Robot: Jawaban Amerika untuk semakin berkurang Skor Matematika

I. Pendahuluan

"Anda tidak bisa mencapai apa yang Anda tidak bisa hamil."

-Author unknown

Amerika Serikat mungkin kehilangan supremasi sebagai negara adidaya jika anak-anak kita hari ini tidak dapat memahami teknologi masa depan. Kecenderungan sudah diatur. Tingkat tinggi pekerjaan rekayasa saat ini sedang outsourcing ke negara-negara lain, bukan hanya karena biaya lebih murah, tapi kelemahan-kelemahan mengisi mereka di negara-negara. Mari kita hadapi itu, ada tidak terlalu banyak orang Amerika yang berusaha untuk memiliki doktrin di Teknik Elektro untuk melakukan penelitian dan pengembangan. Untuk negara-negara lain seperti Korea, banyak siswa melihat Matematika sebagai "bahasa universal" dan meramalkan diploma tingkat doktor teknis didasarkan sebagai kebutuhan untuk unggul di negara mereka. Bagi banyak orang, ini adalah satu-satunya jalan keluar dari kemiskinan. anak-anak Amerika, stereotip, tidak memiliki rasa takut untuk memotivasi mereka. Banyak anak di negara "unggul" hanya ingin melihat matematika sebagai sesuatu yang diperlukan untuk lulus tes kemahiran. Nilainya dibuang. Implementasi tidak terlihat. Keinginan anak-anak untuk mengikuti jenis jalur karir menurun. Jelas, ini implikasi masa yang akan datang mengganggu dan mungkin suatu hari akan merusak dasar negara kita. Namun, saya percaya memelihara antusiasme anak-anak di perlukan untuk menggunakan matematika mungkin jawabannya. Tidak mengherankan sebagaimana tercantum dalam Robot for Kids, "peringkat Robot kanan atas ada dengan dinosaurus ketika datang untuk meraih perhatian siswa SD ..." [1 hal 232]. Oleh karena itu, saya memprediksi minat, partisipasi aktif, dan tepat bimbingan dalam robotika akan meningkatkan nilai matematika nasional direkam.

II. Skor mengejutkan Math

Fakta tidak berbohong. Menurut Departemen Pendidikan Amerika Serikat pada tahun 1999 [2], Amerika Serikat peringkat 12 di antara anak kelas 4, suatu mengejutkan 28 antara grader 8, dan hanya 19 di antara lansia di nilai matematika nasional direkam. Bagaimana negara yang dilanda kemiskinan dan bermasalah seperti Israel menjadi tiga peringkat di depan kita dengan siswa kelas 8? Jelas, uang bukanlah jawabannya. Saya juga tidak percaya Israel telah ketakutan sedikit tentang kekerasan dari anak-anak kota batin kita lakukan untuk mengalihkan perhatian mereka. Walaupun agak bingung I'ma oleh jawabannya, saya yakin solusi terletak pada aspirasi memiliki anak dan keinginan batin. Banyak dari mimpi remaja kita untuk menjadi atlet profesional atau penyanyi pop. Itulah apa yang mereka lihat. Itulah apa yang mereka ketahui. Itulah apa yang mereka sukai. Anak-anak ini mudah dipengaruhi muda melihat jalan ini tidak hanya sebagai menyenangkan, tetapi juga sebagai sarana untuk kebebasan finansial. Dengan matematika sebagai "bahasa universal," anak-anak di negara-negara lain dapat melihat ini sebagai satu-satunya cara untuk menerobos tingkat kemiskinan dan berkembang dalam kehidupan. Mari kita hadapi itu, matematika bisa menjadi pelajaran yang sulit dipahami. Kecuali satu baik memiliki nama pertama 'Albert' atau menemukan alasan motivasi untuk mengajukan upaya ekstra, nilai akan menderita. Internasional Ketiga Matematika dan Ilmu Study (TIMSS) telah menemukan bahwa "siswa yang setuju bahwa mereka seperti matematika dan matematika yang berguna untuk menyelesaikan masalah, dinilai lebih tinggi dibandingkan dengan siswa yang tidak setuju" [3]. Tidak mengherankan, banyak pendidik telah mengambil ini sebagai yang diberikan. Pertanyaan yang sekarang muncul adalah bagaimana memotivasi anak-anak? Atau lebih baik lagi, bagaimana seseorang mengikuti kurikulum menyerahkan-down saat mengambil keuntungan dari teknologi saat ini menarik? Seperti yang dinyatakan oleh Druin dan Hendler, "Saya percaya keinginan untuk belajar harus dilakukan dengan ide menghidupkan atau proyek menarik. Teknologi baru memungkinkan siswa dari segala usia untuk mengejar kaya, pengalaman belajar jauh lebih kompleks. Dengan robot, siswa benar-benar dapat menjadi ilmuwan, insinyur, desainer, dan pembangun "[1 hlm 161-62].

