Eğitim Robotiğinin Bilimle Bağlantısı

Robotik sadece gelecek değil, aynı zamanda şimdiki zamandır. Öğrencileri programlama, sensörler ve otomasyonla tanıştırarak, hem 21. yüzyılın iş gücünde hem de günlük yaşamda başarılı olmak için gereken kritik bilişimsel düşünme becerilerini geliştirirler. Akademik olarak eğitsel robotik, çok çeşitli öğrenme fırsatları sunar çünkü disiplinin önkoşulları STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) ve hatta STEAM'dir (Bilim, Teknoloji, Mühendislik, Sanat ve Matematik). Eğitsel robotik her zaman somut ve öğrencilere uygulanabilir şekillerde disiplinlerarasıdır. Ek olarak, eğitsel robotiği içeren etkinlikler, öğrencilerin işbirliği yapmasını, hesaplamalı düşünmesini, sorun gidermeyi (problemleri tanımlama ve çözmeyi) ve 21. yüzyıl profesyonelleri için temel beceriler olan yenilik yapmayı gerektirir. 

Fen derslerinde eğitsel robotik, bilimsel yöntem, gözlem, deney, veri toplama ve analiz gibi temel bilimsel yöntem ve uygulamaları öğretmek için bağlam olarak kullanılma potansiyeline sahiptir. Aynı zamanda uygulamalı fizik ve mekanik kavramların, sistem düşüncesinin ve tabii ki yapay zekanın araştırılmasına da olanak tanır. Robotu ve onun işleyişini incelemek aynı zamanda bir fen sınıfında bir araştırma konusu olabilir, ancak eğitsel robotik, robotiğin robotik uğruna incelenmesi değildir. Bilimin uygulamaları ve kavramları hakkında bilgi edinmek için robotun pedagojik bir araç olarak kullanılmasıdır.  

İpuçları, öneriler, hedeflenecek & potansiyel standartlar

• Proje tabanlı öğrenmeyi (PBL) kolaylaştırmak için sınıfınızı düzenleyin ve öğrencilerin projeleri tamamlamak için ekipler halinde işbirliği yapmalarını sağlayın. Öğrencilerin beklentilerinizi anlaması için hem işbirlikçi çabalar hem de projenin başlangıcında teslim edilecekler için değerlendirme listeleri sağlayın. 
• Öğrencilerin proje geliştirmeyi planlamak ve yürütmek için günlükleri, zamanlama çizelgelerini ve diğer planlama araçlarını kullanmalarını sağlayın.
• Öğrencilerin birbirlerine sunum yapmasına ve geri bildirim istemesine olanak tanıyarak iletişim ve işbirliği becerilerini geliştirin.
• Açık uçlu bir projenin başlangıcında öğrencilere birden fazla "doğru" çözüm olacağını ve yapıcı eleştirinin projeleri eleştirmek değil geliştirmek amacıyla yapıldığını hatırlatın. 
• Öğrencilere bu ve diğer derslerde öğrenilen önceki bilgileri dikkate almalarına yardımcı olacak sorular sorun.
• Öğrencilerinizin matematik, teknoloji veya diğer öğretmenlerinin, size yardımcı olabilmeleri ve/veya rehberlik ve önerilerde bulunabilmeleri için, öğrencilerinizin sınıfınızda ne üzerinde çalıştıklarını bilmelerini sağlayın.

• Sistemler içindeki hareket ve stabiliteyi, kuvvetleri ve etkileşimleri ve enerji değişikliklerini araştırmak için robot ile çevresi arasındaki etkileşimleri kullanın (NGS Standartları: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Dalgaları ve bunların bilgi aktarımı teknolojilerindeki uygulamalarını araştırmak için robotun kablosuz yeteneklerini kullanın (NGS Standartları: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Robotun testlerini deney ve veri toplama fırsatları olarak kullanın. Örneğin, robotun bir nesneyi alması ve pençe kolu farklı yüksekliklerde olacak şekilde oda boyunca farklı hızlarda hareket ettirmesi ve diğer tüm değişkenleri sabit tutması için bir program çalıştırmak en az 3 seviyeli (hızlı, sabit ve sabit) bir etki yaratabilir. yavaş hızlar) 3 seviyeli (yükseltilmiş yüksek, orta seviye ve düşük) robotun stabilitesini ölçerken hem ana etkiler hem de etkileşim potansiyelleri ile denemeler yapın. Stabilite, ölçmek için sınıfa göre operasyonel olarak tanımlanabilir, hatta robotun eğilip eğilmeyeceğine göre basitleştirilebilir.
• Daha az deneyimli öğrencilerin robot yapısının farklı özelliklerinin robotun hızı, kararlılığı ve/veya gücü üzerindeki etkilerini araştırmasını sağlamak için basit tek değişkenli deneyler düzenleyin. 
• Öğrencilerin bir robotun yapısını değiştirdiği veya çarpışma sırasında makroskobik bir nesneye uygulanan kuvveti en aza indiren yeni bir robot oluşturduğu araştırmaları kolaylaştırın (NGS Standardı: HS-PS2-3).  

• Öğrenci gruplarından insan faaliyetlerinin çevre ve biyolojik çeşitlilik üzerindeki etkilerini azaltabilecek bir robot tasarlamalarını ve yaratmalarını isteyin. Ekiplerin, diğer ekiplerin tasarımlarını ve prototiplerini daha da geliştirmek için tasarımın yaratacağı etkiyi tartışmasını sağlayın (NGS Standartları: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Örnek etkinliklere bağlantılar