Az oktatási robotika és a tudomány összekapcsolása

A robotika nem csak a jövő, hanem a jelen is. Azáltal, hogy megismertetik a hallgatókkal a programozást, az érzékelőket és az automatizálást, csiszolják azokat a kritikus számítási gondolkodási készségeket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy sikeresek legyenek a 21. századi munkaerőben és a mindennapi életben. Akadémiai szempontból az oktatási robotika a tanulási lehetőségek széles skáláját kínálja, mivel a tudományág előfeltétele a STEM (tudomány, technológia, mérnöki tudomány és matematika), sőt a STEAM (tudomány, technológia, mérnöki tudomány, művészet és matematika). Az oktatási robotika mindig interdiszciplináris, kézzelfogható és a diákok számára alkalmazható módon. Ezenkívül az oktatási robotikát magában foglaló tevékenységek szükségessé teszik, hogy a tanulók együttműködjenek, számítástechnikailag gondolkodjanak, hibaelhárítást végezzenek (a problémákat azonosítsák és megoldják) és innovációt végezzenek, amelyek a 21. századi szakemberek alapvető készségei. 

A természettudományos osztálytermekben az oktatási robotikát az alapvető tudományos módszerek és gyakorlatok, például a tudományos módszerek, megfigyelés, kísérletezés, adatgyűjtés és elemzés kontextusaként lehet felhasználni. Lehetővé teszi az alkalmazott fizika és mechanikai fogalmak, a rendszergondolkodás és természetesen a mesterséges intelligencia vizsgálatát is. A robot és működésének tanulmányozása egy természettudományos tanteremben is kérdéssor lehet, de az oktatási robotika nem a robotika tanulmányozása a robotika kedvéért. Ez a robot használata pedagógiai eszközként a tudomány gyakorlatainak és fogalmainak megismerésére.  

Tippek, javaslatok, & néhány lehetséges megcélozandó szabvány

• Szervezze meg osztálytermét a projektalapú tanulás (PBL) megkönnyítése érdekében, és kérje meg a diákokat, hogy csapatokban működjenek együtt a projektek végrehajtásában. A projekt elején adjon meg rubrikákat az együttműködési erőfeszítésekhez és a teljesítéshez, hogy a diákok felismerjék az Ön elvárásait. 
• A tanulók naplókat, ütemezési diagramokat és egyéb tervezési eszközöket használjanak a projektfejlesztés megtervezéséhez és végrehajtásához.
• Javítsa a kommunikációs és együttműködési készségeket azáltal, hogy lehetővé teszi a tanulók számára, hogy prezentáljanak egymásnak, és visszajelzést kérjenek.
• Emlékeztesd a tanulókat egy nyílt végű projekt elején, hogy egynél több „helyes” megoldás lesz, és hogy az építő kritika a projektek javítását szolgálja, nem pedig azokat. 
• Tegyen fel olyan kérdéseket a tanulóknak, amelyek segítenek átgondolni az ezen és más órákon elsajátított előzetes ismereteket.
• Tájékoztassa tanulói matematika-, technológia- vagy más tanárait, hogy a tanulók min dolgoznak az osztályában, hogy segítséget és/vagy útmutatást és javaslatokat nyújthassanak.

• Használja a robot és környezete közötti kölcsönhatásokat a mozgás és stabilitás, az erők és kölcsönhatások, valamint a rendszereken belüli energiaváltozások vizsgálatára (NGS szabványok: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Használja a robot vezeték nélküli képességeit a hullámok és azok információátviteli technológiákban való alkalmazásának vizsgálatára (NGS szabványok: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Használja a robot tesztelését kísérletezési és adatgyűjtési lehetőségként. Például egy olyan program futtatása, amely arra készteti a robotot, hogy felvesz egy tárgyat, és különböző magasságokban mozgatja a helyiségben, miközben az összes többi változót állandó értéken tartja, legalább 3 szintű (gyors, állandó és lassú sebességek) 3 fokozatban (magas, közepes és alacsony szintre emelve) kísérleteznek a fő hatások és a kölcsönhatás lehetőségeivel a robot stabilitásának mérése során. A stabilitást működésileg meghatározhatja az osztály, hogy meg lehessen mérni, vagy akár le is egyszerűsíthető, hogy a robot billen-e vagy sem.
• Szervezzen egyszerű egyváltozós kísérleteket, hogy a kevésbé tapasztalt tanulók megvizsgálják a robot felépítésének különböző jellemzőinek a sebességére, stabilitására és/vagy erejére gyakorolt ​​hatását. 
• Megkönnyíti azokat a vizsgálatokat, amelyek során a tanulók módosítják a robot felépítését vagy olyan új robotot hoznak létre, amely minimalizálja a makroszkopikus objektumra nehezedő erőt az ütközés során (NGS szabvány: HS-PS2-3).  

• Kérje meg a tanulócsapatokat, hogy tervezzenek és hozzanak létre egy olyan robotot, amely csökkentheti az emberi tevékenységek környezetre és biológiai sokféleségre gyakorolt ​​hatását. Kérje meg a csapatokat, hogy vitassák meg más csapatok terveit és a tervezés hatását prototípusaik további finomítása érdekében (NGS szabványok: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Linkek a minta tevékenységekhez