Grade 4 Grade 8 Grade 12

Rank Bangsa Bangsa Skor Skor Skor Bangsa

1 Singapura 625 Singapura 643 Belanda 560

2 Korea Korea 611 607 552 Swedia

3 Jepang 597 Jepang 605 Denmark 547

4 Hong Kong Hong Kong 587 588 540 Swiss

5 Belanda Belgia 577 565 534 Islandia

6 Republik Ceko Republik Ceko 567 564 528 Norwegia

7 Austria Republik Slovakia 559 547 523 Perancis

8 Swiss 545 Slovenia 552 Selandia Baru 522

9 Irlandia Belanda 550 541 Australia 522

10 Hungaria Slovenia 548 541 519 Kanada

Australia 546 11 Bulgaria 540 Slovenia 518

12 Amerika Serikat 545 Austria 539 Jerman 495

13 Kanada 532 Prancis 538 Hungaria 483

14 Israel Italia 531 Hungaria 537 476

15 Latvia 525 Fed Rusia. 535 Rusia Fed. 471

16 Skotlandia 520 Australia 530 Lithuania 469

17 Inggris Irlandia 513 466 527 Republik Ceko

18 Siprus 502 Kanada 527 Amerika Serikat 461

Norwegia 502 19 Siprus 446 Belgia 526

20 Swedia 499 Selandia Baru 519 Afrika Selatan 356

21 Yunani 492 Thailand 522

22 Thailand 490 Israel 522

23 Portugal 475 Jerman 509

24 Islandia 474 Selandia Baru 508

25 Iran 429 ... (28) Amerika Serikat 500



Gambar 1: Internasional Ketiga Matematika dan Ilmu Study (TIMMS) Tahun 1999 skor Matematika [2].

Gambar 2: Rata-rata nilai matematika oleh siswa bahwa negara "Aku suka matematika" [3].

Gambar 3: Rata-rata nilai matematika oleh siswa bahwa negara "Matematika berguna untuk memecahkan masalah sehari-hari" [3].

III. Robot di Media

Televisi mungkin pinjaman tangan membantu dalam mengejar pendidikan memicu minat anak-anak di robot. Mungkin mata telah diberkati untuk melihat Honda komersial dari robot 4 kaki berjalan menyusuri jalan masuk ke pickup sebuah koran Minggu. Robot ini benar-benar otonom, yang nampak mengenakan baju ruang angkasa, saat ini sedang tur di seluruh dunia. Ini "Langkah Lanjutan dalam mobilitas Inovatif," atau lebih dikenal dengan Asimo, adalah hasil dari program robot yang dimulai pada tahun 1986. Sebagai robot humanoid yang paling maju di keberadaan, penciptaan ini menarik berjalan dengan dua kaki, memiliki 26 derajat kebebasan, dapat berjalan menaiki tangga, dan saat ini di Amerika Utara Pendidikan Tour. Baru-baru ini, teknologi ini keajaiban mengunjungi sekolah-sekolah Bronx dalam upaya untuk "mendorong kepentingan dalam studi robotika dan ilmu pengetahuan" [4]. Bahkan bagian tentang website ini didedikasikan untuk sumber daya guru untuk anak-anak. Dengan Asimo, Honda benar-benar memberi masa muda kita "Kekuatan mimpi" [4].

