शैक्षिक रोबोटिक्स क्यों पढ़ाएं?

पिछले कई वर्षों में, शैक्षिक रोबोटिक्स में रुचि बढ़ी है क्योंकि शिक्षक और स्कूल डिजाइन, इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी सिखाने के लिए व्यावहारिक और आकर्षक तरीके प्रदान करने केरोबोटिक्स की क्षमता को अपना रहे हैं ^{विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और गणित (एसटीईएम) क्षेत्रों में करियर बनाने के लिए छात्रों को प्रोत्साहित करने और उन्हें प्रोत्साहित करने के एक तरीके के रूप मेंदेखाहै, शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग अब अधिक किफायती और मजबूत है, जिसका श्रेय इस माध्यम पर दिए गए बढ़ते ध्यान और निवेश को जाता है। परिणामी तकनीकी प्रगति इस उपकरण की पहुंच में बहुत योगदान देती हैiii. वास्तव में, कुछ लोगों का मानना ​​है कि रोबोटिक्स अब कक्षा में वैसी ही भूमिका निभा रहा है जैसी कभी कंप्यूटर निभाता था,}शुरुआत 90 के दशक के आरंभ में हुई और कक्षाओं में सीडी-रोम और माइक्रोसॉफ्ट पावरपॉइंट का प्रयोग शुरू हुआ

शैक्षिक रोबोटिक्स की बढ़ती उपस्थिति के साथ महत्वपूर्ण प्रश्न भी सामने आ रहे हैं। इस नये और रोमांचक उपकरण के सर्वोत्तम उपयोग क्या हैं? हम सर्वोत्तम प्रथाएँ कैसे स्थापित कर सकते हैं? हम कक्षा में शैक्षिक रोबोटिक्स के उद्देश्य की अवधारणा कैसे बनाते हैं? ये प्रश्न पहली नज़र में जितने जटिल लगते हैं, उससे कहीं अधिक जटिल हो सकते हैं। और इनका उत्तर देने पर पहले से अधिक प्रश्न उत्पन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, क्या छात्र अपने विचारों और सोच को प्रदर्शित करने के लिए शैक्षिक रोबोटिक्स को एक माध्यम के रूप में उपयोग करते हैं, या क्या छात्र माध्यम के साथ अंतःक्रिया करके विचार और सोच का सृजन करते हैं? क्या शैक्षिक रोबोटिक्स छात्रों के लिए अपनी योग्यता दिखाने का एक तरीका है, या क्या यह एक बुनियादी ढांचा है जिस पर छात्र नई योग्यताएं बनाते हैं^बनाम? शायद कक्षा में कंप्यूटर के उपयोग के पहलू पर विचार करने से इस विषय पर अधिक प्रकाश डालने में मदद मिल सकती है।

किसी माध्यम का दायरा उसके अनुप्रयोग के आधार पर भिन्न हो सकता है। चित्रकला को एक माध्यम के रूप में देखा जा सकता है, जिसका उपयोग बाड़ या सिस्टिन चैपल को चित्रित करने के लिए किया जा सकता है। एक माध्यम के रूप में कंप्यूटर की बहुमुखी प्रतिभा, यकीनन, और भी अधिक व्यापक है; कंप्यूटर का उपयोग कक्षा में बहुत सीमित दायरे में किया जा सकता है, या तो कैलकुलेटर के रूप में या वर्ड प्रोसेसर के रूप में, फिर भी इसे संचार के एक शक्तिशाली साधन के रूप में देखा और अपनाया जाता है। जैसा कि मार्क गुज़्डियल ने बताया है, कंप्यूटर कोके प्रिंटिंग प्रेस के आधुनिक^{के रूप में समझा जा सकता है, और अन्य डोमेन के बारे में सोचने के तरीके के रूप में भी। इस प्रकार, कंप्यूटर मॉडलिंग और एल्गोरिदम जैसी प्रौद्योगिकियों}गणित और विज्ञान के क्षेत्रों की हमारी समझ पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा है

