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、教育ロボット工学の研究には、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、ロボット工学に関わる活動では、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。これらはすべて、21 世紀の専門家にとっての基本的なスキルです。
教育ロボット工学は、生徒にとって数学をより有意義なものにするための優れた方法です。 ロボットは、学生が自分のスキルを現実世界の設定に適用することで、数学の世界とつながり、没頭できるようにする「フック」を提供します。 そうすることで、生徒は日常生活の中で数学の価値を理解できるようになります。
ヒント、提案、 & ターゲット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ロボット工学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。
- 学生に日誌、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ます。 これらの計画資料は、学生が解決策に含まれる数学の一部を示すことができる場所である必要があります。
- 生徒が、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 & CCSS.Math.Practice.MP4)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。 。
- 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。
- 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。
- 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。
- 生徒の技術、科学、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。 そうすることで、生徒が問題を理解し、粘り強く問題を解決できるようになります (CCSS.Math.Practice.MP1)。 「前に進む」ことは大切なライフスキルです。
- 設計を改良し、最終プロジェクトの品質、効率、生産性を確保することで、精度 (CCSS.Math.Practice.MP6) に注意するよう学生を奨励します (STL 標準 11.0)。
- 生徒には、ソリューションに含まれる代数と幾何学の概念を強調します。 たとえば、車輪付きロボットのモーターを動作させるときの電力設定、動作時間、または移動距離を計算するには代数が必要です。 ターンの距離を計算するとき、彼らは角度についての理解を応用しています。
- 教育ロボット工学における比率と比率の重要性を強調します。 車輪付きロボットの移動距離は車輪の円周に比例します。 学生は、ロボットを動かすようにプログラムするために必要な車輪の回転数を計算するために、車輪の円周を計算する必要があります。
- 生徒がロボットをプログラミングする際に推測と確認の方法を使用できるようにしないでください。 学生は、より正確で簡単な方法を知らない限り、移動や回転のために入力した値を推測して確認することをデフォルトとします。 初めてロボットを適切にプログラムできるように計算を強調することで (前の 2 つの箇条書きを参照)、プログラミングへのより簡単で効果的なアプローチを強調することができます。