Sony juga melakukan bagiannya untuk "Ubah cara Anda melihat dunia." AIBO telah menjadi hewan peliharaan di masa depan bagi banyak sedangkan II SDR-4X adalah semua pujian. AIBO adalah anjing otonom yang dapat belajar, melakukan trik-trik, dan mengungkapkan perasaan. Ini bagian sekitar $ 2000 dari hiburan benar-benar diprogram untuk peningkatan dan tujuan pendidikan. Bersiaplah untuk hewan peliharaan untuk mengekspresikan 6 jenis perasaan yang berbeda, bertindak sesuai dengan lingkungan dan perhatian itu menerima, mencari mainan, dan tanpa bantuan manusia itu akan bangun dan jatuh tertidur di stasiun pengisian. Tidak hanya lembur anjing dewasa, tetapi juga tidak akan kotor karpet sebagai anjing! II SDR-4X, di sisi lain, secara harfiah telah menjadi pujian di antara anak muda. humanoid ini dapat tertangkap "mengoceh" (sebuah techno teknik tari), melempar bola, melakukan tai chi, dan bahkan jogging. Bahkan lebih baik, klip video yang tersedia di Internet dan televisi menunjukkan lima dari mereka melakukannya serempak. Dan hal itu akan lebih baik! Robot ini juga memiliki pengenalan wajah, kosakata 20.000-kata untuk pengenalan suara dan sintesis, pengenalan warna, dan masih menemukan waktu untuk memetakan ruang untuk penempatan optimal untuk pamer. Sekarang hanya jika hal ini tidak perlu diisi. Oh, aku menyebutkan pekerjaan telah dilakukan pada itu [4, 5]?

Robot lain melakukan pekerjaan yang luar biasa untuk menciptakan perhatian bagi diri mereka sendiri dan memotret untuk anak muda "keren" pekerjaan untuk memiliki ketika mereka dewasa. Namun, saya percaya bahwa acara televisi Robot Wars adalah kekuatan pendorong mengilhami mereka untuk mulai membangun. Saya dapat menjamin sebagai bukti hidup pernyataan itu. Hidupkan TechTV dan Anda akan memiliki kenikmatan menonton pertempuran robot sampai mati di arena yang memiliki hembusan api, lubang untuk dilupakan, dan sirip bahwa peluncuran robot malang melalui udara untuk azab mereka. Kombinasikan ini dengan ratusan jika tidak lebih dari seribu anak-anak berteriak di tribun dan acara ini menjadi favorit cepat. Website program bahkan menyediakan harian untuk memuaskan kehausan bangunan. link langsung diberikan tentang cara untuk mulai membuat robot dari rumah. GI Joes mulai terlihat seperti mainan bayi dibandingkan dengan robot pon 500 yang tunas kebakaran, berputar pisau, telah menghancurkan gapit, dan bergerak ketat untuk bertahan dan menghancurkan ciptaan orang lain. Di dalam 20 - oleh arena 54-kaki yang paling dalam pertempuran robot dan persaingan. Anak-anak menyukainya [7, 8]!