तो फिर, शैक्षिक रोबोटिक्स का दायरा क्या है? शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग पूर्व-निर्मित वस्तुओं के रूप में किया जा सकता है जो बहुत विशिष्ट कार्य करते हैं, जबकि कुछ शैक्षिक रोबोटिक्स प्रणालियाँ छात्रों को उनके सीखने की रूपरेखा तैयार करने में सक्रिय भागीदार बनने की अनुमति देती हैं - साथ ही कम्प्यूटेशनल कलाकृतियों के निर्माता भी, उन उपकरणों के निष्क्रिय उपयोगकर्ताओं के बजाय जिन्हें दूसरों ने उनके लिए बनाया है^viii. इससे शिक्षकों के लिए अद्वितीय अवसर उपलब्ध होते हैं। इस प्रकार शैक्षिक रोबोटिक्स एक ऐसा माध्यम बन जाता है जो विद्यार्थियों को सीखने में अपनी आवाज और पसंद का प्रयोग करने का अवसर प्रदान करता है और उन्हें न केवल समस्या समाधान में, बल्कि समस्या खोजने, समस्या निर्माण, समस्या विश्लेषण, तथा समस्या समाधान प्रयासों की योजना और निगरानी में भी संलग्न करता है। शैक्षिक रोबोटिक्स तब, कुछ अधिक बड़ा हो जाता है - छात्रों को उन चुनौतियों की जटिलता के लिए तैयार करने का एक माध्यम जो उन्हें उन नौकरियों के लिए तैयार करती हैं जो वर्तमान में^{नहीं हैं, और व्यापक स्पेक्ट्रम}वीं सदी के कौशल से संबंधित अन्य मूल्यवान निपुणताओं (जैसे संचार और सहयोग) को शामिल करने का एक तरीका भी।

शैक्षिक रोबोटिक्स के माध्यम को क्रियान्वित करने के लिए स्कूलों द्वारा किए गए प्रयासों से, इन पहलों को संचालित करने वाली विभिन्न प्रेरणाओं के साथ-साथ अनेक अभिव्यक्तियाँ भी सामने आई हैं। कुछ स्कूल इस उपकरण का उपयोग एकल कंप्यूटर विज्ञान या STEM पाठ्यक्रम के एकीकृत भाग के रूप में करते हैं, जबकि अन्य स्कूल पारंपरिक विषयों के पूरक के रूप में इस आधुनिक समाधान का उपयोग करते हैं। फिर भी अन्य स्कूल इनका उपयोग स्कूल के बाद की गतिविधियों के रूप में करते हैं, जो छात्रों की भागीदारी और संलग्नता बढ़ाने के लिए “गेमिंग” और प्रतियोगिताओं के प्रेरक प्रभावों का लाभ उठाते हैं। जिस प्रकार स्कूलों ने कंप्यूटर के उपयोग को महंगे कैलकुलेटर तक सीमित न रखने की सीख दी है, उसी प्रकार शैक्षिक रोबोटिक्स के उपयोग को भी कथित बाधाओं द्वारा सीमित नहीं किया जाना चाहिए।

शैक्षिक रोबोटिक्स के निम्नलिखित उपयोगों पर विस्तार से विचार करना उचित है:

• हमारी दुनिया को समझना
• एकीकृत STEM शिक्षा को नए तरीकों से पढ़ाना
• कम्प्यूटेशनल थिंकिंग सिखाना
• पुनरावृत्ति के साथ सहज होना और असफलता से सीखना
• भविष्य की नौकरियों के बारे में जानना और उनसे परिचित होना

