Kết nối Robot giáo dục với Toán 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, nghiên cứu về robot giáo dục mang lại nhiều cơ hội học tập vì ngành này 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. Robotics luôn mang tính liên ngành theo những cách hữu hình và có thể áp dụng cho sinh viên. Ngoài ra, các hoạt động liên quan đến robot đòi hỏi học sinh phải cộng tác, suy nghĩ tính toán, khắc phục sự cố (xác định và giải quyết vấn đề) và đổi mới - tất cả các kỹ năng cơ bản dành cho các chuyên gia thế kỷ 21. 

Robot giáo dục là một cách tuyệt vời để làm cho môn toán trở nên có ý nghĩa hơn đối với học sinh. Robot cung cấp “móc câu” cho phép học sinh kết nối và hòa mình vào thế giới toán học bằng cách áp dụng các kỹ năng của mình vào môi trường thế giới thực. Sau đó, học sinh có thể học cách đánh giá cao giá trị của toán học trong cuộc sống hàng ngày.

Lời khuyên, gợi ý, & một số tiêu chuẩn tiềm năng cần 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 các dự án chế tạo robot. Cung cấp các tiêu chí đánh giá cho cả những nỗ lực hợp tác và dự án có thể thực hiện được ngay từ 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. Những tài liệu lập kế hoạch đó phải là nơi mà học sinh có thể thể hiện một số vấn đề toán học liên quan đến lời giải của mình. 
• Cho phép học sinh truyền đạt các quy trình và kết quả của toàn bộ quá trình thiết kế bằng cách sử dụng các phương tiện bằng lời nói, đồ họa, định lượng, ảo và văn bản và/hoặc mô hình ba chiều (tiêu chuẩn STL 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4).
• 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 công nghệ, khoa học 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.

• Cung cấp thời gian cho nghiên cứu để học sinh có thể giải thích các giải pháp của mình, đánh giá các thiết kế hiện có, thu thập dữ liệu, truyền đạt các quy trình và kết quả của họ cũng như đính kèm bất kỳ kỹ năng hoặc nghiên cứu khoa học hoặc khái niệm toán học cần thiết nào (tiêu chuẩn STL 9.I).
• Khuyến khích học sinh tìm nhiều cách giải một bài toán.  Về việc khắc phục sự cố, hãy tạo ra một bầu không khí học tập mà ban đầu học sinh được cho là sẽ “thất bại”. Bằng cách đó, bạn cho phép học sinh hiểu được vấn đề và kiên trì giải quyết chúng (CCSS.Math.Practice.MP1).  “Thất bại về phía trước” là một kỹ năng sống quý giá. 
• Khuyến khích học sinh chú ý đến độ chính xác (CCSS.Math.Practice.MP6) bằng cách tinh chỉnh thiết kế của họ và đảm bảo chất lượng, hiệu quả và năng suất của dự án cuối cùng của họ (tiêu chuẩn STL 11.0).
• Làm nổi bật cho học sinh các khái niệm đại số và hình học có trong lời giải của các em. Ví dụ: việc tính toán cài đặt nguồn điện, thời gian chạy hoặc quãng đường di chuyển khi chạy động cơ của robot có bánh xe cần phải có đại số. Khi tính khoảng cách của một ngã rẽ, họ đang áp dụng hiểu biết về các góc. 
• Nhấn mạnh tầm quan trọng của tỷ lệ và tỷ lệ trong robot giáo dục. Quãng đường mà robot có bánh xe di chuyển tỷ lệ thuận với chu vi bánh xe của nó. Học sinh sẽ cần tính chu vi của bánh xe để tính số vòng quay của bánh xe mà các em cần để lập trình cho robot của mình di chuyển.
• Tránh cho phép học sinh sử dụng phương pháp đoán và kiểm tra để lập trình cho robot của mình. Học sinh sẽ mặc định đoán và kiểm tra các giá trị họ nhập để di chuyển và quay trừ khi họ biết cách chính xác hơn và dễ dàng hơn. Bằng cách nhấn mạnh các tính toán để họ có thể lập trình robot của mình đúng cách ngay lần đầu tiên (xem hai dấu đầu dòng trước), bạn nêu bật một cách tiếp cận lập trình dễ dàng và hiệu quả hơn.

Liên kết đến các hoạt động mẫu