IV. Kreatif Avenue

Sebuah mengubah tempat umum banyak ketika dipaksa untuk membangun sebuah bot adalah buku David Cook, Robot Bangunan untuk Pemula. Mengikuti petunjuk ini, tidak hanya akan robot baris berikut dibangun, tetapi matematika tidak terlepas dari digunakan dan dikejar. Untuk memahami kecepatan, yang pertama harus memahami Revolutions Per Menit, off perdagangan antara kecepatan dan torsi, tingkat baterai, gesekan, massa robot dan cara untuk memanipulasi nilai-nilai ini dengan tegangan yang berbeda, rasio roda gigi, dan ukuran ban. Trial and error selalu merupakan pilihan dan, mungkin saya tambahkan, satu populer di kalangan pemula. Ingat, robotika adalah sesuatu yang membuat kesalahan adalah 'OK' dan sejumlah besar hasil belajar dari kesalahan-kesalahan ini. Namun, hal ini di mana langkah-langkah seorang guru dan menyediakan 'tas trik' untuk pengetahuan anak-anak kelaparan. Saya percaya Miller dan Stein mengatakan dengan sangat baik ketika mereka detail reaksi dari kelas kelas kedua:

"... Beberapa siswa akan memandang dengan kagum dan kekaguman pada satu atau dua siswa yang tahu tabel perkalian dan bisa memprediksi berapa kali motor ini perlu untuk membuat roda pada gilirannya robot mereka sekali ... Semua dari jari-jari tiba-tiba, lingkaran, Lingkar, dan sebagainya memiliki utilitas-sebagai salah satu siswa kami tiba-tiba berseru keras, "Jadi, itulah yang pi adalah untuk!" "[1 hlm 231-32].

Wow, semua itu hanya menentukan kecepatan. Mari kita lupa bahwa orang yang membaca buku ini akan belajar tentang ilmu bahan (kekuatan tekstil yaitu), elektronik dasar (tegangan = hambatan * saat ini), mekanik (beban dan stres), dioda, resisters, kapasitor, LED, dan semua alat dan prosedur untuk menggunakannya secara efektif. Sepintas, ini mungkin tampak seperti banyak belajar untuk anak. Ingat ini: itu bukan pelajaran guru dipaksa pada anak-anak, itu mereka sendiri! Apa yang menjadi diminati anak dengan pertanyaan yang menyatakan, "Jika Jack adalah setengah setua Jill, dan Jill sepertiga setua Jan? Lalu bagaimana tua Jack pada 60 Jan ulang tahun "Membangun robot adalah mimpi guru -? Masalah benar pemecahan dengan manfaat tambahan semangat [9].

Dengan robot DC, langit adalah batas tentang bagaimana teknis proyek akan menjadi. Namun, solusi yang kompleks terkadang lebih cepat dan kurang mungkin lebih tepat. teknologi BEAM menggunakan energi matahari untuk daya yang sangat sederhana, namun menawan, robot. Ini singkatan Biologi Estetika Electronics Mekanika merupakan bidang robotika tidak menggunakan daya komputasi, inspirasi dari Ibu Alam, fokus pada desain yang menarik bagi mata, sementara membuat semuanya bekerja dengan sejumlah kecil daya diberikan dari sebuah panel surya. Ada papan sirkuit jarang digunakan, pemrograman tidak ada yang terlibat, dan hanya beberapa murah adalah bagian yang diperlukan. robot pertama saya BALOK terlibat klip kertas, motor pager, sebuah panel surya, sebuah kapasitor, dan sedikit solder. Dalam sekitar 20 menit, 5 bagian datang untuk hidup! Keindahan robot ini adalah kesederhanaan untuk membangun, bagian yang murah untuk membeli atau mudah ditemukan di sampah techno di sekitar rumah, dan hanya solder diperlukan untuk membangun mereka. Sementara robot ini umumnya berbentuk bug atau makhluk kecil lainnya, mereka memiliki daya tarik besar untuk anak-anak. Proyek sangat cepat. Fakta ini sendiri menganut mereka dengan rentang perhatian yang pendek yang ingin umpan balik langsung pada mereka berlangsung. Selain itu, banyak dari prinsip-prinsip dasar ilmu pengetahuan dan biologi digabungkan dalam desain dan dapat didiskusikan berkenaan dengan energi surya. Kunjungan ke kebun binatang akan menjadi lebih pendidikan sebagai anak-anak akan mencari binatang untuk meniru saat dan penampilan mereka. "Konstruksi proyek material dan ide-ide yang menarik bagi berbagai kepentingan mengijinkan multiple entry point ke dalam ilmu pengetahuan, matematika, teknik, desain, seni dan musik untuk semua jenis pelajar. Bahan-bahan ini tidak hanya membuat domain pengetahuan baru diakses, tetapi juga memberikan cara baru bagi anak-anak untuk berhubungan dengan domain pengetahuan yang mereka sudah terkena "[1 hal 22]. Selain itu, tantangan yang jelas dari teknologi surya adalah untuk meminimalkan arus yang digunakan dan menemukan cara untuk menyimpan (kapasitor) energi apa sedikit yang tersedia. Oleh karena itu, robotists muda akan belajar pentingnya membaca dan memahami data bagian lembar untuk memilih bagian-bagian yang sesuai dengan bijaksana. Tentu saja, beberapa masalah yang paling dasar teknik pemecahan dimanfaatkan di finest [10].