हमारी दुनिया को समझने के लिए

विज्ञान प्राकृतिक दुनिया की व्याख्या है। वैज्ञानिक रूप से साक्षर छात्र विज्ञान की अवधारणाओं और प्रथाओं दोनों को समझने में सक्षम होते हैं। इसलिए, छात्रों को विज्ञान पढ़ाने से उन्हें उस दुनिया को समझने का अवसर मिलता है जिसमें वे रहते हैं। यही कारण है कि पूरे देश में हाई स्कूल के पाठ्यक्रम में खगोल विज्ञान, जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान जैसे विषय शामिल हैं। लेकिन रोबोटिक्स का क्या? स्पष्टतः, रोबोट हमारे दैनिक जीवन में प्रचलित हैं, और यह प्रचलन^xदर से बढ़ रहा है। रोबोट से जुड़ी प्रौद्योगिकी में सुधार के कारण गणना शक्ति और डेटा भंडारण में तेजी से वृद्धि हुई ^{इसके परिणामस्वरूप रोबोट अन्य रोबोटों के अनुभवों से सीखने और निर्णय लेने में सक्षम हो गए हैं। रोबोट अब साधारण कार्य करने वाली मशीनें नहीं रह गयी हैं। इसके अतिरिक्त, रोबोट और रोबोट प्रौद्योगिकी की मांग सभी उद्योगों में बढ़ रही है। हां, कारखाने कई रोबोटों के घर हैं, लेकिन रोबोट अब शैक्षिक और मनोरंजन के क्षेत्रों में भी अधिक आम हो गए हैं। यह बहुत संभव है कि निकट भविष्य में रोबोट बुजुर्ग आबादी के कई सदस्यों को अपने घरों में स्वतंत्र रूप से रहने में सहायता}रहे हों, इस प्रकार "सह-रोबोट" का एक नया क्षेत्र तैयार हो रहा हो

स्कूलों में, सही रूप से, उन ग्रहों और तारों के बारे में पढ़ाया जाता है जो प्रकाश वर्ष दूर हैं…लेकिन उस प्रौद्योगिकी के बारे में नहीं पढ़ाया जाता है जिसके साथ कई लोग दैनिक आधार पर संपर्क करते हैं। यह एक चुनौती है, लेकिन एक अवसर भी है। शिक्षा विज्ञान और नवाचार को प्रेरित करती है। जीव विज्ञान का अध्ययन बेहतर उपचार और बीमारियों और रोगों के उन्मूलन की ओर अग्रसर है^xiii. यदि रोबोटिक्स हमारे स्कूलों में एक मुख्य शैक्षणिक विषय बन जाए, तो इसका भी ऐसा ही प्रभाव हो सकता है।

एकीकृत STEM शिक्षा को नए तरीकों से पढ़ाना

शैक्षिक शोधकर्ताओं का सुझाव है कि शिक्षक अक्सर STEM विषयों में संबंध बनाने के लिए संघर्ष करते हैं^xiv. यह स्कूलों के लिए एक चुनौती प्रस्तुत करता है, क्योंकि अगली पीढ़ी के विज्ञान मानकों में विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रों में व्यापक अवधारणाएं शामिल हैं। इसलिए, छात्रों को अक्सर अलग-अलग पढ़ाए गए अवधारणाओं को एकीकृत संदर्भ में स्थानांतरित करने में कठिनाई होगी, जिसे वे मूल्यांकन परीक्षाओं में देखेंगे। वैज्ञानिक अवधारणाओं को अलग-थलग करके पढ़ाने का एक और अनपेक्षित परिणाम यह है कि इससे एक ऐसा शिक्षण वातावरण निर्मित हो जाता है, जहां विद्यार्थी विमुख हो जाते हैं। वे अपने दैनिक जीवन में विज्ञान के जो प्रामाणिक उदाहरण देखते हैं, उनमें STEM विषयों में गहन एकीकरण है, न कि विलक्षणता। STEM शिक्षा का लक्ष्य छात्रों को विभिन्न विषयों के भीतर और उनके बीच सूचना को व्यवस्थित करने में सहायता करना है, ताकि वे इस सूचना के भीतर गहरी, संरचनात्मक समानताओं और पैटर्नों को पहचानने और तर्क करने में सक्षम हो सकें; इसका परिणाम आदर्श रूप से ज्ञान के इस संगठन को रोजमर्रा की जिंदगी में जटिल स्थितियों और समस्याओं पर लागू करने की क्षमता केमें सामने आता है

