Eğitsel Robotiği Matematiğe Bağlamak

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 çalışmaları çok çeşitli öğrenme fırsatları sunar çünkü disiplinin önkoşulları STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) ve hatta STEAM'dir (Bilim, Teknoloji, Mühendislik, Sanat ve Matematik). Robotik her zaman somut ve öğrencilere uygulanabilir şekillerde disiplinlerarasıdır. Ek olarak, robot bilimi içeren aktiviteler, öğrencilerin işbirliği yapmasını, hesaplamalı düşünmesini, sorunları gidermesini (problemleri tanımlayıp çözmesini) ve yenilik yapmasını gerektirir; bunların hepsi 21. yüzyıl profesyonelleri için temel becerilerdir. 

Eğitsel robotik, matematiği öğrenciler için daha anlamlı hale getirmenin mükemmel bir yoludur. Robotlar, öğrencilerin becerilerini gerçek dünya ortamına uygulayarak matematik dünyasına bağlanmalarına ve matematik dünyasına dalmalarına olanak tanıyan bir "kanca" sağlar. Öğrenciler daha sonra matematiğin günlük yaşamlarındaki değerini takdir etmeyi öğrenebilirler.

İpuçları, öneriler, hedeflenecek & potansiyel standartlar

• Proje tabanlı öğrenmeyi (PBL) kolaylaştırmak için sınıfınızı düzenleyin ve öğrencilerin robotik projelerini tamamlamak için ekipler halinde işbirliği yapmalarını sağlayın. Öğrencilerin beklentilerinizi anlaması için projenin başında hem işbirlikçi çabalar hem de teslim edilebilir proje için değerlendirme listeleri sağlayın. 
• Öğrencilerin proje geliştirmeyi planlamak ve yürütmek için günlükleri, zamanlama çizelgelerini ve diğer planlama araçlarını kullanmalarını sağlayın. Bu planlama materyalleri, öğrencilerin çözümlerinde yer alan matematiğin bir kısmını gösterebilecekleri bir yer olmalıdır. 
• Öğrencilerin süreçlerini ve tüm tasarım sürecinin sonuçlarını sözlü, grafik, niceliksel, sanal ve yazılı araçlar ve/veya üç boyutlu modeller kullanarak iletmelerine olanak tanıyın (STL standart 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4).
• 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 teknoloji, bilim veya diğer öğretmenlerinin, size yardımcı olabilmeleri ve/veya rehberlik ve önerilerde bulunabilmeleri için, sınıfınızda ne üzerinde çalıştıklarını bilmelerini sağlayın.

• Öğrencilerin çözümlerini açıklayabilmeleri, mevcut tasarımları değerlendirebilmeleri, veri toplayabilmeleri, süreçlerini ve sonuçlarını aktarabilmeleri ve gerekli bilimsel araştırma veya matematik kavramlarını veya becerilerini ekleyebilmeleri için araştırma için zaman sağlayın (STL standart 9.I).
• Öğrencileri bir sorunu çözmek için birden fazla yol aramaya teşvik edin.  Sorun giderme konusunda, öğrencilerin ilk başta "başarısız olmalarının" beklendiği bir öğrenme ortamı yaratın. Bunu yaparak, öğrencilerin problemleri anlamlandırmalarına ve onları çözmede ısrar etmelerine olanak tanırsınız (CCSS.Math.Practice.MP1).  "İleriye gidememek" değerli bir yaşam becerisidir. 
• Tasarımlarını geliştirerek ve nihai projelerinin kalitesini, verimliliğini ve üretkenliğini garantileyerek (STL standart 11.0) öğrencileri hassaslığa (CCSS.Math.Practice.MP6) katılmaya teşvik edin.
• Öğrenciler için çözümlerinde yer alan cebir ve geometri kavramlarını vurgulayın. Örneğin, tekerlekli bir robotun motorlarını çalıştırırken güç ayarını, çalışma süresini veya kat edilen mesafeyi hesaplamak cebir gerektirir. Bir dönüşün mesafesini hesaplarken açı anlayışlarını uyguluyorlar. 
• Eğitsel robotikte oran ve orantıların önemini vurgulayın. Tekerlekli bir robotun kat ettiği mesafe, tekerleklerinin çevresi ile orantılıdır. Öğrencilerin robotlarını hareket edecek şekilde programlamak için ihtiyaç duydukları tekerlek dönüş sayısını hesaplamak için tekerleğin çevresini hesaplamaları gerekecektir.
• Öğrencilerin robotlarını programlamak için tahmin ve kontrol yöntemlerini kullanmalarına izin vermekten kaçının. Kesin olmanın daha iyi ve daha kolay bir yolunu bilmedikleri sürece, öğrenciler hareket etme ve dönme için girdikleri değerleri varsayılan olarak tahmin etmeyi ve kontrol etmeyi tercih edeceklerdir. Robotlarını ilk seferde doğru şekilde programlayabilmeleri için hesaplamaları vurgulayarak (önceki iki maddeye bakın), programlamaya daha kolay ve daha etkili bir yaklaşımın altını çizersiniz.

Örnek etkinliklere bağlantılar