Menghubungkan Robotika Pendidikan dengan Sains

Robotika bukan hanya masa depan, tetapi juga masa kini. Dengan membiasakan siswa dengan pemrograman, sensor, dan otomatisasi, mereka mengasah keterampilan berpikir komputasional kritis yang dibutuhkan untuk berhasil di dunia kerja abad ke-21 dan kehidupan sehari-hari. Secara akademis, robotika pendidikan memberikan berbagai macam kesempatan belajar karena disiplin ilmu ini memiliki STEM (Sains, Teknologi, Teknik, dan Matematika) dan bahkan STEAM (Sains, Teknologi, Teknik, Seni, dan Matematika) sebagai prasyaratnya. Robotika pendidikan selalu bersifat interdisipliner dengan cara yang nyata dan dapat diterapkan kepada siswa. Selain itu, aktivitas yang melibatkan robotika pendidikan mengharuskan siswa berkolaborasi, berpikir komputasional, memecahkan masalah (mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah), dan berinovasi yang merupakan keterampilan mendasar bagi para profesional abad ke-21. 

Di kelas sains, robotika pendidikan berpotensi digunakan sebagai konteks untuk mengajarkan metode dan praktik ilmiah mendasar, seperti metode ilmiah, observasi, eksperimen, pengumpulan dan analisis data. Hal ini juga memungkinkan penyelidikan fisika terapan dan konsep mekanik, pemikiran sistem, dan tentu saja kecerdasan buatan. Mempelajari robot dan fungsinya juga bisa menjadi bidang penyelidikan di kelas sains, tetapi robotika pendidikan bukanlah studi robotika demi robotika. Ini adalah penggunaan robot sebagai alat pedagogis untuk mempelajari praktik dan konsep sains.  

Tips, saran, & beberapa standar potensial untuk ditargetkan

• Atur kelas Anda untuk memfasilitasi pembelajaran berbasis proyek (PBL) dan minta siswa berkolaborasi dalam tim untuk menyelesaikan proyek. Berikan rubrik untuk upaya kolaboratif dan untuk hasil yang diharapkan di awal proyek sehingga siswa memahami harapan Anda. 
• Mintalah siswa menggunakan jurnal, bagan penjadwalan, dan alat perencanaan lainnya untuk merencanakan dan melaksanakan pengembangan proyek.
• Tingkatkan keterampilan komunikasi dan kolaborasi dengan memungkinkan siswa untuk saling presentasi dan meminta umpan balik.
• Ingatkan siswa di awal proyek terbuka bahwa akan ada lebih dari satu solusi yang "benar" dan bahwa kritik yang membangun dimaksudkan untuk meningkatkan proyek, bukan untuk mengkritiknya. 
• Ajukan pertanyaan kepada siswa yang akan membantu mereka mempertimbangkan pengetahuan sebelumnya yang dipelajari di kelas ini dan kelas lainnya.
• Beri tahu guru matematika, teknologi, atau guru lainnya tentang apa yang sedang dikerjakan siswa di kelas Anda sehingga mereka dapat membantu dan/atau memberikan panduan dan saran.

• Gunakan interaksi antara robot dan lingkungannya untuk menyelidiki gerakan dan stabilitas, gaya dan interaksi, serta perubahan energi dalam sistem (Standar NGS: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Gunakan kemampuan nirkabel robot untuk menyelidiki gelombang dan aplikasinya dalam teknologi untuk transfer informasi (Standar NGS: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Gunakan pengujian robot sebagai peluang untuk eksperimen dan pengumpulan data. Misalnya, menjalankan program yang meminta robot untuk mengambil sebuah objek dan menggerakkannya melintasi ruangan pada kecepatan yang berbeda dengan lengan cakarnya pada ketinggian yang berbeda sambil menjaga semua variabel lain tetap konstan dapat menghasilkan setidaknya eksperimen 3 tingkat (kecepatan cepat, stabil, dan lambat) dengan 3 tingkat (ditingkatkan tinggi, tingkat menengah, dan rendah) dengan potensi untuk efek utama dan interaksi saat mengukur stabilitas robot. Stabilitas dapat didefinisikan secara operasional oleh kelas untuk mengukurnya, atau bahkan disederhanakan menjadi apakah robot miring atau tidak.
• Atur eksperimen variabel tunggal yang sederhana agar siswa yang kurang berpengalaman dapat menyelidiki efek berbagai fitur bentuk robot terhadap kecepatan, stabilitas, dan/atau kekuatannya. 
• Memfasilitasi penyelidikan di mana siswa memodifikasi rancangan robot atau membuat robot baru yang meminimalkan gaya pada objek makroskopis selama tabrakan (Standar NGS: HS-PS2-3).  

• Minta tim siswa untuk merancang dan membuat robot yang dapat mengurangi dampak aktivitas manusia terhadap lingkungan dan keanekaragaman hayati. Mintalah tim mendiskusikan desain tim lain dan dampak yang ditimbulkan desain tersebut untuk lebih menyempurnakan prototipe mereka (Standar NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Tautan ke contoh kegiatan