शैक्षिक रोबोटिक्स शिक्षकों और स्कूलों के लिए एक सुविधाकर्ता के रूप में कार्य करके इन चुनौतियों का समाधान करने में मदद कर सकता है, क्योंकि वे STEM शिक्षण को व्यवस्थित करना चाहते हैं। चूंकि शैक्षिक रोबोटिक्स का दायरा एक खिलौने से कहीं आगे तक जाता है, जिसे सरल निर्देश दिए जा सकते हैं, शैक्षिक रोबोटिक्स का उपयोग करने वाली कक्षाएं छात्रों को मजबूत इंजीनियरिंग और प्रोग्रामिंग चुनौतियां प्रदान कर सकती हैं।

कम्प्यूटेशनल सोच सिखाने के लिए

पिछले 10 वर्षों के दौरान, कम्प्यूटेशनल थिंकिंग की लोकप्रियता और^{-12 कक्षाओं में समावेशन में वृद्धि हुई है} कम्प्यूटेशनल थिंकिंग को अगली पीढ़ी के विज्ञान मानकों के भाग के रूप में तथा वास्तविक दुनिया के गणित और विज्ञान के एक अनिवार्य भाग के रूप में शामिल किया गया है। कम्प्यूटेशनल सोच को व्यापक रूप से^{भी STEM कक्षा का एक अभिन्न अंग माना जाता है}

स्कूलों के अंदर और बाहर, एक अवधारणा के रूप में कम्प्यूटेशनल सोच की लोकप्रियता में वृद्धि के कारण स्कूलों ने अपने विद्यार्थियों को कम्प्यूटेशनल सोच को एकीकृत करने और सिखाने के लिए प्रभावी उपकरण खोजने का प्रयास किया है। इसी प्रकार का लक्ष्य कक्षाओं में भागीदारी को व्यापक बनाना है - विशेष रूप से कंप्यूटर विज्ञान - जो कम्प्यूटेशनल सोच पर गहन रूप से ध्यान केंद्रित करता है; इस विषय क्षेत्र में लैंगिक अंतर को संबोधित करना भी एक सतत लक्ष्य रहा है। वर्तमान में, एपी परीक्षा देने वालों में लड़कियोंसंख्या लगभग आधी है, लेकिन एपी कंप्यूटर विज्ञान की कक्षाएं लेने वालों में उनकी संख्या केवल 25% है

शैक्षिक रोबोटिक्स कम्प्यूटेशनल सोच सिखाने के लिए एक प्रभावी उपकरण हो सकता है, साथ ही भागीदारी लक्ष्यों को व्यापक बनाने में भी मदद कर सकता है।^{xx xxi} शैक्षिक रोबोटिक्स में हाल की प्रगति ने लागत को कम कर दिया है और उपयोग में आसानी को बढ़ा दिया है, जिससे वे छात्रों के लिए अधिक सुलभ हो गए हैं और अमूर्त STEM अवधारणाओं को सीखने के लिए उत्तरोत्तर एक विश्वसनीय तरीके के रूप में बदल गए हैं। इस प्रकार, कंप्यूटर विज्ञान और रोबोटिक्स के बीच संबंध स्पष्ट है; छात्रों के पास कक्षा में और प्रतियोगिता के मैदान में जटिल कार्य करने के लिए अपने रोबोट को प्रोग्राम करने की क्षमता है। यद्यपि जटिल कार्यों का निष्पादन ही अंतिम लक्ष्य हो सकता है, लेकिन साधन में इन कार्यों को छोटे-छोटे भागों में विभाजित करना और फिर उन्हें एक साथ जोड़कर समाधान तैयार करना शामिल है। कक्षाओं में, उस प्रक्रिया का ढांचा अत्यंत महत्वपूर्ण है, और एक बार फिर, शैक्षिक रोबोटिक्स जटिल कार्यों के विघटन और ढांचे दोनों को सुविधाजनक बनाने में प्रभावी हो सकता है, परिणामस्वरूप, रोबोट कम्प्यूटेशनल सोच सिखाने के लिए एक प्रभावी उपकरण हो सकते हैं, जैसा कि प्रारंभिक साक्ष्य दर्शाते हैं।^{xxii xxiii} कम्प्यूटेशनल सोच के प्रभावी शिक्षण के परिणामस्वरूप विभिन्न डोमेन में कम्प्यूटेशनल सोच को लागू करने की क्षमता भी विकसित होती है। सामान्यीकृत कम्प्यूटेशनल चिंतन कौशल को प्रभावी ढंग से सिखाने की क्षमता, साथ ही इन क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले छात्रों को विविधता लाने में मदद करने के तरीके प्रदान करना, शैक्षिक रोबोटिक्स को स्कूलों में कम्प्यूटेशनल चिंतन के एकीकरण और सभी के लिए कंप्यूटर विज्ञान आंदोलन में एक महत्वपूर्ण योगदानकर्ता बनाता है।