Ketika murid masih muda atau keterampilan solder belum cukup matang, Lego Mindstorms selalu merupakan pilihan yang luar biasa. Sebenarnya, siapapun dari segala usia akan menemukan baris ini teknis dan robot dari Lego investasi yang bijaksana. Tidak hanya adalah bagian dapat digunakan kembali dan non-eksklusif untuk sebuah proyek tertentu, tetapi juga mereka dapat diprogram dalam berbagai bahasa pada komputer dari Visual Basic ke bahasa berorientasi objek sendiri Lego pemrograman. Tidak ada kabel diperlukan baik. Semua ini dapat dilakukan melalui pemancar inframerah! Sulit untuk membayangkan bagaimana Lego sudah berjalan di tangan-tangan dengan teknologi. Sebagai contoh, mari kita lihat lebih dekat kit "Robotics Invention System 2.0." Termasuk mengatur ini baterai dioperasikan RCX Mikrokomputer digunakan untuk menyimpan program dan menghubungkan semua peripheral, 718 buah yang meliputi 2 motor, 2 sensor sentuh, dan 1 cahaya sensor, sebuah menara USB inframerah, dan bahasa gambar yang sederhana namun kuat pemrograman berbasis pada CD. Tentu saja, semua Lego dari salah satu kit sebelum dapat digunakan bersamaan dengan alat pendidikan. Selain itu, di website Mindstorms, ada program online gratis di mana untuk membuat proyek memilih salah Lego ada. Lingkungan virtual 3D ini sangat ideal untuk posting kreasi di web atau bereksperimen dengan Lego yang belum dibeli [11, 12, 13].

Sebagai hasil dari perangkat lunak yang disertakan, anak-anak dapat memiliki robot pertama mereka dibangun dalam waktu kurang dari satu jam setelah pembelian. Ada membunuh pelajaran praktek, sesi pelatihan, dan misi disertakan pada CD. Masing-masing sesi pelatihan mengajarkan kemampuan khusus dari Sistem Robotika saat menjelaskan berbagai cara untuk menguji, memecahkan masalah, dan tweak konstruksi. Akhirnya, pelajaran akan meningkat menjadi kemampuan seperti: menggunakan sensor untuk berinteraksi dengan lingkungan, pemrograman dengan ikon yang mewakili blok kode, dan menciptakan respon lingkungan untuk robot untuk melakukan apa pun keinginan penciptanya. Pada saat CD selesai, hampir semua teknik dasar yang diperlukan untuk menyelesaikan proyek akan telah tertutup [11, 14].

