसी प्रक्रिया के माध्यम से किसी प्रोग्राम के प्रमुख गुणों का मूल्यांकन करें।
• शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग जटिल समस्याओं की भौतिकता को उजागर करने के अवसर के रूप में करें, जैसे कि भूलभुलैया से गुजरना या कक्षा के चारों ओर व्यवहारों के अनुक्रम को पूरा करना। हल की जाने वाली बड़ी समस्या के घटकों को दृष्टिगत रूप से ढूंढने और अलग करने में सक्षम होने से छात्रों को समस्याओं को छोटे घटकों में विघटित करने और प्रक्रियाओं, मॉड्यूल और/या वस्तुओं जैसे निर्माणों को लागू करने में अपने कौशल को निखारने में मदद मिलेगी (सीएसटीए मानक: 3ए-एपी-17)। इसके अलावा, जटिल समस्या में सामान्यीकरण योग्य पैटर्न को उजागर करें जिसे फिर समाधान पर लागू किया जा सके (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-15)।
• शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग करके उन तरीकों को उजागर करें जिनसे कंप्यूटिंग सिस्टम व्यक्तिगत, नैतिक, सामाजिक, आर्थिक और सांस्कृतिक प्रथाओं को रीडिंग, प्रस्तुतियों आदि के माध्यम से प्रभावित करते हैं (सीएसटीए मानक: 3ए-आईसी-24) जो यह भी बताते हैं कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता कई सॉफ्टवेयर और भौतिक प्रणालियों को कैसे संचालित करती है (सीएसटीए मानक: 3बी-एपी-08)। ऐसे कक्षा सत्रों के बाद एक अच्छा अनुवर्ती कदम यह होगा कि विद्यार्थियों से यह पूर्वानुमान लगाने को कहा जाए कि जिन कम्प्यूटेशनल और/या रोबोटिक्स नवाचारों पर हम वर्तमान में निर्भर हैं, वे भविष्य में हमारी आवश्यकताओं की पूर्ति के लिए किस प्रकार विकसित हो सकते हैं (सीएसटीए मानक: 3बी-आईसी-27)।

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