पुनरावृत्ति के साथ सहज होना और असफलता से सीखना

इंजीनियरिंग डिजाइन और वैज्ञानिक पद्धति संबंधित घटनाएं हैं, लेकिन उनमें महत्वपूर्ण अंतर हैं। विज्ञान में, सामान्य नियमों को खोजने पर जोर दिया जाता है जो हमारी दुनिया और ब्रह्मांड की गतिविधियों का वर्णन करते, जबकि इंजीनियरिंग में किसी विशेष समस्या का समाधान ढूंढना शामिल होता है जो उस समस्या में निहित सभी बाधाओं को संतुष्ट करता है ^{कुछ लोगों ने इस अंतर को इस कहावत के साथ संक्षेपित किया है कि "वैज्ञानिक जांच करते हैं लेकिन इंजीनियर निर्माण करते हैं"xxv रचनात्मक प्रक्रिया पर विचार करते समय, हमें पुनरावृत्ति पर इसकी अक्सर महत्वपूर्ण निर्भरता को पहचानना चाहिए।}

कई पुनरावृत्तियाँ इंजीनियरिंग विचारों और गतिविधियों के लिए महत्वपूर्ण हैं जो कुछ उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं, चाहे वह ग्राहकों की अपेक्षाओं को पूरा करना/उन्नत करना हो या प्रतिस्पर्धी चुनौती में भाग लेना हो। शैक्षिक रोबोटिक्स गतिविधियों में निहित आवश्यक बहु पुनरावृत्तियों को छात्रों की रुचि और निरंतर संलग्नता बनाए रखने में सक्षम माना गया है।^xxvi इसके अलावा, रोबोटिक्स किट की संरचना, जिसमें कई अलग-अलग टुकड़े होते हैं जिन्हें जल्दी से जोड़ा और फिर अलग किया जा सकता है, पुनरावृत्ति की प्रवृत्ति को बढ़ावा देता है। क्योंकि कई पुनरावृत्तियाँ अक्सर "प्रयास करो, फिर से प्रयास करो" के महत्वपूर्ण जीवन सबक को संबोधित करती हैं, इसलिए छात्रों को यह सीखने से बहुत लाभ होता है कि "विफलताओं" को प्रक्रिया के एक भाग के रूप में स्वीकार किया जा सकता है। इस उपकरण के सहायक लाभों पर अधिक अमूर्त दृष्टि डालने से प्राप्त एक अन्य व्यापक रूप से लागू होने वाला सबक यह है कि शैक्षिक रोबोटिक्स में सरलतम चुनौतियों के लिए भी अनेक समाधान प्रस्तुत करने की प्रवृत्ति है। एक छात्र के क्षितिज को इससे अधिक व्यापक क्या कर सकता है कि उसे यह एहसास हो कि एक ही समस्या के वास्तव में अनेक समाधान हैं? हमने देखा है कि इससे दिलचस्प लाभ हुए हैं: छात्रों द्वारा शिक्षकों से फीडबैक मांगने की संभावना बढ़ गई है और छात्रों द्वारा जो सीखा जा रहा है उसे महत्वपूर्ण समझने की संभावना भी बढ़ गई है।^xxvii लाभ और भी बढ़ जाते हैं - शिक्षकों द्वारा छात्रों को इस तरह से शामिल करने से छात्रों की आत्म-प्रभावकारिता में वृद्धि हो सकती है, जो असफलता से सीखने की इच्छा को बढ़ाने वाला प्रमुख तत्व है।^xxviii

