机器人技术不仅是未来,也是现在。 通过让学生熟悉编程、传感器和自动化,他们磨练了在 21 世纪的劳动力和日常生活中取得成功所需的关键计算思维技能。 从学术上来说,教育机器人学的研究提供了各种各样的学习机会,因为该学科以STEM(科学、技术、工程和数学)甚至STEAM(科学、技术、工程、艺术和数学)作为其先决条件。 机器人技术始终是跨学科的,以切实可行且适用于学生的方式。 此外,涉及机器人技术的活动需要学生进行协作、计算思维、故障排除(识别和解决问题)和创新——所有这些都是 21 世纪专业人士的基本技能。
教育机器人是让数学对学生更有意义的好方法。 机器人提供了“钩子”,使学生能够通过将他们的技能应用到现实世界中来连接并沉浸在数学世界中。 然后,学生能够学会欣赏数学在日常生活中的价值。
提示、建议、 & 一些潜在的目标标准
- 组织课堂以促进基于项目的学习 (PBL),并让学生团队协作完成机器人项目。 在项目开始时提供协作工作和可交付项目的细则,以便学生认识到您的期望。
- 让学生使用日记、日程表和其他规划工具来规划和执行项目开发。 这些规划材料应该是学生可以展示其解决方案中涉及的一些数学知识的地方。
- 允许学生使用口头、图形、定量、虚拟和书面手段和/或三维模型来交流整个设计过程的过程和结果(STL 标准 11.R & CCSS.Math.Practice.MP4)。
- 通过允许学生相互展示并寻求反馈来提高沟通和协作技能。
- 在开放式项目开始时提醒学生,会有不止一个“正确”的解决方案,建设性批评旨在改进项目而不是批评项目。
- 向学生提出问题,帮助他们思考在本课程和其他课程中学到的先前知识。
- 让学生的技术、科学或其他老师知道学生在课堂上正在做什么,以便他们可以提供帮助和/或提供指导和建议。
- 提供研究时间,以便学生能够解释他们的解决方案、评估现有设计、收集数据、交流他们的过程和结果,并附加任何必要的科学研究或数学概念或技能(STL 标准 9.I)。
- 鼓励学生寻找多种方法来解决问题。 关于故障排除,要营造一种学习氛围,让学生首先会“失败”。 通过这样做,您可以让学生理解问题并坚持解决它们(CCSS.Math.Practice.MP1)。 “失败前行”是一项宝贵的生活技能。
- 鼓励学生通过改进设计并确保最终项目的质量、效率和生产力(STL 标准 11.0)来注重精确性 (CCSS.Math.Practice.MP6)。
- 向学生强调解决方案中包含的代数和几何概念。 例如,计算轮式机器人电机运行时的功率设置、运行时间或行驶距离需要代数。 在计算转弯距离时,他们运用了对角度的理解。
- 强调教育机器人中比率和比例的重要性。 轮式机器人行驶的距离与其轮子的周长成正比。 学生需要计算轮子的周长,以便计算出机器人移动编程所需的轮子转数。
- 避免让学生使用猜测和检查的方法来对机器人进行编程。 学生将默认猜测和检查他们输入的移动和转向值,除非他们知道更好、更简单的精确方法。 通过强调计算,以便他们能够第一次正确地对机器人进行编程(请参阅前两个项目符号),您可以强调一种更简单、更有效的编程方法。