교육용 로봇공학을 컴퓨터 과학에 연결

로봇공학은 미래일 뿐만 아니라 현재이기도 하다. 학생들에게 프로그래밍, 센서 및 자동화에 익숙해짐으로써 21세기 인력과 일상 생활 모두에서 성공하는 데 필요한 중요한 컴퓨팅 사고 능력을 연마합니다. 학문적으로 교육용 로봇공학은 STEM(과학, 기술, 공학, 수학)은 물론 STEAM(과학, 기술, 공학, 예술, 수학)을 전제 조건으로 하기 때문에 다양한 학습 기회를 제공합니다. 교육용 로봇공학은 항상 학생에게 실질적이고 적용 가능한 방식으로 학제간 연구를 진행합니다. 또한, 교육용 로봇 공학과 관련된 활동에서는 학생들이 협력하고, 계산적으로 생각하고, 문제를 해결하고(문제 식별 및 해결) 혁신하는 것이 필요합니다. 이는 모두 21세기 전문가를 위한 기본 기술입니다.

로봇 공학은 프로그래밍 및 소프트웨어 기능을 컴퓨터 과학에 크게 의존합니다. 교육용 로봇 공학은 학생들이 물리적 로봇과 상호 작용할 때, 그리고 로봇이 서로 및/또는 환경과 상호 작용할 때 프로그래밍을 더욱 실감나게 만들어 학생들에게 이를 강조합니다. 교육용 로봇공학은 학생들의 프로그램 계획, 의사 코드, 순서도 및 컴퓨팅 사고 능력을 더욱 연마하는 데 사용될 수 있습니다. 실제 로봇은 학생들에게 디지털 정보가 어떻게 저장, 처리, 전달 및 검색되는지 생각해 보게 합니다.

팁, 제안, 목표로 삼을 수 있는 & 가지 잠재적인 표준

• 프로젝트 기반 학습(PBL)을 촉진하도록 교실을 구성하고 학생들이 팀으로 협력하여 프로젝트를 완료하도록 하세요. 학생들이 여러분의 기대를 인식할 수 있도록 프로젝트 시작 시 공동 노력과 제공 가능한 프로젝트에 대한 루브릭을 제공하십시오. 
• 학생들에게 일지, 일정 차트 및 기타 계획 도구를 사용하여 프로젝트 개발을 계획하고 실행하게 하십시오. 팀은 복잡한 프로그램 개발 시 텍스트, 그래픽, 프리젠테이션 및/또는 데모를 사용하여 설계 결정을 문서화해야 합니다(CSTA 표준: 3A-AP-23). 
• 개방형 프로젝트를 시작할 때 학생들에게 "올바른" 해결책은 한 개 이상 있을 것이며 건설적인 비판은 프로젝트를 비판하는 것이 아니라 개선하기 위한 것이라는 점을 상기시킵니다. 
• 학생들이 이 수업과 다른 수업에서 배운 사전 지식을 고려하는 데 도움이 될 질문을 하십시오.
• 학생들의 수학, 기술 또는 기타 교사에게 학생들이 수업에서 무엇을 하고 있는지 알려서 지도 및 제안을 지원 및/또는 제공할 수 있도록 하십시오.
• 학생 팀이 로봇 설계 및/또는 프로그래밍을 통해 문제를 해결하도록 유도하는 프로젝트를 소개합니다(CSTA 표준: 3B-AP-09). 가능하다면 팀이 각자의 관심사에 따라 스스로 해결할 문제를 선택하고 정의하도록 합니다(CSTA 표준: 3A-AP-13). 팀은 명령을 시작하기 위해 이벤트를 사용하여 컴퓨팅 솔루션을 설계하고 반복적으로 개발해야 합니다(CSTA 표준: 3A-AP-16). 
• 팀에 발생하는 문제를 해결하지 마십시오. 대신, 자신의 오류를 식별하고 수정하기 위한 체계적인 문제 해결 전략을 개발하도록 도와주세요(CSTA 표준: 3A-CS-03). 팀이 항상 일련의 테스트 사례를 사용하여 프로그램이 설계 사양(CSTA 표준: 3B-AP-21)에 따라 작동하는지 확인하도록 권장합니다. 프로그램과 예상치 못한 수정해야 할 동작에 대한 단계별 분석 실습을 통해 학생들을 안내합니다. 
• 학생들에게 문제를 해결하기 위한 다양한 방법을 찾도록 격려하십시오.  문제 해결과 관련하여 학생들이 처음에는 "실패"할 것으로 예상되는 학습 분위기를 조성하십시오. "실패하는 것"은 귀중한 삶의 기술입니다. 
• 팀이 프로토타입을 완성하면 전체 학급에 자신의 작업을 발표하고 학급이 가상 사용자 역할을 하게 합니다(CSTA 표준: 3A-AP-19). 그런 다음 소프트웨어 라이프사이클 프로세스에 따라 추가 개발을 수행할 수 있습니다(CSTA 표준: 3B-AP-17). 이를 통해 팀은 프로그램과 로봇을 평가하고 개선하여 더욱 유용하고 접근 가능하게 만들 수 있습니다(CSTA 표준: 3A-AP-21).
• 학생들이 개발 프로세스 중에 사용 가능한 공동 작업 도구를 사용할 수 있도록 허용합니다(CSTA 표준: 3A-AP-22). 특히 해당 플랫폼이 다양한 문화 및 직업 분야의 사람들의 연결성을 높이는 경우 이러한 도구에는 소셜 미디어가 포함될 수도 있습니다(CSTA 표준: 3A-IC-27). 예를 들어 팀은 피드백을 위해 다른 수업의 학생들에게 프로젝트를 발표하기 위해 Skype 통화를 설정할 수 있습니다.
• 학생들이 자신의 팀과 다른 팀에 더 나은 피드백을 제공할 수 있도록 효율성, 정확성, 명확성 측면에서 알고리즘에 대해 비판적으로 사고하는 기술을 연마하게 하십시오(CSTA 표준: 3B-AP-11). 이를 수행하는 한 가지 방법은 코드 검토(CSTA 표준: 3B-AP-23)와 같은 프로세스를 통해 프로그램의 주요 품질을 평가하는 토론을 주도하는 것입니다.
• 교육용 로봇공학을 활용하여 미로를 통과하거나 교실에서 일련의 행동을 수행하는 등 복잡한 문제의 물리적 특성을 강조할 수 있습니다. 해결해야 할 더 큰 문제의 구성 요소를 시각적으로 찾고 격리할 수 있으면 학생들이 문제를 더 작은 구성 요소로 분해하고 절차, 모듈 및/또는 개체와 같은 구성을 적용하는 기술을 연마하는 데 도움이 됩니다(CSTA 표준: 3A-AP-17). . 또한 솔루션에 적용할 수 있는 복잡한 문제의 일반화 가능한 패턴을 강조합니다(CSTA 표준: 3B-AP-15).
• 교육용 로봇공학을 사용하여 독서, 프레젠테이션 등을 통해 컴퓨팅 시스템이 개인적, 윤리적, 사회적, 경제적, 문화적 관행에 영향을 미치는 방식을 강조합니다(CSTA 표준: 3A-IC-24). 또한 인공 지능이 많은 소프트웨어를 구동하는 방법과 물리적 시스템(CSTA 표준: 3B-AP-08). 이러한 수업 세션에 대한 좋은 후속 조치는 학생들에게 현재 우리가 의존하고 있는 컴퓨터 및/또는 로봇 공학 혁신이 미래의 요구 사항을 충족하기 위해 어떻게 발전할 수 있는지 예측하도록 요청하는 것입니다(CSTA 표준: 3B-IC-27).

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