भविष्य की नौकरियों के बारे में जानने और उनसे परिचित होने के लिए

परिवर्तन, जो हमारा एकमात्र स्थिर तत्व है, कार्य की प्रकृति के लिए कोई अजनबी नहीं है। 1900 में, लगभग 40% अमेरिकी कार्यबल खेतों पर काम करता था। आज यह संख्या केवल 2% है।xxix यदि यह बहुत पुरानी बात लगती है, तो विचार करें कि 50 वर्ष पहले तक, औसत कर्मचारी को अपने कार्यदिवस के दौरान पढ़ने या लिखने की आवश्यकता नहीं होती थी।^xxx आज की स्थिति को ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के इंजीनियरिंग विज्ञान विभाग द्वारा 2013 में किए गए एक बहुचर्चित और बहुचर्चित अध्ययन में दर्शाया जा सकता है, जिसमें अनुमान लगाया गया है कि वर्तमान में 47% नौकरियाँ स्वचालन के कारण समाप्त होने का खतरा है।^xxxi

कल की नौकरी विनाश और नौकरी सृजन की सामान्य उथल-पुथल के विपरीत, वर्तमान चिंताओं का एक महत्वपूर्ण अंतर "नौकरी ध्रुवीकरण" है। यह शब्द रोजगार के अवसरों के खत्म होने पर लागू होता है, जिसका अर्थ है कि उच्च कौशल और निम्न कौशल वाली नौकरियों की मांग अधिक है, लेकिन मध्यम-कुशल और मध्यम-मजदूरी वाली नौकरियों के अवसरों में गिरावट आई है।^xxxii इस महत्वपूर्ण समस्या का पता नियमित कार्य के स्वचालन से लगाया जा सकता है, और इसका उत्तर वृद्धि की दिशा में रचनात्मक रूप से काम करके स्वचालन की अनिवार्यता को स्वीकार करना है। इन लहरों पर सफलतापूर्वक सवार होने वाले व्यवसाय वे हैं जो लचीलेपन और तरलता के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, प्रौद्योगिकी के साथ काम करना सीखते हैं, न कि इसकी भयावह उपस्थिति और प्रभाव से भागते हैं या इसके खिलाफ विद्रोह करते हैं।^xxxiii शिक्षकों के रूप में, यह महत्वपूर्ण है कि हम भी रचनात्मक रूप से प्रतिक्रिया दें, भविष्य की अनिश्चितता के लिए अभिनव समाधानों की खोज करें। यह प्राथमिक और माध्यमिक शिक्षा प्रणालियों पर निर्भर है कि वे भविष्य की वास्तविकताओं को स्वीकार करें, तथा प्रासंगिक और मूल्यवान कौशल सिखाएं, जो वर्तमान स्थिति में, उन चीजों का अर्थ हो सकता है जिनमें कंप्यूटर अच्छे नहीं हैं। इनमें रचनात्मकता, पारस्परिक कौशल और समस्या समाधान शामिल हैं, ये सभी कौशल शैक्षिक रोबोटिक्स के परिष्कृत उपयोग से विकसितजा सकते हैं

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