Menghubungkan Robotika Pendidikan dengan Ilmu Komputer

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 - semua keterampilan dasar bagi para profesional abad ke-21.

Robotika sangat bergantung pada ilmu komputer untuk kemampuan pemrograman dan perangkat lunaknya. Robotika pendidikan menyoroti hal ini bagi siswa dengan membuat pemrograman lebih nyata saat mereka berinteraksi dengan robot fisik, dan saat robot mereka berinteraksi satu sama lain dan/atau dengan lingkungan. Robotika pendidikan dapat digunakan untuk lebih mengasah keterampilan siswa dalam perencanaan program, pseudocode, diagram alur, dan pemikiran komputasional. Robot fisik mengajak siswa berpikir tentang bagaimana informasi digital disimpan, diproses, dikomunikasikan, dan diambil.

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 proyek yang harus diserahkan di awal proyek sehingga siswa memahami harapan Anda. 
• Mintalah siswa menggunakan jurnal, bagan penjadwalan, dan alat perencanaan lainnya untuk merencanakan dan melaksanakan pengembangan proyek. Tim harus mendokumentasikan keputusan desain menggunakan teks, grafik, presentasi, dan/atau demonstrasi dalam pengembangan program yang kompleks (Standar CSTA: 3A-AP-23). 
• 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.
• Memperkenalkan proyek yang mendorong tim siswa untuk memecahkan masalah melalui perancangan dan/atau pemrograman robot (Standar CSTA: 3B-AP-09). Jika memungkinkan, biarkan tim memilih dan menentukan masalah untuk dipecahkan sendiri berdasarkan minat mereka (Standar CSTA: 3A-AP-13). Tim harus merancang dan mengembangkan solusi komputasi mereka secara berulang dengan menggunakan kejadian untuk memulai instruksi (Standar CSTA: 3A-AP-16). 
• Jangan memecahkan masalah yang timbul bagi tim. Sebaliknya, bantu mereka mengembangkan strategi pemecahan masalah sistematis untuk mengidentifikasi dan memperbaiki kesalahan mereka sendiri (Standar CSTA: 3A-CS-03). Dorong tim untuk selalu menggunakan serangkaian kasus uji untuk memverifikasi bahwa suatu program bekerja sesuai dengan spesifikasi desainnya (Standar CSTA: 3B-AP-21). Memandu siswa melalui praktik analisis program langkah demi langkah dan perilaku tak terduga yang perlu diperbaiki. 
• Dorong siswa untuk mencari berbagai cara untuk memecahkan masalah.  Mengenai pemecahan masalah, ciptakan suasana belajar di mana siswa diharapkan untuk "gagal" pada awalnya. "Gagal maju" adalah keterampilan hidup yang berharga. 
• Saat tim menyelesaikan prototipe, mintalah mereka mempresentasikan pekerjaan mereka kepada seluruh kelas dan mintalah kelas tersebut berperan sebagai pengguna hipotetis (Standar CSTA: 3A-AP-19). Mereka kemudian dapat mengikuti proses siklus hidup perangkat lunak untuk mengembangkannya lebih lanjut (Standar CSTA: 3B-AP-17). Ini akan memungkinkan tim untuk mengevaluasi dan menyempurnakan program dan robot mereka agar lebih dapat digunakan dan diakses (Standar CSTA: 3A-AP-21).
• Izinkan siswa Anda menggunakan alat kolaboratif yang tersedia selama proses pengembangan (Standar CSTA: 3A-AP-22). Alat-alat tersebut bahkan dapat mencakup media sosial terutama jika platform tersebut meningkatkan konektivitas orang-orang dalam budaya dan bidang karier yang berbeda (Standar CSTA: 3A-IC-27). Misalnya, tim dapat mengatur panggilan Skype untuk mempresentasikan proyek mereka kepada siswa di kelas lain untuk mendapatkan umpan balik.
• Mintalah siswa Anda mengasah keterampilan mereka dalam berpikir kritis tentang algoritma dalam hal efisiensi, kebenaran, dan kejelasannya sehingga mereka dapat memberikan umpan balik yang lebih baik kepada tim mereka sendiri dan tim lain (Standar CSTA: 3B-AP-11). Salah satu cara untuk melakukan ini adalah memimpin diskusi di mana Anda mengevaluasi kualitas utama suatu program melalui proses seperti tinjauan kode (Standar CSTA: 3B-AP-23).
• Gunakan robotika pendidikan sebagai kesempatan untuk menyoroti sifat fisik dari masalah yang kompleks seperti bergerak melalui labirin atau melakukan serangkaian perilaku di sekitar kelas. Mampu menemukan dan mengisolasi komponen-komponen masalah yang lebih besar secara visual untuk dipecahkan akan membantu siswa mengasah keterampilan mereka dalam menguraikan masalah menjadi komponen-komponen yang lebih kecil dan menerapkan konstruksi seperti prosedur, modul, dan/atau objek (Standar CSTA: 3A-AP-17). Selanjutnya, soroti pola yang dapat digeneralisasikan dalam masalah kompleks yang kemudian dapat diterapkan pada suatu solusi (Standar CSTA: 3B-AP-15).
• Gunakan robotika pendidikan untuk menyoroti cara-cara di mana sistem komputasi memengaruhi praktik pribadi, etika, sosial, ekonomi, dan budaya melalui bacaan, presentasi, dll. (Standar CSTA: 3A-IC-24) yang juga menjelaskan bagaimana kecerdasan buatan menggerakkan banyak perangkat lunak dan sistem fisik (Standar CSTA: 3B-AP-08). Tindak lanjut yang baik untuk sesi kelas tersebut adalah dengan meminta siswa untuk memprediksi bagaimana inovasi komputasi dan/atau robotika yang saat ini kita andalkan dapat berkembang untuk memenuhi kebutuhan kita di masa depan (Standar CSTA: 3B-IC-27).

Tautan ke contoh kegiatan