Mokomosios robotikos sujungimas su kompiuterių 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 – visi pagrindiniai XXI amžiaus profesionalų įgūdžiai.

Dėl savo programavimo ir programinės įrangos galimybių robotika labai priklauso nuo kompiuterių mokslo. Mokomoji robotika tai pabrėžia studentams, nes programavimas tampa labiau apčiuopiamas, kai jie sąveikauja su fiziniais robotais ir kaip jų robotai sąveikauja tarpusavyje ir (arba) su aplinka. Mokomoji robotika gali būti naudojama toliau tobulinant mokinių programų planavimo, pseudokodo, struktūrinių schemų ir skaičiavimo mąstymo įgūdžius. Fizinis robotas įtraukia mokinius galvoti apie tai, kaip saugoma, apdorojama, perduodama ir gaunama skaitmeninė informacija.

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

• Sutvarkykite savo klasę, kad palengvintumėte mokymąsi projektais (PBL), o mokiniai bendradarbiautų komandose, kad užbaigtų projektą. 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. Kurdamos sudėtingas programas komandos turėtų dokumentuoti dizaino sprendimus naudodamos tekstą, grafiką, pristatymus ir (arba) demonstracijas (CSTA standartas: 3A-AP-23). 
• 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.
• Pristatykite projektus, skatinančius studentų komandas spręsti problemas kuriant ir (arba) programuojant robotą (CSTA standartas: 3B-AP-09). Jei įmanoma, leiskite komandoms pasirinkti ir apibrėžti problemą, kurią reikia išspręsti pagal savo interesus (CSTA standartas: 3A-AP-13). Komandos turėtų kurti ir pakartotinai plėtoti savo skaičiavimo sprendimus naudodamos įvykius, kad inicijuotų instrukcijas (CSTA standartas: 3A-AP-16). 
• Nespręskite komandoms kylančių problemų. Vietoj to padėkite jiems sukurti sistemingas trikčių šalinimo strategijas, kad nustatytų ir ištaisytų savo klaidas (CSTA standartas: 3A-CS-03). Skatinkite komandas visada naudoti daugybę bandymų atvejų, kad patikrintų, ar programa veikia pagal jos dizaino specifikacijas (CSTA standartas: 3B-AP-21). Nurodykite studentus nuosekliai analizuoti programą ir netikėtą (-us) elgesį (-us), kurį (-ius) reikia taisyti. 
• Skatinkite mokinius ieškoti kelių problemos sprendimo būdų.  Kalbant apie trikčių šalinimą, sukurkite mokymosi atmosferą, kurioje iš pradžių tikimasi, kad mokiniai „nesėkmės“. „Nesėkmė į priekį“ yra vertingas gyvenimo įgūdis. 
• Kai komandos sukuria prototipus, paprašykite, kad jos pristatytų savo darbus visai klasei, o klasė tarnautų kaip hipotetiniai vartotojai (CSTA standartas: 3A-AP-19). Tada jie gali sekti programinės įrangos gyvavimo ciklo procesą, kad galėtų juos toliau tobulinti (CSTA standartas: 3B-AP-17). Tai leis komandoms įvertinti ir patobulinti savo programas ir robotus, kad jie būtų lengviau naudojami ir prieinamesni (CSTA standartas: 3A-AP-21).
• Leiskite savo mokiniams naudoti bet kokius bendradarbiavimo įrankius, prieinamus kūrimo proceso metu (CSTA standartas: 3A-AP-22). Šios priemonės netgi galėtų apimti socialinę žiniasklaidą, ypač jei šios platformos padidina skirtingų kultūros ir karjeros sričių žmonių ryšį (CSTA standartas: 3A-IC-27). Pavyzdžiui, komandos gali surengti „Skype“ skambutį, kad pristatytų savo projektus kitų klasių mokiniams, kad gautų atsiliepimų.
• Paprašykite savo mokinių patobulinti savo įgūdžius kritiškai mąstyti apie algoritmus jų efektyvumo, teisingumo ir aiškumo požiūriu, kad jie galėtų teikti geresnį grįžtamąjį ryšį savo ir kitoms komandoms (CSTA standartas: 3B-AP-11). Vienas iš būdų tai padaryti yra vesti diskusiją, kurios metu įvertinate pagrindines programos savybes per tokį procesą kaip kodo peržiūra (CSTA standartas: 3B-AP-23).
• Naudokite mokomąją robotiką kaip galimybę pabrėžti sudėtingų problemų fiziškumą, pavyzdžiui, judėjimą labirintu ar elgesio sekų atlikimą klasėje. Gebėjimas vizualiai rasti ir išskirti didesnės spręstinos problemos komponentus padės mokiniams patobulinti savo įgūdžius skaidant problemas į mažesnius komponentus ir pritaikyti konstrukcijas, tokias kaip procedūros, moduliai ir (arba) objektai (CSTA standartas: 3A-AP-17). . Be to, paryškinkite apibendrinamus sudėtingos problemos modelius, kuriuos vėliau galima pritaikyti sprendimui (CSTA standartas: 3B-AP-15).
• Naudokite mokomąją robotiką, kad pabrėžtumėte būdus, kuriais kompiuterinės sistemos daro įtaką asmeninei, etinei, socialinei, ekonominei ir kultūrinei praktikai per skaitymus, pristatymus ir kt. (CSTA standartas: 3A-IC-24), kuriuose taip pat aprašoma, kaip dirbtinis intelektas valdo daugelį programinės įrangos ir fizinės sistemos (CSTA standartas: 3B-AP-08). Geras tolesnis tokių užsiėmimų veiksmas būtų paprašyti mokinių nuspėti, kaip skaičiavimo ir (arba) robotikos naujovės, nuo kurių šiuo metu priklausome, gali vystytis, kad atitiktų mūsų poreikius ateityje (CSTA standartas: 3B-IC-27).

Nuorodos į veiklos pavyzdžius