Sudah, ada lebih dari selusin buku yang ditulis tentang Lego Mindstorms dengan M rinci bagaimana-untuk-teman untuk menciptakan segala sesuatu dari scanner, alat musik, dan pencipta gambar, untuk mata-mata bot, penggosok kuku, dan & tukang sortir M warna. Aku bahkan memiliki buku yang menggambarkan kreasi dari mesin ATM, dealer kartu, gajah itu menyemprotkan air, dan bahkan robot yang melakukan pekerjaan membersihkan Lego dari lantai [15]. Dengan menyelesaikan proyek ini, menurut Cole dan O'Conner, "(Pendidikan) manfaat termasuk membantu anak-anak untuk meningkatkan kemampuan konsentrasi mereka, bekerja dengan instruksi, memecahkan masalah, dan mengembangkan kesabaran" [16]. Baris ini Lego diciptakan oleh profesor MIT saat ini sedang digunakan dengan ribuan pendidik di seluruh dunia. Karena kebanyakan anak hanya melihat robot sebagai "mainan", mereka cenderung tetap sangat terfokus dan bergerak di seluruh pelajaran. Sehingga memungkinkan pengaturan grup lebih produktif dan lebih kreatif dalam solusi kedalaman atas skenario yang diberikan, dan pengembangan ketrampilan interpersonal dan ketrampilan membangun tim. Semua ini dilakukan tanpa menggunakan pensil [17, 18]!

V. Studi Kasus

Jika sesuatu tidak dapat diukur, maka saya percaya tidak dapat dibuktikan atau ditingkatkan. Hipotesis saya adalah bahwa dengan bunga, partisipasi aktif, dan bimbingan yang tepat dalam robotika, TIMMS skor rata-rata akan meningkat setidaknya 10 poin dari waktu ke waktu satu tahun. Karena tes yang diambil pada tahun kelas 4, 8, dan 12 masing-masing, melakukan ini akan perlu untuk melibatkan seluruh sistem sekolah dan kemudian berhubungan skor dengan tahun sebelumnya. Ingat, isi pengalaman dan tidak begitu banyak alat-alat, adalah apa yang penting untuk belajar. Oleh karena itu, peran, bimbingan, dan pelatihan guru dan robot yang ditunjuk / BALOK / Lego Mindstorms "pakar" tidak bisa ditekankan cukup. Hal ini naif untuk mempertimbangkan menempatkan komputer di depan seseorang dan mengharapkan satu untuk mampu membangun jaringan, menciptakan halaman web, atau menjadi fasih dalam bahasa pemrograman. Hal yang sama berlaku untuk robotika. Ketika meluncurkan upgrade kurikulum di awal tahun ajaran musim gugur, adalah penting untuk mendidik para guru selama musim panas sebelumnya. Tentunya, kali ini akan dihabiskan untuk memahami peralatan, mendiskusikan dan mempersonalisasikan rencana pelajaran yang dibuat sebelumnya dan meminjam, dan memberikan seluruh musim panas tanpa hambatan eksperimentasi. Namun, ini juga merupakan periode untuk mengatasi ketakutan atau tidak menyukai teknologi dan perubahan. "Sebagai contoh, sebagian orang tidak nyaman dengan cara-cara baru bisa meniru cara-cara lama dengan menggunakan teknologi. Ini adalah cara yang aman untuk menyelinap perubahan ... Beberapa guru, yang memiliki sedikit pengalaman dengan teknologi baru di kelas mereka, telah diketahui teknologi baru memaksa-fit untuk kurikulum sudah usang "[1 hal 159]. Untuk studi kasus ini menjadi efektif, pendidik harus merangkul menerobos cetakan dari kebiasaan "sekolah tua" nyaman dan mematuhi potensi teknologi apa yang dapat memupuk. Hal ini, tentu saja, mengejar "kaya, pengalaman belajar jauh lebih kompleks [1 p. 161].

Prosedur itu sendiri tercantum dalam pola yang sama di antara zona kelas yang berbeda. Bulan sebelum dimulainya tahun sekolah, surat merinci perubahan kurikulum harus dikirim ke semua orang tua. Surat ini harus singkat maksud dan berkomunikasi sumber daya yang orangtua bisa berpaling untuk meminta prapajanan untuk diri mereka dan anak-anak mereka dengan teknologi mendatang. dukungan dan keterlibatan orang tua sangat penting untuk melebihi harapan dalam proses baru.

