Eğitsel Robotiği Bilgisayar Bilimlerine 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, 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 robotik içeren etkinlikler, öğrencilerin işbirliği yapmasını, hesaplamalı düşünmesini, sorunları gidermesini (problemleri tanımlayıp çözmesini) ve yenilik yapmasını gerektirir; bunların hepsi 21. yüzyıl profesyonelleri için temel becerilerdir.

Robotik, programlama ve yazılım yetenekleri açısından büyük ölçüde bilgisayar bilimine dayanır. Eğitsel robotik, öğrenciler için fiziksel robotlarla etkileşime girdikçe ve robotları birbirleriyle ve/veya çevreyle etkileşime girdikçe programlamayı daha somut hale getirerek bunu vurgular. Eğitsel robotlar, öğrencilerin program planlama, sözde kod, akış şemaları ve hesaplamalı düşünme becerilerini daha da geliştirmek için kullanılabilir. Fiziksel bir robot, öğrencileri dijital bilgilerin nasıl saklandığı, işlendiği, iletildiği ve geri alındığı hakkında düşünmeye teşvik eder.

İpuçları, öneriler, hedeflenecek & potansiyel standartlar

• Proje tabanlı öğrenmeyi (PBL) kolaylaştırmak için sınıfınızı düzenleyin ve öğrencilerin projeyi tamamlamak için ekipler halinde işbirliği yapmasını 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. Ekipler, karmaşık programların geliştirilmesinde tasarım kararlarını metin, grafik, sunum ve/veya gösterimler kullanarak belgelemelidir (CSTA Standardı: 3A-AP-23). 
• 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.
• Öğrenci takımlarını bir robot tasarlayarak ve/veya programlayarak sorunları çözmeye teşvik eden projeler sunun (CSTA Standardı: 3B-AP-09). Mümkün olduğunda ekiplerin kendi ilgi alanlarına göre çözecekleri bir sorunu seçmelerine ve tanımlamalarına izin verin (CSTA Standardı: 3A-AP-13). Takımlar, talimatları başlatmak için olayları kullanarak hesaplamalı çözümlerini tasarlamalı ve yinelemeli olarak geliştirmelidir (CSTA Standardı: 3A-AP-16). 
• Takımlar için ortaya çıkan sorunları çözmeyin. Bunun yerine, kendi hatalarını tespit edip düzeltmek için sistematik sorun giderme stratejileri geliştirmelerine yardımcı olun (CSTA Standardı: 3A-CS-03). Ekipleri, bir programın tasarım özelliklerine (CSTA Standardı: 3B-AP-21) göre performans gösterdiğini doğrulamak için her zaman bir dizi test senaryosu kullanmaya teşvik edin. Öğrencilere programın adım adım analizi ve beklenmedik düzeltilmesi gereken davranış(lar) konusunda rehberlik edin. 
• Öğrencileri bir sorunu çözmek için birden fazla yol aramaya teşvik edin.  Sorun giderme konusunda, öğrencilerin ilk başta "başarısız olmalarının" beklendiği bir öğrenme ortamı yaratın. "İleriye gidememek" değerli bir yaşam becerisidir. 
• Takımlar prototipleri tamamladığında, çalışmalarını tüm sınıfa sunmalarını ve sınıfın varsayımsal kullanıcılar olarak hizmet vermelerini sağlayın (CSTA Standardı: 3A-AP-19). Daha sonra bunları daha da geliştirmek için bir yazılım yaşam döngüsü sürecini takip edebilirler (CSTA Standardı: 3B-AP-17). Bu, ekiplerin programlarını ve robotlarını daha kullanışlı ve erişilebilir hale getirecek şekilde değerlendirmelerine ve iyileştirmelerine olanak tanıyacaktır (CSTA Standardı: 3A-AP-21).
• Öğrencilerinizin geliştirme süreci sırasında mevcut olan tüm işbirliği araçlarını kullanmalarına izin verin (CSTA Standardı: 3A-AP-22). Hatta bu araçlar, özellikle bu platformların farklı kültür ve kariyer alanlarındaki kişilerin bağlantısını artırması durumunda sosyal medyayı da içerebilir (CSTA Standardı: 3A-IC-27). Örneğin ekipler, projelerini geri bildirim almak üzere diğer sınıflardaki öğrencilere sunmak için bir Skype görüşmesi ayarlayabilir.
• Öğrencilerinizin, kendilerine ve diğer ekiplerine daha iyi geri bildirim sağlayabilmeleri için algoritmalar hakkında verimlilik, doğruluk ve netlik açısından eleştirel düşünme becerilerini geliştirmelerini sağlayın (CSTA Standardı: 3B-AP-11). Bunu yapmanın bir yolu, kod incelemesi (CSTA Standardı: 3B-AP-23) gibi bir süreç aracılığıyla bir programın temel niteliklerini değerlendirdiğiniz bir tartışmaya öncülük etmektir.
• Eğitsel robotiği, bir labirentte ilerlemek veya sınıfta bir dizi davranışı gerçekleştirmek gibi karmaşık sorunların fizikselliğini vurgulamak için bir fırsat olarak kullanın. Çözülecek daha büyük bir problemin bileşenlerini görsel olarak tespit edebilmek ve izole edebilmek, öğrencilerin problemleri daha küçük bileşenlere ayırma ve prosedürler, modüller ve/veya nesneler gibi yapıları uygulama becerilerini geliştirmelerine yardımcı olacaktır (CSTA Standardı: 3A-AP-17) . Ayrıca, karmaşık problemdeki daha sonra bir çözüme uygulanabilecek genelleştirilebilir kalıpları vurgulayın (CSTA Standardı: 3B-AP-15).
• Okumalar, sunumlar vb. yoluyla bilgi işlem sistemlerinin kişisel, etik, sosyal, ekonomik ve kültürel uygulamaları nasıl etkilediğini vurgulamak için eğitimsel robotiği kullanın. (CSTA Standardı: 3A-IC-24) aynı zamanda yapay zekanın birçok yazılımı nasıl yönlendirdiğini de açıklar ve fiziksel sistemler (CSTA Standardı: 3B-AP-08). Bu tür ders oturumlarının iyi bir takibi, öğrencilerden şu anda bağımlı olduğumuz hesaplamalı ve/veya robotik yeniliklerin gelecekte ihtiyaçlarımızı karşılayacak şekilde nasıl gelişebileceğini tahmin etmelerini istemek olacaktır (CSTA Standardı: 3B-IC-27).

Örnek etkinliklere bağlantılar