Az oktatási robotika összekapcsolása a mérnöki tudományokkal

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). A robotika mindig interdiszciplináris, kézzelfogható és a hallgatók 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. 

Az oktatási robotika nagyszerű kontextust biztosít a mérnöki tervezési folyamat gyakorlására, és kontextust biztosít a hallgatók számára technikai verbális és írásbeli kommunikációs készségeik fejlesztésére és finomítására. A tervezési folyamaton keresztül a hallgatók szabadon csiszolhatják értékes készségeiket problémamegoldás, hibaelhárítás, kutatás és fejlesztés, valamint feltalálás és innováció terén.  Megtanulnak korlátok között dolgozni, több megoldást találni a problémákra, és iteráción keresztül megtalálni a lehető legjobb megoldást.

Tippek, javaslatok, & néhány lehetséges cél

• Szervezze meg osztálytermét a projektalapú tanulás (PBL) megkönnyítése érdekében, és kérje meg a diákokat, hogy csapatokban működjenek együtt a projekt befejezésében. A projekt elején adjon meg rubrikákat az együttműködési erőfeszítésekhez és a megvalósítandó projekthez, hogy a diákok felismerjék az Ön elvárásait. 
• A hallgatók naplókat, ütemezési grafikonokat és egyéb tervezési eszközöket használjanak a projektfejlesztés megtervezéséhez és végrehajtásához, miközben megoldásokat terveznek összetett valós problémákra azáltal, hogy a problémákat kisebb, jobban kezelhető problémákra bontják, amelyek mérnöki úton megoldhatók (NGS szabvány: HS). -ETS1-2).
• Javítsa a kommunikációs és együttműködési készségeket azáltal, hogy lehetővé teszi a tanulók számára, hogy prezentáljanak egymásnak, és visszajelzést kérjenek.  
• Lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy kommunikálják folyamataikat és a teljes tervezési folyamat eredményeit verbális, grafikus, kvantitatív, virtuális és írásos eszközök és/vagy háromdimenziós modellek (STL szabvány: 11.R) segítségével.
• 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. Elősegíti a valós világban felmerülő összetett problémák különféle megoldásainak értékelését prioritási kritériumok és kompromisszumok alapján, amelyek számos korlátot – beleértve a költségeket, a biztonságot, a megbízhatóságot és az esztétikát –, valamint a lehetséges társadalmi, kulturális és környezeti hatásokat is figyelembe veszik ( NGS szabvány: HS-ETS1-3).
• Tegyen fel olyan kérdéseket a tanulóknak, amelyek segítenek átgondolni az ezen és más órákon elsajátított előzetes ismereteket.
• Tájékoztassa diákjai matematika-, természettudományos és/vagy más tanárait, hogy a tanulók min dolgoznak az osztályában, hogy segítséget és/vagy útmutatást és javaslatokat nyújthassanak.

• Hagyjon időt a kutatásra, hogy a hallgatók elmagyarázhassák megoldásaikat, értékelhessék a meglévő terveket, adatokat gyűjthessenek, közölhessék folyamataikat és eredményeiket, és csatolhassák a szükséges tudományos kutatási vagy matematikai fogalmakat vagy készségeket (STL szabvány: 9.I).
• Ösztönözze a tanulókat, hogy keressenek többféle módot a probléma megoldására.  A hibaelhárítással kapcsolatban olyan tanulási légkört kell teremteni, ahol a tanulóktól eleinte „bukás” várható. A „kudarc előrelépés” (a kudarc a siker felé való előrelépés módja) értékes életkészség. 
• Merítse a tanulókat a tervezési folyamatba. Ez lehetővé teszi számukra, hogy aktívan részt vegyenek egy probléma meghatározásában, ötletelésben, kutatásban és ötletek generálásában, kritériumok azonosításában és korlátok meghatározásában, a problémamegoldás megközelítésének kiválasztásában, a tervezés tesztelésében és értékelésében, a tervezés finomításában, fejlesztésében és a folyamatok kommunikációjában. és eredmények (STL: 8.H szabvány).
• Lehetőséget kell biztosítani a tanulóknak egy összetett többlépcsős eljárás precíz követésére kísérletek végzésekor, mérések végzésekor vagy műszaki feladatok elvégzése során, különös esetekre vagy kivételekre tekintettel (CCS szabvány: RST.9-10.3).  Ezután ösztönözze őket a tervek/folyamatok finomítására a végtermék minőségének, hatékonyságának és termelékenységének biztosítása érdekében (STL: 11.0 szabvány).
• Javítsa a tanulók technikai olvasási készségeit azáltal, hogy meg tudja határozni a szimbólumok, kulcskifejezések és más, a területre jellemző szavak és kifejezések jelentését, amint azokat az évfolyamuknak megfelelő tudományos vagy műszaki környezetben használják (CCS szabványok: RST.9). -10,4 & RST.11-12,4).

Linkek a minta tevékenységekhez