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学生机器人技术和K12课程

导读 我参与了学生机器人技术计划已有多年,我认为机器人技术可能是目前可用的最完美的教学方法。它提供课堂活动,教授高价值的STEM内容,并提供

我参与了学生机器人技术计划已有多年,我认为机器人技术可能是目前可用的最完美的教学方法。它提供课堂活动,教授高价值的STEM内容,并提供有效解决ELA通用核心标准的机会。实际上,整个课程范围都与机器人技术有联系。机器人技术也是一种培养诸如协作,解决问题和项目管理等基本工作技能的高效方法。在保持孩子积极性和参与性的同时,这一切都会使他们停止工作并继续上学日的剩余时间可能是一个挑战-这是一个好问题!

学生机器人技术的下一个重要步骤将是使其成为常规的白天课堂体验的核心部分。以下是一些最喜欢的活动,这些活动可以帮助机器人技术激发并影响所有学生,也可以极大地提高老师的满意度。

机器人与ELA

机器人技术甚至可以为初等基础的学生发挥作用。我喜欢的一种方法是使用LEGO的WeDo建筑套装与英语艺术建立牢固的联系。学生可以构建机器人来帮助他们理解所读书籍的特征和情节。故事分析和理解功能得到了极大的支持和增强。例如,在一些教室里,在阅读著名的儿童读物《扎克的鳄鱼》的同时,还要建造一个鳄鱼机器人(或另一个角色的机器人),然后重新讲述或扩展故事。当然,在设计和制作作品时,学生还将学习基础工程和电子学,并练习数学。

同样,使用机器人技术来集中注意力并启用描述性和解释性语言的方法也可以在较高的等级上使用。通用核心ELA标准表明,学生应该能够有效地口头表达知识和思想。一个很好的例子可以在下面的“冒险故事设计挑战赛”中看到,该录像是得克萨斯州埃尔金中学弗里达·格里斯(Frieda Gress)的课堂视频。她说:“孩子们喜欢使用WeDo套件使动物“活着”,并创造和讲述故事。这些都是我们老师赖以生存的时刻。”

没有套件的机器人技术呢?让学生专注于如何设计机器人,然后解释和说明他们的想法和设计决策,具有极大的价值。学生可以运用他们学到的科学概念,例如识别集成到机器人中的简单机器。当然,这可以用铅笔和纸来完成,但是要获得技术支持的支持,请尝试使用在线上提供的众多“构建自己的机器人”游戏之一。保存完成的设计(进行屏幕截图),然后让学生解释他们对机器人将要做什么,它将如何工作以及为什么要像以前那样设计的想法。您会在网上找到许多此类游戏(一个吸引人的示例是Build Robot3)。

合作与竞争

数字时代学习的一个方面是协作,这对于使学生为不断发展的21世纪工作场所做好准备至关重要。但是,教师通常很难有效地做到这一点。一个很好的例子是我在华盛顿州格雷厄姆边疆中学的同事Ian Chow-Miller的合作工作。他有一个富有想象力的机器人项目,名为The Wave。他的学生都建造了相同的机器人,但是必须对它们进行编程,以使其作为一个小组一起“执行”。他的视频“ Period1WAVE”(下)显示了他的学生的兴奋和共同的目标,因为他们展示了他们在使机器人做真正令人印象深刻的事情方面取得的成功。伊恩指出:“让您的机器人前进一定量相对容易;弄清楚要等待多少时间,以便您与其他可能比您走得更远/停下的机器人同时返回。一旦弄清楚了,就可以对公式进行一般化,以便即使我们将房间中的机器人数量增加一倍,也可以将其应用于所有机器人。”

拔河机器人是一项激动人心的活动,它激发了学生对比赛的天生爱好并将其引导到坚实的科学学习中。加利福尼亚州圣玛丽亚市El Camino中学的科学老师卢克·劳里(Luke Laurie)将机器人技术视为他的八年级科学课程的重要组成部分,他说:“我发现,当我的学生在设计和建造拖船机器人时,他们正在运用力和运动的科学概念。他们在考虑摩擦,重力和速度的同时,还要进行一次又一次的测试,以设计出最好的牵引机……”

我的朋友加里·以色列(Gary Israel)是布朗克斯(纽约市)莫里斯校区高中2TrainRobotics团队的长期教练,他同意设计和制造打球机器人是他的团队解决的最激动人心的挑战之一。2TrainRobotics每年都参加FIRST机器人挑战赛(FIRST也有面向中小学生的比赛)。这些比赛的重点是基于机器人的STEM学习,专业精神和体育精神。

射击篮球或取回足球是所有孩子都能理解和欣赏的东西。他们可以可视化并沉入牙齿中,这是一项工程设计和施工挑战。而且,机器人动作基于可观察的人体工程学,它们可以与物理概念相关。团队的视频很好地说明了他们的机器人的精巧之处。

非凡的承诺

我发现绝对令人鼓舞的最后一个视频是白宫网站上的“ 教育创新:高中机器人技术 ”(机器人技术部分从15:39开始)。它显示了高中生向奥巴马总统展示了他们制造的机器人。我认为这为所有孩子带来了一个奇妙的机器人挑战之路:设计一个能够捕捉到您尊敬的成年人的想象力的机器人,展示您的想象力和行为能力的机器人,就像奥巴马总统所说的那样,“证明了美国年轻人的非凡前景”。

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