Koppla pedagogisk robotik till vetenskap

Robotik är inte bara framtiden, utan också nutiden. Genom att bekanta studenterna med programmering, sensorer och automation finslipar de kritiska beräkningsmässiga tänkandefärdigheter som behövs för att lyckas både i 2000-talets arbetskraft och i vardagen. Akademiskt sett erbjuder pedagogisk robotik en mängd olika lärandemöjligheter eftersom disciplinen har STEM (Science, Technology, Engineering, and Math) och till och med STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Math) som sina förkunskaper. Pedagogisk robotik är alltid tvärvetenskaplig på sätt som är konkreta och tillämpbara för elever. Dessutom kräver aktiviteter som involverar pedagogisk robotik att eleverna samarbetar, tänker beräkningsmässigt, felsöker (identifierar och löser problem) och är innovativa, vilket är grundläggande färdigheter för yrkesverksamma på 2000-talet. 

I naturvetenskapliga klassrum har pedagogisk robotik potential att användas som kontext för att undervisa i grundläggande vetenskapliga metoder och praxis, såsom den vetenskapliga metoden, observation, experiment, datainsamling och analys. Det möjliggör också undersökningar av tillämpad fysik och mekaniska koncept, systemtänkande och naturligtvis artificiell intelligens. Att studera roboten och dess funktion skulle också kunna vara en forskningsinriktning i ett naturvetenskapligt klassrum, men pedagogisk robotik är inte studiet av robotik för robotikens skull. Det är användningen av en robot som ett pedagogiskt verktyg för att lära sig om vetenskapens metoder och begrepp.  

Tips, förslag, & några potentiella standarder att rikta in sig på

• Organisera ditt klassrum för att underlätta projektbaserat lärande (PBL) och låt eleverna samarbeta i team för att slutföra projekt. Tillhandahåll bedömningskriterier för både gemensamma insatser och för leverablerna i början av projektet så att eleverna förstår dina förväntningar. 
• Låt eleverna använda journaler, schemaläggningsdiagram och andra planeringsverktyg för att planera och genomföra projektutveckling.
• Förbättra kommunikations- och samarbetsförmågan genom att låta eleverna presentera för varandra och be om feedback.
• Påminn eleverna i början av ett öppet projekt om att det kommer att finnas mer än en "korrekt" lösning och att konstruktiv kritik är avsedd att förbättra projekt, inte att kritisera dem. 
• Ställ frågor till eleverna som hjälper dem att beakta tidigare kunskaper som de lärt sig i denna och andra klasser.
• Låt dina elevers matematik-, teknik- eller andra lärare veta vad eleverna arbetar med i din klass så att de kan hjälpa till och/eller ge vägledning och förslag.

• Använd interaktioner mellan roboten och dess omgivning för att undersöka rörelse och stabilitet, krafter och interaktioner samt energiförändringar inom system (NGS-standarder: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Använd robotens trådlösa funktioner för att undersöka vågor och deras tillämpningar inom teknik för informationsöverföring (NGS-standarder: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Använd tester av roboten som möjligheter för experiment och datainsamling. Att till exempel köra ett program som låter roboten plocka upp ett föremål och flytta det över rummet i olika hastigheter med sin kloarm på olika höjder samtidigt som alla andra variabler hålls konstanta, skulle kunna skapa ett experiment med åtminstone 3 nivåer (snabba, stadiga och långsamma hastigheter) och 3 nivåer (förhöjd hög, medelhög och låg hastighet) med potential för både huvudeffekter och en interaktion vid mätning av robotens stabilitet. Stabilitet kan operationellt definieras av klassen för att mäta den, eller till och med förenklas till huruvida roboten tippar eller inte.
• Organisera enkla experiment med en variabel så att mindre erfarna elever undersöker effekterna av olika egenskaper hos robotens konstruktion på dess hastighet, stabilitet och/eller styrka. 
• Underlätta undersökningar där elever modifierar en robots konstruktion eller skapar en ny robot som minimerar kraften på ett makroskopiskt objekt under en kollision (NGS-standard: HS-PS2-3).  

• Be elevgrupperna att designa och skapa en robot som kan minska mänskliga aktiviteters påverkan på miljön och den biologiska mångfalden. Låt teamen diskutera andra teams design och vilken inverkan den designen skulle ha för att ytterligare förfina deras prototyper (NGS-standarder: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Länkar till exempelaktiviteter