A. Sekolah Dasar

Dimulai dengan tingkat SD, kelas 1-5, tahun ini harus dimulai dengan pembicara. Di sini, Lego Mindstorms akan diperkenalkan dan disertai dengan kasus penemuan layar penuh. Demonstrasi akan ditampilkan kepada semua. Hal ini akan mendorong minat dan keingintahuan di antara pendengar. Juga, meninggalkan ini kreasi dalam tampilan piala-kasus seperti strategis akan mengabadikan kegembiraan dan menumbuhkan keinginan untuk keterlibatan. Lego Mindstorms akan ditambahkan ke kurikulum. Kali ini diinvestasikan dapat digantikan untuk beberapa ilmu-ilmu matematika mingguan dan slot waktu yang ditunjuk. Ketika dilakukan dengan benar, rencana pelajaran matematika prinsipal yang berbeda dapat dibagi sebagai petunjuk berguna kepada siswa. Juga, dalam penggantian wajar ilmu tahunan, sebuah "Lego Fair" dapat ditentukan. Hal ini akan memberikan keterlibatan orang tua lebih lanjut mengenai Mindstorms. Berapa banyak proyek yang benar-benar dilakukan 100% oleh siswa sih? Juga, rasa bangga dan prestasi akan dicapai dalam kepemilikan penciptaan pada tampilan bagi setiap orang untuk melihat. Selain itu, setelah stand siswa dengan proyek selama menunjukkan untuk menjawab pertanyaan dan memberikan deskripsi rinci dan demonstrasi akan memantapkan pemahaman, teori, dan prinsip-prinsip yang digunakan dalam proses penciptaan.

Sama seperti di sekolah tinggi, saya percaya kepemilikan dan senioritas harus memiliki tunjangan tersebut. Dengan asumsi kelanjutan dari kemajuan kurikulum, siswa kelas 4 dan 5 akhirnya akan memiliki 3 dan 4 tahun pengalaman Mindstorms di bawah ikat pinggang mereka. Dengan demikian, memungkinkan untuk proyek-proyek yang lebih maju dan kemampuan pemecahan masalah yang lebih dalam. Untuk menambah bahan bakar untuk api ini, sebuah kompetisi bulanan dapat ditentukan semata-mata untuk melibatkan Ini bisa menciptakan solusi untuk membangun sebuah robot yang mengikuti garis dan mengambil Lego, balapan di trek yang mengikuti garis "orang kelas atas.", atau bahkan robot yang dapat menavigasi melalui labirin sederhana. Apapun tantangan itu, agenda rahasia harus dicapai. Hati-hati memilih proyek yang paling baik diselesaikan dengan menggunakan prinsip-prinsip yang bertepatan dengan ilmu diperkirakan atau rencana pelajaran matematika bulan itu. Saya percaya ini akan merupakan suatu kehormatan untuk menjadi tua cukup untuk berpartisipasi dalam kegiatan ini. Keterlibatan Siswa pasti akan meningkat sebagai hasilnya. Juga, apa yang lebih baik daripada memiliki seorang anak mencari trik matematika dari guru, yaitu bagaimana menggunakan pecahan untuk penyederhanaan timing pemrograman, dalam upaya untuk mendapatkan keuntungan kompetitif atas teman sekelas? Dinyatakan dalam istilah bisnis, kompetisi inovasi memupuk. Lalu yang terakhir dari semuanya, mengelola tes TIMMS dan membandingkan skor untuk satu tahun non-Lego sebelum terintegrasi.

