教育用ロボット工学と工学の接続

ロボット工学は未来であるだけでなく、現在でもあります。 学生がプログラミング、センサー、自動化に慣れることで、21 世紀の労働力と日常生活の両方で成功するために必要な重要な計算的思考スキルを磨きます。 学術的には、教育ロボット工学には STEM (科学、技術、工学、数学)、さらには STEAM (科学、技術、工学、芸術、数学) が前提条件として含まれているため、幅広い学習の機会が提供されます。 ロボット工学は、学生にとって具体的で応用可能な方法で常に学際的です。 さらに、教育用ロボット工学に関連する活動では、学生が協力し、計算的に考え、トラブルシューティング (問題を特定して解決する)、革新することが必要になります。これらは 21 世紀の専門家にとっての基本的なスキルです。

教育用ロボット工学は、学生にエンジニアリング設計プロセスを実践させるための優れた背景であり、また、学生が口頭および書面での技術的なコミュニケーション スキルを開発および磨くための背景も提供します。学生は、設計プロセスを通じて、問題解決、トラブルシューティング、研究開発、発明とイノベーションに関する貴重なスキルを自由に磨くことができます。 彼らは、制約の中で作業し、問題に対する複数の解決策を特定し、反復を通じて可能な限り最善の解決策を見つけることを学びます。

ヒント、提案、 & 対象となる可能性のある標準

• プロジェクトベース学習 (PBL) を促進するように教室を組織し、生徒がチームで協力してプロジェクトを完了できるようにします。 学生があなたの期待を認識できるように、プロジェクトの開始時に共同作業と成果物プロジェクトの両方のルーブリックを提供します。
• 学生にジャーナル、スケジュール表、その他の計画ツールを使用してプロジェクト開発を計画および実行させ、現実世界の複雑な問題に対する解決策を設計します。問題をエンジニアリングを通じて解決できる、より小さく管理しやすい問題に分割することによって実現します (NGS 標準: HS)。 -ETS1-2)。
• 学生が互いに発表し、フィードバックを求めることができるようにすることで、コミュニケーションとコラボレーションのスキルを向上させます。  
• 学生が口頭、グラフィック、定量的、仮想、書面による手段、および/または 3 次元モデル（STL 標準: 11.R）を使用して、設計プロセス全体のプロセスと結果を伝達できるようにします。
• 自由形式のプロジェクトを開始するときに、「正しい」解決策は複数あること、建設的な批判はプロジェクトを批判するものではなく改善することを目的としているということを生徒に思い出させます。 コスト、安全性、信頼性、美観、さらには社会的、文化的、環境への影響の可能性を含む、さまざまな制約を考慮した優先基準とトレードオフに基づいて、現実世界の複雑な問題に対するさまざまなソリューションの評価を促進します ( NGS規格：HS-ETS1-3）。
• このクラスや他のクラスで学んだ予備知識を検討するのに役立つ質問を生徒に投げかけます。
• 生徒の数学、科学、および/または他の教師に、生徒がクラスで取り組んでいることを知らせて、支援したり、指導や提案を提供したりできるようにします。

• 生徒が解決策を説明し、既存の設計を評価し、データを収集し、プロセスと結果を伝え、必要な科学研究や数学の概念やスキルを添付できるように、研究のための時間を提供します (STL 標準: 9.I)。
• 生徒たちに、問題を解決するための複数の方法を探すよう促します。 トラブルシューティングに関しては、生徒が最初は「失敗する」ことが期待される学習の雰囲気を作ります。 「フェイルフォワード」（成功に向かって前進する手段として失敗を利用すること）は、貴重なライフスキルです。
• 学生をデザインプロセスに没頭させます。 そうすることで、問題の定義、ブレーンストーミング、調査の調査とアイデアの生成、基準の特定と制約の指定、問題解決へのアプローチの選択、設計のテストと評価、設計の改良、開発、プロセスの伝達に積極的に取り組むことができます。および結果 (STL: 標準 8.H)。
• 特別な場合や例外に注意しながら、実験、測定、または技術的タスクを実行する際に、複雑な複数段階の手順に正確に従う機会を学生に提供します (CCS 標準: RST.9-10.3)。 次に、最終製品の品質、効率、生産性を確保するために設計/プロセスを改良するよう奨励します（STL: 標準 11.0）。
• 学年レベルに関連する特定の科学的または技術的文脈で使用される記号、重要な用語、その他の分野固有の単語やフレーズの意味を確実に判断できるようにすることで、生徒の技術的な読解スキルを向上させます (CCS 標準: RST.9)。 -10.4 & RST.11-12.4)。

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