Educatieve robotica verbinden met informatica

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. Onderwijsrobotica is altijd interdisciplinair op manieren die tastbaar en toepasbaar zijn voor studenten. Bovendien vereisen activiteiten waarbij educatieve robotica betrokken is dat leerlingen samenwerken, computationeel denken, problemen oplossen (problemen identificeren en oplossen) en innoveren – allemaal fundamentele vaardigheden voor professionals in de 21e eeuw.

Robotica is voor haar programmeer- en softwaremogelijkheden sterk afhankelijk van de informatica. Educatieve robotica benadrukt dit voor leerlingen door het programmeren tastbaarder te maken naarmate ze interageren met fysieke robots en naarmate hun robots met elkaar en/of met de omgeving interageren. Educatieve robotica kan worden gebruikt om de vaardigheden van leerlingen op het gebied van programmaplanning, pseudocode, stroomdiagrammen en computationeel denken verder aan te scherpen. Een fysieke robot laat leerlingen nadenken over hoe digitale informatie wordt opgeslagen, verwerkt, gecommuniceerd en opgehaald.

Tips, suggesties, & enkele potentiële normen waarop u zich kunt 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, planningsschema's en andere planningshulpmiddelen gebruiken om de projectontwikkeling te plannen en uit te voeren. Teams moeten ontwerpbeslissingen documenteren met behulp van tekst, afbeeldingen, presentaties en/of demonstraties bij de ontwikkeling van complexe programma's (CSTA-standaard: 3A-AP-23). 
  • 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. 
  • 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-, technologie- 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.
  • Introduceer projecten die studententeams ertoe aanzetten problemen op te lossen door het ontwerpen en/of programmeren van een robot (CSTA-standaard: 3B-AP-09). Laat teams, indien mogelijk, een probleem kiezen en definiëren dat zij zelf kunnen oplossen op basis van hun belangen (CSTA-standaard: 3A-AP-13). Teams moeten hun computationele oplossingen ontwerpen en iteratief ontwikkelen door gebeurtenissen te gebruiken om instructies te initiëren (CSTA-standaard: 3A-AP-16). 
  • Los geen problemen op die zich voor teams voordoen. Help hen in plaats daarvan systematische probleemoplossingsstrategieën te ontwikkelen om hun eigen fouten te identificeren en op te lossen (CSTA-standaard: 3A-CS-03). Moedig teams aan om altijd een reeks testgevallen te gebruiken om te verifiëren dat een programma presteert volgens de ontwerpspecificaties (CSTA-standaard: 3B-AP-21). Leid de leerlingen door de praktijk van een stapsgewijze analyse van het programma en het onverwachte op te lossen gedrag. 
  • 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’. ‘Voorwaarts falen’ is een waardevolle levensvaardigheid. 
  • Wanneer teams prototypes voltooien, laat ze hun werk aan de hele klas presenteren en laat de klas als hypothetische gebruikers fungeren (CSTA-standaard: 3A-AP-19). Vervolgens kunnen ze een softwarelevenscyclusproces volgen om deze verder te ontwikkelen (CSTA-standaard: 3B-AP-17). Hierdoor kunnen teams hun programma's en robots evalueren en verfijnen om ze bruikbaarder en toegankelijker te maken (CSTA-standaard: 3A-AP-21).
  • Laat uw leerlingen alle samenwerkingstools gebruiken die beschikbaar zijn tijdens het ontwikkelingsproces (CSTA-standaard: 3A-AP-22). Deze instrumenten zouden zelfs sociale media kunnen omvatten, vooral als deze platforms de connectiviteit van mensen in verschillende cultuur- en loopbaangebieden vergroten (CSTA-standaard: 3A-IC-27). Teams kunnen bijvoorbeeld een Skype-gesprek opzetten om hun projecten voor feedback aan leerlingen in andere klassen te presenteren.
  • Laat uw leerlingen hun vaardigheden aanscherpen in het kritisch nadenken over algoritmen in termen van hun efficiëntie, correctheid en duidelijkheid, zodat ze betere feedback kunnen geven aan hun eigen en andere teams (CSTA-standaard: 3B-AP-11). Eén manier om dit te doen is door een discussie te leiden waarin u de belangrijkste kwaliteiten van een programma evalueert via een proces zoals een codebeoordeling (CSTA-standaard: 3B-AP-23).
  • Gebruik educatieve robotica als een kans om de lichamelijkheid van complexe problemen te benadrukken, zoals het bewegen door een doolhof of het uitvoeren van reeksen gedrag in het klaslokaal. Door componenten van een groter op te lossen probleem visueel te lokaliseren en te isoleren, kunnen studenten hun vaardigheden verbeteren in het opsplitsen van problemen in kleinere componenten en het toepassen van constructies zoals procedures, modules en/of objecten (CSTA-standaard: 3A-AP-17) . Benadruk verder de generaliseerbare patronen in het complexe probleem die vervolgens kunnen worden toegepast op een oplossing (CSTA-standaard: 3B-AP-15).
  • Gebruik educatieve robotica om de manieren te benadrukken waarop computersystemen persoonlijke, ethische, sociale, economische en culturele praktijken beïnvloeden door middel van lezingen, presentaties, enz. (CSTA-standaard: 3A-IC-24), waarin ook wordt beschreven hoe kunstmatige intelligentie veel software aanstuurt en fysieke systemen (CSTA-standaard: 3B-AP-08). Een goed vervolg op dergelijke klassikale sessies zou zijn om leerlingen te vragen te voorspellen hoe computationele en/of robotica-innovaties waarvan we momenteel afhankelijk zijn, zouden kunnen evolueren om aan onze behoeften in de toekomst te voldoen (CSTA-standaard: 3B-IC-27).

Links naar voorbeeldactiviteiten

VEX-IQ VEX EDR

Beginner:

Beginner:

Tussenliggend:
Tussenliggend:

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: