Izglītības robotikas savienošana ar matemātiku

Robotika ir ne tikai nākotne, bet arī tagadne. Iepazīstinot studentus ar programmēšanu, sensoriem un automatizāciju, viņi uzlabo kritiskās skaitļošanas domāšanas prasmes, kas nepieciešamas, lai gūtu panākumus gan 21. gadsimta darbaspēkā, gan ikdienas dzīvē. Akadēmiski izglītojošās robotikas studijas sniedz plašas mācīšanās iespējas, jo šīs disciplīnas priekšnoteikumi ir STEM (zinātne, tehnoloģija, inženierzinātnes un matemātika) un pat STEAM (zinātne, tehnoloģijas, inženierzinātnes, māksla un matemātika). Robotika vienmēr ir starpdisciplināra veidā, kas ir taustāms un piemērojams studentiem. Turklāt aktivitātes, kas saistītas ar robotiku, liek studentiem sadarboties, domāt skaitļošanas veidā, novērst problēmas (identificēt un risināt problēmas) un ieviest jauninājumus — visas 21. gadsimta profesionāļu pamatprasmes. 

Izglītības robotika ir lielisks veids, kā padarīt matemātiku nozīmīgāku skolēniem. Roboti ir "āķis", kas ļauj skolēniem sazināties ar matemātikas pasauli un iegremdēties tajā, pielietojot savas prasmes reālās pasaules vidē. Pēc tam skolēni var iemācīties novērtēt matemātikas vērtību savā ikdienas dzīvē.

Padomi, ieteikumi, & daži potenciālie standarti, uz kuriem orientēties

• Organizējiet savu klasi, lai atvieglotu uz projektiem balstītu mācīšanos (PBL), un lieciet studentiem sadarboties komandās, lai pabeigtu robotikas projektus. Projekta sākumā norādiet rubrikas gan sadarbības centieniem, gan sasniedzamajam projektam, lai studenti atpazītu jūsu cerības. 
• Lieciet studentiem izmantot žurnālus, plānošanas diagrammas un citus plānošanas rīkus, lai plānotu un izpildītu projektu izstrādi. Šiem plānošanas materiāliem vajadzētu būt vietai, kur skolēni var parādīt daļu no risinājumos iesaistītās matemātikas. 
• Ļaujiet studentiem paziņot savus procesus un visa projektēšanas procesa rezultātus, izmantojot verbālos, grafiskos, kvantitatīvos, virtuālos un rakstiskos līdzekļus un/vai trīsdimensiju modeļus (STL standarts 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4).
• Uzlabojiet komunikācijas un sadarbības prasmes, ļaujot studentiem prezentēt viens otru un lūgt atsauksmes.  
• Atgādiniet studentiem beztermiņa projekta sākumā, ka būs vairāk nekā viens "pareizs" risinājums un ka konstruktīva kritika ir paredzēta projektu uzlabošanai, nevis kritizēšanai. 
• Uzdodiet skolēniem jautājumus, kas viņiem palīdzēs pārdomāt iepriekšējās zināšanas, kas iegūtas šajā un citās nodarbībās.   
• Ļaujiet savu skolēnu tehnoloģiju, dabaszinātņu vai citiem skolotājiem uzzināt, ar ko skolēni strādā jūsu klasē, lai viņi varētu palīdzēt un/vai sniegt norādījumus un ieteikumus.

• Nodrošiniet laiku pētniecībai, lai studenti varētu izskaidrot savus risinājumus, novērtēt esošos projektus, vākt datus, paziņot savus procesus un rezultātus un pievienot nepieciešamos zinātniskos pētījumus vai matemātiskās koncepcijas vai prasmes (STL standarts 9.I).
• Mudiniet studentus meklēt vairākus veidus, kā atrisināt problēmu.  Attiecībā uz problēmu novēršanu, izveidojiet mācību atmosfēru, kurā tiek sagaidīts, ka skolēni sākumā "neveiksmes". Šādi rīkojoties, jūs ļaujat skolēniem saprast problēmas un neatlaidīgi tās risināt (CCSS.Math.Practice.MP1).  "Neveiksmes uz priekšu" ir vērtīga dzīves prasme. 
• Mudiniet studentus pievērsties precizitātei (CCSS.Math.Practice.MP6), pilnveidojot savus dizainus un nodrošinot gala projekta kvalitāti, efektivitāti un produktivitāti (STL standarts 11.0).
• Izceliet studentiem algebras un ģeometrijas jēdzienus, kas iekļauti viņu risinājumos. Piemēram, lai noskaidrotu jaudas iestatījumu, skriešanas laiku vai nobraukto attālumu, darbinot riteņu robota motorus, ir nepieciešama algebra. Noskaidrojot pagrieziena attālumu, viņi izmanto savu izpratni par leņķiem. 
• Uzsveriet attiecību un proporciju nozīmi izglītības robotikā. Attālums, ko nobrauc robots ar riteņiem, ir proporcionāls tā riteņu apkārtmēram. Studentiem būs jāaprēķina riteņa apkārtmērs, lai aprēķinātu riteņu apgriezienu skaitu, kas nepieciešams, lai ieprogrammētu savus robotus kustēties.
• Neļaujiet studentiem izmantot minēšanas un pārbaudes metodes savu robotu programmēšanai. Studenti pēc noklusējuma uzminēs un pārbaudīs ievadītās vērtības, lai pārvietotos un pagrieztos, ja vien viņi nezina labāku un vienkāršāku veidu, kā būt precīzam. Uzsverot aprēķinus, lai viņi varētu pareizi programmēt savus robotus pirmajā reizē (skatiet iepriekšējās divas aizzīmes), jūs izceļat vieglāku un efektīvāku pieeju programmēšanai.

Saites uz darbību paraugiem