Educatieve robotica verbinden met techniek

Robotica is niet alleen de toekomst, maar ook het heden. Door studenten vertrouwd te maken met programmeren, sensoren en automatisering, scherpen ze de kritische computationele denkvaardigheden aan die nodig zijn om te slagen in zowel de beroepsbevolking van de 21e eeuw als het dagelijks leven. Academisch gezien biedt educatieve robotica een breed scala aan leermogelijkheden, omdat de discipline STEM (Science, Technology, Engineering en Math) en zelfs STEAM (Science, Technology, Engineering, Art en Math) als vereisten heeft. Robotica is altijd interdisciplinair op een manier die tastbaar en toepasbaar is voor studenten. Bovendien vereisen activiteiten waarbij educatieve robotica betrokken is dat studenten samenwerken, computationeel denken, problemen oplossen (problemen identificeren en oplossen) en innoveren, wat fundamentele vaardigheden zijn voor professionals in de 21e eeuw. 

Educatieve robotica is een geweldige context om studenten het technische ontwerpproces te laten oefenen, en het biedt ook een context voor studenten om hun technische verbale en schriftelijke communicatieve vaardigheden te ontwikkelen en te verfijnen. Door het ontwerpproces hebben studenten ook de vrijheid om waardevolle vaardigheden aan te scherpen op het gebied van probleemoplossing, probleemoplossing, onderzoek en ontwikkeling, en uitvinding en innovatie.  Ze leren binnen beperkingen te werken, meerdere oplossingen voor problemen te identificeren en door middel van iteratie de best mogelijke oplossing te vinden.

Tips, suggesties, & mogelijke normen om op te richten

• Organiseer uw klaslokaal om projectgebaseerd leren (PGO) mogelijk te maken en laat leerlingen in teams samenwerken om het project te voltooien. Geef aan het begin van het project rubrieken op voor zowel gezamenlijke inspanningen als voor het op te leveren project, zodat leerlingen uw verwachtingen herkennen. 
• Laat leerlingen dagboeken, planningsgrafieken en andere planningshulpmiddelen gebruiken om projectontwikkeling te plannen en uit te voeren terwijl ze oplossingen ontwerpen voor complexe problemen uit de echte wereld door de problemen op te splitsen in kleinere, beter beheersbare problemen die kunnen worden opgelost door middel van engineering (NGS Standard: HS -ETS1-2).
• Verbeter de communicatie- en samenwerkingsvaardigheden door leerlingen aan elkaar te laten presenteren en om feedback te vragen.  
• Laat studenten hun processen en resultaten van het gehele ontwerpproces communiceren met behulp van verbale, grafische, kwantitatieve, virtuele en schriftelijke middelen en/of driedimensionale modellen (STL-standaard: 11.R).
• Herinner de leerlingen er aan het begin van een project met een open einde aan dat er meer dan één ‘juiste’ oplossing zal zijn en dat constructieve kritiek bedoeld is om projecten te verbeteren en niet om ze te bekritiseren. Bevorder de evaluaties van verschillende oplossingen voor complexe problemen uit de echte wereld, op basis van geprioriteerde criteria en afwegingen die rekening houden met een reeks beperkingen, waaronder kosten, veiligheid, betrouwbaarheid en esthetiek, evenals mogelijke sociale, culturele en ecologische gevolgen ( NGS-standaard: HS-ETS1-3).
• Stel vragen aan de leerlingen die hen zullen helpen de voorkennis die ze in deze en andere lessen hebben geleerd, te overwegen.
• Laat de wiskunde-, natuurkunde- en/of andere docenten van uw leerlingen weten waar de leerlingen in uw klas aan werken, zodat zij u kunnen helpen en/of begeleiding en suggesties kunnen geven.

• Zorg voor tijd voor onderzoek, zodat leerlingen hun oplossingen kunnen uitleggen, bestaande ontwerpen kunnen evalueren, gegevens kunnen verzamelen, hun processen en resultaten kunnen communiceren en eventueel noodzakelijk wetenschappelijk onderzoek of wiskundige concepten of vaardigheden kunnen toevoegen (STL-standaard: 9.I).
• Moedig leerlingen aan om meerdere manieren te zoeken om een ​​probleem op te lossen.  Wat betreft het oplossen van problemen: creëer een sfeer van leren waarin van leerlingen wordt verwacht dat ze in eerste instantie ‘falen’. ‘Falen voorwaarts’ (mislukking gebruiken als een manier om vooruitgang te boeken in de richting van succes) is een waardevolle levensvaardigheid. 
• Dompel studenten onder in het ontwerpproces. Hierdoor kunnen ze actief deelnemen aan het definiëren van een probleem, brainstormen, onderzoeken onderzoeken en ideeën genereren, criteria identificeren en beperkingen specificeren, een aanpak selecteren om het probleem op te lossen, het ontwerp testen en evalueren, het ontwerp verfijnen, ontwikkelen en processen communiceren. en resultaten (STL: standaard 8.H).
• Bied leerlingen de mogelijkheid om nauwkeurig een complexe, uit meerdere stappen bestaande procedure te volgen bij het uitvoeren van experimenten, het uitvoeren van metingen of het uitvoeren van technische taken, waarbij rekening moet worden gehouden met speciale gevallen of uitzonderingen (CCS-standaard: RST.9-10.3).  Moedig ze vervolgens aan om de ontwerpen/het proces te verfijnen om de kwaliteit, efficiëntie en productiviteit van het eindproduct te garanderen (STL: standaard 11.0).
• Verbeter de technische leesvaardigheid van leerlingen door ervoor te zorgen dat ze de betekenis kunnen bepalen van symbolen, sleuteltermen en andere domeinspecifieke woorden en zinsneden zoals deze worden gebruikt in een specifieke wetenschappelijke of technische context die relevant is voor hun leerjaar (CCS-standaarden: RST.9 -10,4 & RST.11-12,4).

Links naar voorbeeldactiviteiten