Kết nối Robot giáo dục với khoa học

Robotics không chỉ là tương lai mà còn là hiện tại. Bằng cách giúp học sinh làm quen với lập trình, cảm biến và tự động hóa, họ trau dồi các kỹ năng tư duy tính toán quan trọng cần thiết để thành công trong cả lực lượng lao động và cuộc sống hàng ngày của thế kỷ 21. Về mặt học thuật, robot giáo dục mang lại nhiều cơ hội học tập vì ngành học có STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) và thậm chí cả STEAM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học) là điều kiện tiên quyết. Robot giáo dục luôn mang tính liên ngành theo những cách hữu hình và có thể áp dụng cho học sinh. Ngoài ra, các hoạt động liên quan đến robot giáo dục đòi hỏi học sinh phải cộng tác, suy nghĩ bằng máy tính, khắc phục sự cố (xác định và giải quyết vấn đề) và đổi mới, vốn là những kỹ năng cơ bản của các chuyên gia thế kỷ 21. 

Trong các lớp học khoa học, robot giáo dục có tiềm năng được sử dụng làm bối cảnh để giảng dạy các phương pháp và thực hành khoa học cơ bản, chẳng hạn như phương pháp khoa học, quan sát, thử nghiệm, thu thập và phân tích dữ liệu. Nó cũng cho phép nghiên cứu các khái niệm vật lý ứng dụng và cơ học, tư duy hệ thống và tất nhiên là trí tuệ nhân tạo. Nghiên cứu về robot và hoạt động của nó cũng có thể là một hướng nghiên cứu trong lớp học khoa học nhưng robot giáo dục không phải là nghiên cứu về robot vì lợi ích của robot. Đó là việc sử dụng robot như một công cụ sư phạm để tìm hiểu về thực tiễn và khái niệm khoa học.  

Lời khuyên, gợi ý, & một số tiêu chuẩn tiềm năng để hướng tới

• Tổ chức lớp học của bạn để tạo điều kiện cho học tập dựa trên dự án (PBL) và yêu cầu học sinh cộng tác theo nhóm để hoàn thành dự án. Cung cấp các tiêu chí đánh giá cho cả những nỗ lực hợp tác và kết quả đạt được khi bắt đầu dự án để học sinh nhận ra những kỳ vọng của bạn. 
• Yêu cầu học sinh sử dụng nhật ký, biểu đồ lập kế hoạch và các công cụ lập kế hoạch khác để lập kế hoạch và thực hiện phát triển dự án.
• Cải thiện kỹ năng giao tiếp và cộng tác bằng cách cho phép học sinh trình bày với nhau và yêu cầu phản hồi.
• Nhắc nhở học sinh khi bắt đầu một dự án mở rằng sẽ có nhiều hơn một giải pháp "đúng" và những lời phê bình mang tính xây dựng nhằm mục đích cải thiện các dự án chứ không phải để chỉ trích chúng. 
• Đặt câu hỏi cho học sinh để giúp các em xem xét kiến ​​thức đã học trước đây trong lớp này và các lớp khác.
• Hãy để các giáo viên toán, công nghệ hoặc các giáo viên khác của học sinh biết học sinh đang làm gì trong lớp để họ có thể hỗ trợ và/hoặc đưa ra hướng dẫn và đề xuất.

• Sử dụng các tương tác giữa rô-bốt và môi trường của nó để nghiên cứu chuyển động và độ ổn định, lực và tương tác cũng như sự thay đổi năng lượng trong hệ thống (Tiêu chuẩn NGS: HS-PS2-1 & HS-PS3-1).
• Sử dụng khả năng không dây của robot để điều tra sóng và ứng dụng của chúng trong công nghệ truyền thông tin (Tiêu chuẩn NGS: HS-PS4-2 & HS-PS4-5).
• Sử dụng các thử nghiệm của robot làm cơ hội để thử nghiệm và thu thập dữ liệu. Ví dụ: chạy một chương trình để robot nhặt một vật thể và di chuyển nó khắp phòng với các tốc độ khác nhau bằng cánh tay vuốt của nó ở các độ cao khác nhau trong khi giữ tất cả các biến khác không đổi có thể tạo ra ít nhất 3 cấp độ (nhanh, ổn định và tốc độ chậm) bằng thử nghiệm 3 cấp độ (tăng cao, trung bình và thấp) với tiềm năng cho cả tác động chính và tương tác khi đo độ ổn định của robot. Độ ổn định có thể được lớp xác định về mặt vận hành để đo lường nó hoặc thậm chí được đơn giản hóa xem rô-bốt có nghiêng hay không.
• Tổ chức các thí nghiệm đơn biến đơn giản để yêu cầu những học sinh ít kinh nghiệm hơn nghiên cứu tác động của các tính năng khác nhau trong cấu tạo của rô-bốt đến tốc độ, độ ổn định và/hoặc sức mạnh của rô-bốt. 
• Tạo điều kiện cho các cuộc điều tra trong đó học sinh sửa đổi cấu trúc của rô-bốt hoặc tạo ra rô-bốt mới giúp giảm thiểu lực tác dụng lên một vật thể vĩ mô trong khi va chạm (Tiêu chuẩn NGS: HS-PS2-3).  

• Yêu cầu các nhóm học sinh thiết kế và chế tạo một robot có thể làm giảm tác động của các hoạt động của con người đến môi trường và đa dạng sinh học. Yêu cầu các nhóm thảo luận về thiết kế của các nhóm khác và tác động của thiết kế đó nhằm hoàn thiện hơn nữa nguyên mẫu của họ (Tiêu chuẩn NGS: HS-LS2-7 & HS-ESS3-4).

Liên kết đến các hoạt động mẫu