Mokomosios robotikos sujungimas su matematika

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 edukacinės robotikos studijos suteikia daug įvairių mokymosi galimybių, nes šios disciplinos būtinos sąlygos yra STEM (mokslas, technologijos, inžinerija ir matematika) ir netgi STEAM (mokslas, technologijos, inžinerija, menas ir matematika). Robotika visada yra tarpdisciplininė, apčiuopiama ir pritaikoma studentams. Be to, veikla, susijusi su robotika, reikalauja, kad studentai bendradarbiautų, mąstytų skaičiuojant, šalintų triktis (identifikuotų ir spręstų problemas) ir diegtų naujoves – visi pagrindiniai XXI amžiaus profesionalų įgūdžiai. 

Mokomoji robotika yra puikus būdas padaryti matematiką prasmingesnę studentams. Robotai yra „kabliukas“, leidžiantis mokiniams prisijungti ir pasinerti į matematikos pasaulį, pritaikant savo įgūdžius realiame pasaulyje. Tada mokiniai gali išmokti įvertinti matematikos vertę savo kasdieniame gyvenime.

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

• Sutvarkykite savo klasę, kad palengvintumėte mokymąsi projektais (PBL), o mokiniai bendradarbiautų komandose, kad užbaigtų robotikos projektus. Projekto pradžioje pateikite bendradarbiavimo pastangų ir galutinio projekto rubrikas, kad mokiniai atpažintų jūsų lūkesčius. 
• Leiskite studentams naudoti žurnalus, planavimo diagramas ir kitus planavimo įrankius, kad galėtų planuoti ir vykdyti projekto kūrimą. Ši planavimo medžiaga turėtų būti vieta, kur studentai galėtų parodyti kai kuriuos matematikos dalykus, susijusius su jų sprendimais. 
• Leiskite studentams pranešti apie savo procesus ir viso projektavimo proceso rezultatus naudojant žodines, grafines, kiekybines, virtualias ir rašytines priemones ir (arba) trimačius modelius (STL standartas 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4).
• 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 technologijų, gamtos mokslų ar kitiems mokytojams žinoti, ką mokiniai dirba jūsų klasėje, kad jie galėtų padėti ir (arba) pateikti nurodymų bei pasiūlymų.

• Skirkite laiko moksliniams tyrimams, kad studentai galėtų paaiškinti savo sprendimus, įvertinti esamus projektus, rinkti duomenis, perduoti savo procesus ir rezultatus bei pridėti visus reikalingus mokslinius tyrimus ar matematines sąvokas ar įgūdžius (STL standartas 9.I).
• Skatinkite mokinius ieškoti kelių problemos sprendimo būdų.  Kalbant apie trikčių šalinimą, sukurkite mokymosi atmosferą, kurioje iš pradžių tikimasi, kad mokiniai „nesėkmės“. Tai darydami leidžiate mokiniams suprasti problemas ir atkakliai jas spręsti (CCSS.Math.Practice.MP1).  „Nesėkmė į priekį“ yra vertingas gyvenimo įgūdis. 
• Skatinkite mokinius siekti tikslumo (CCSS.Math.Practice.MP6), tobulinant savo dizainą ir užtikrinant galutinio projekto kokybę, efektyvumą ir produktyvumą (STL standartas 11.0).
• Pabrėžkite studentams į jų sprendimus įtrauktas algebros ir geometrijos sąvokas. Pavyzdžiui, norint išsiaiškinti galios nustatymą, bėgimo laiką ar nuvažiuotą atstumą, kai veikia ratinio roboto varikliai, reikalinga algebra. Išsiaiškinę posūkio atstumą, jie taiko savo supratimą apie kampus. 
• Pabrėžkite santykio ir proporcijų svarbą mokomojoje robotikoje. Atstumas, kurį nuvažiuoja ratuotas robotas, yra proporcingas jo ratų perimetrui. Mokiniai turės apskaičiuoti rato perimetrą, kad galėtų apskaičiuoti ratų apsisukimų skaičių, kurio jiems reikia, kad suprogramuotų savo robotus judėti.
• Neleiskite mokiniams naudoti atspėjimo ir tikrinimo metodų programuodami savo robotus. Mokiniai pagal numatytuosius nustatymus spėlios ir tikrins įvestas judėjimo ir sukimosi vertes, nebent žinotų geresnį ir paprastesnį būdą, kaip tiksliai nurodyti. Pabrėždami skaičiavimus, kad jie pirmą kartą galėtų tinkamai užprogramuoti savo robotus (žr. dvi ankstesnes ženklelius), pabrėžiate lengvesnį ir efektyvesnį programavimo metodą.

Nuorodos į veiklos pavyzdžius