Соединение образовательной робототехники с инженерией

Робототехника – это не только будущее, но и настоящее. Знакомя студентов с программированием, датчиками и автоматизацией, они оттачивают навыки критического вычислительного мышления, необходимые для достижения успеха как на работе, так и в повседневной жизни в 21 веке. С академической точки зрения образовательная робототехника предоставляет широкий спектр возможностей обучения, поскольку в качестве предпосылок для этой дисциплины используются STEM (наука, технология, инженерия и математика) и даже STEAM (наука, технология, инженерия, искусство и математика). Робототехника всегда носит междисциплинарный характер, что делает ее ощутимой и применимой для студентов. Кроме того, деятельность, связанная с образовательной робототехникой, требует от учащихся сотрудничества, вычислительного мышления, устранения неполадок (выявления и решения проблем) и внедрения инноваций, что является фундаментальными навыками для профессионалов 21-го века. 

Образовательная робототехника — это отличный контекст для того, чтобы студенты попрактиковались в процессе инженерного проектирования, а также предоставляет учащимся контекст для развития и совершенствования своих технических навыков устного и письменного общения. В процессе проектирования студенты также имеют свободу оттачивать ценные навыки решения проблем, устранения неполадок, исследований и разработок, а также изобретений и инноваций.  Они учатся работать в рамках ограничений, находить множество решений проблем и находить наилучшее возможное решение путем итерации.

Советы, предложения, & некоторые потенциальные стандарты для нацеливания

• Организуйте свой класс так, чтобы облегчить обучение на основе проектов (PBL), и предложите учащимся сотрудничать в группах для выполнения проекта. В начале проекта предоставьте критерии как для совместных усилий, так и для реализуемого проекта, чтобы учащиеся осознавали ваши ожидания. 
• Предложите учащимся использовать журналы, графики и другие инструменты планирования для планирования и выполнения разработки проекта при разработке решений сложных реальных проблем, разбивая проблемы на более мелкие, более управляемые проблемы, которые можно решить с помощью инженерных решений (Стандарт NGS: HS). -ETS1-2).
• Улучшите навыки общения и сотрудничества, позволив учащимся представлять друг другу и запрашивать отзывы.  
• Позвольте учащимся сообщать о своих процессах и результатах всего процесса проектирования, используя устные, графические, количественные, виртуальные и письменные средства и/или трехмерные модели (стандарт STL: 11.R).
• В начале открытого проекта напомните учащимся, что существует более одного «правильного» решения и что конструктивная критика предназначена для улучшения проектов, а не для их критики. Содействовать оценке различных решений сложных реальных проблем на основе приоритетных критериев и компромиссов, которые учитывают ряд ограничений, включая стоимость, безопасность, надежность и эстетику, а также возможные социальные, культурные и экологические воздействия ( Стандарт NGS: HS-ETS1-3).
• Задавайте вопросы учащимся, которые помогут им рассмотреть предыдущие знания, полученные на этом и других занятиях.
• Сообщите учителям математики, естественных наук и/или другим учителям ваших учеников, над чем ученики работают в вашем классе, чтобы они могли помочь и/или дать рекомендации и предложения.

• Предоставьте время для исследований, чтобы учащиеся могли объяснить свои решения, оценить существующие конструкции, собрать данные, сообщить о своих процессах и результатах и ​​приложить любые необходимые научные исследования или математические концепции или навыки (стандарт STL: 9.I).
• Поощряйте учащихся искать несколько способов решения проблемы.  Что касается устранения неполадок, создайте атмосферу обучения, в которой ожидается, что учащиеся поначалу «потерпят неудачу». «Неудача вперед» (использование неудач как способ двигаться вперед к успеху) – это ценный жизненный навык. 
• Погрузите учащихся в процесс проектирования. Это позволяет им активно участвовать в определении проблемы, мозговом штурме, исследовании исследований и генерации идей, определении критериев и ограничений, выборе подхода к решению проблемы, тестировании и оценке дизайна, совершенствовании дизайна, его разработке и обмене информацией о процессах. и результаты (STL: стандарт 8.H).
• Предоставить учащимся возможность точно следовать сложной многоэтапной процедуре при проведении экспериментов, измерениях или выполнении технических задач, уделяя внимание особым случаям или исключениям (Стандарт CCS: RST.9-10.3).  Затем предложите им усовершенствовать проекты/процессы, чтобы обеспечить качество, эффективность и производительность конечного продукта (STL: стандарт 11.0).
• Совершенствуйте навыки технического чтения учащихся, гарантируя, что они могут определять значение символов, ключевых терминов и других слов и фраз, специфичных для предметной области, когда они используются в конкретном научном или техническом контексте, соответствующем их уровню обучения (Стандарты CCS: RST.9 -10,4 & РСТ.11-12,4).

Ссылки на примеры мероприятий