Mokomosios robotikos sujungimas su mokslu

Robotika yra ne tik ateitis, bet ir dabartis. Supažindindami studentus su programavimu, jutikliais ir automatizavimu, jie patobulina kritinio skaičiavimo mąstymo įgūdžius, reikalingus sėkmingam XXI amžiaus darbo jėgos ir kasdieniniam gyvenimui. Akademiniu požiūriu mokomoji robotika suteikia daugybę mokymosi galimybių, nes šios disciplinos būtinos sąlygos yra STEM (mokslas, technologijos, inžinerija ir matematika) ir netgi STEAM (mokslas, technologijos, inžinerija, menas ir matematika). Mokomoji robotika visada yra tarpdisciplininė, apčiuopiama ir pritaikoma studentams. Be to, veikla, susijusi su edukacine robotika, reikalauja, kad mokiniai bendradarbiautų, mąstytų skaičiuojant, šalintų triktis (identifikuotų ir spręstų problemas) ir diegtų naujoves, kurios yra pagrindiniai XXI amžiaus specialistų įgūdžiai. 

Mokslo klasėse mokomoji robotika gali būti naudojama kaip pagrindas mokant pagrindinius mokslinius metodus ir praktiką, pavyzdžiui, mokslinį metodą, stebėjimą, eksperimentavimą, duomenų rinkimą ir analizę. Tai taip pat leidžia tyrinėti taikomąją fiziką ir mechanines koncepcijas, sisteminį mąstymą ir, žinoma, dirbtinį intelektą. Roboto ir jo veikimo tyrimas taip pat galėtų būti mokslo klasėje, tačiau mokomoji robotika nėra robotikos tyrimas dėl robotikos. Tai – roboto, kaip pedagoginio įrankio, skirto pažinti mokslo praktiką ir koncepcijas, naudojimas.  

Patarimai, pasiūlymai, & kai kurių galimų standartų, į kuriuos reikia nukreipti

• Sutvarkykite savo klasę, kad palengvintumėte mokymąsi projektais (PBL), o mokiniai bendradarbiautų komandose, kad užbaigtų projektus. Projekto pradžioje pateikite bendradarbiavimo pastangų ir rezultato rubrikas, kad mokiniai atpažintų jūsų lūkesčius. 
• Leiskite studentams naudoti žurnalus, planavimo diagramas ir kitus planavimo įrankius, kad galėtų planuoti ir vykdyti projekto kūrimą.
• Pagerinkite bendravimo ir bendradarbiavimo įgūdžius, leisdami mokiniams prisistatyti vieni kitiems ir prašyti atsiliepimų.
• Neriboto projekto pradžioje priminkite mokiniams, kad bus daugiau nei vienas „teisingas“ sprendimas ir kad konstruktyvi kritika skirta projektams tobulinti, o ne kritikuoti. 
• Užduokite mokiniams klausimus, kurie padėtų jiems apsvarstyti ankstesnes žinias, įgytas šioje ir kitose pamokose.
• Leiskite savo mokinių matematikos, technologijų ar kitiems mokytojams žinoti, ką mokiniai dirba jūsų klasėje, kad jie galėtų padėti ir (arba) pateikti nurodymų bei pasiūlymų.

• Naudokite roboto ir jo aplinkos sąveiką, kad ištirtumėte judesį ir stabilumą, jėgas ir sąveiką bei energijos pokyčius sistemose (NGS standartai: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Naudokite roboto belaidžio ryšio galimybes tirdami bangas ir jų pritaikymą informacijos perdavimo technologijose (NGS standartai: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Naudokite roboto bandymus kaip galimybę eksperimentuoti ir rinkti duomenis. Pavyzdžiui, paleidus programą, kad robotas paimtų objektą ir judėtų per kambarį skirtingu greičiu, o ranka skirtinguose aukščiuose, o visi kiti kintamieji būtų pastovūs, būtų galima sukurti bent 3 lygių (greitas, pastovus ir lėtas greitis) 3 lygiais (pakeltas aukštas, vidutinis ir žemas) eksperimentuoti su pagrindinių efektų ir sąveikos potencialu matuojant roboto stabilumą. Stabilumas gali būti apibrėžtas pagal klasę, kad būtų galima jį išmatuoti, arba netgi supaprastinti, ar robotas pakrypsta, ar ne.
• Organizuokite paprastus vieno kintamojo eksperimentus, kad mažiau patyrę mokiniai ištirtų skirtingų roboto konstrukcijos savybių poveikį jo greičiui, stabilumui ir (arba) stiprumui. 
• Palengvinti tyrimus, kai mokiniai modifikuoja roboto konstrukciją arba sukuria naują robotą, kuris sumažina jėgą makroskopiniam objektui susidūrimo metu (NGS standartas: HS-PS2-3).  

• Paprašykite mokinių komandų suprojektuoti ir sukurti robotą, kuris galėtų sumažinti žmogaus veiklos poveikį aplinkai ir biologinei įvairovei. Paprašykite komandų aptarti kitų komandų projektus ir dizaino poveikį, kad būtų toliau tobulinami jų prototipai (NGS standartai: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Nuorodos į veiklos pavyzdžius