B. Sekolah Menengah Tengah dan Junior

Dalam cara yang sama, kelas 6 melalui 8 akan mengalami robotika dengan tingkat tinggi keterampilan teknis yang diperlukan untuk menyelesaikan proyek. Perbedaan utama adalah integrasi dari komponen listrik, prinsip listrik dasar, teknik solder, dan teknologi solar yang digunakan di dasar teknologi BALOK. Seorang tamu juga akan dibawa dalam pada awal tahun sekolah untuk gambaran umum teknis dan pameran dalam jumlah tampilan-kasus robot BALOK. Namun, pembicara ini juga akan menjadi insinyur listrik. Ini pakar akan relay ketepatan keterampilan BALOK yang harus dipelajari seperti yang digunakan di dunia nyata. Selain itu, profesional harus menyatakan jalur pendidikan terbaik yang diambil dalam matematika dan sains untuk mempersiapkan sebuah perguruan tinggi besar di bidang ini. Seperti dengan anak-anak SD, kreasi akan ditinggalkan di layar dan pertanyaan akan disambut baik selama presentasi dan atas dasar satu-satu.

Karena siswa akan lebih cenderung akan mengubah kelas untuk mata pelajaran berbeda, laboratorium sains harus dilengkapi dengan alat-alat yang diperlukan untuk robot surya. Robotika kelas ini perlu memasukkannya dalam porsi tertentu dalam seminggu menggantikan ilmu. Selain itu, wajar BALOK robot tahunan juga harus dibuat. Robot yang berinteraksi, mencari cahaya, dan ide-ide independen jalin-menjalin (seperti apposed untuk hanya mengikuti petunjuk dari sebuah buku) harus disarankan. Sebuah twist baru akan ditambahkan ke pameran ini sekalipun. Siswa akan diminta untuk menyediakan write-up yang skema detail, perhitungan listrik, dan deskripsi robot. Ini bahkan harus mencakup bagaimana mengubah cahaya untuk energi untuk motor. Hal ini menjamin bahwa siswa tersebut benar-benar memahami penciptaan dan pembelajaran prinsip-bukan hanya unggul dalam bidang arah berikut. Jika Beam Robot Fair adalah event tahunan untuk semua nilai, proyek bulanan untuk siswa kelas 8 istimewa bisa menjadi ras robot. Saya ingin lebih baik nama fungsi-fungsi ini di sini "The Solar Roller Races.", Siswa akan membuat mobil bertenaga surya drag untuk ras teman-teman sekelasnya mereka. Kreasi sederhana ini akan dimasukkan ke dalam sistem tanda kurung di mana pemenang bulanan akan memiliki nama-nama mereka terukir pada sebuah plakat tahunan. Pemenang dapat didorong untuk pensiun yang mobil dan bekerja pada yang baru untuk bulan berikutnya. Hal ini akan mendorong pengabdian terus ras ini dari semua orang. Dan sebagai langkah terakhir dalam proses ini akan, TIMMS uji harus diberikan kepada siswa dan dibandingkan tahun-tahun non-robot sebelumnya.

C. High School

Dengan tidak mengherankan, yang paling terlibat, menuntut, dan dalam proyek-proyek robot mendalam akan diminta dari mereka di sekolah tinggi. Langit adalah batas kompleksitas dari setiap proyek di sini. Juga, dengan harapan menjaga program robotika hidup selama bertahun-tahun, mereka yang mulai dengan Lego Mindstorms akan dapat memanfaatkan keterampilan mereka sejak kelas pertama di proyek. basis Robot dapat dengan mudah dibuat dari Lego dan cahaya juga dapat digunakan sebagai sumber listrik. Siswa akhirnya akan belajar ada keuntungan dan kerugian untuk setiap keputusan yang mereka buat.

Tahun sekolah untuk kelas 9-12 akan mengikuti sejalan dengan K-8 dan mulai dengan kunjungan dari pembicara. Speaker ini akan menjadi Electrical Engineer fasih dalam bidang robotika. Sekali lagi gambaran umum akan diberikan, kreasi akan diperlihatkan, sebuah Q / sesi akan berlangsung, jenjang karir akan menjadi lebih detail, dan rute kelas khusus akan diusulkan. Meskipun deskripsi pembicara tampaknya hanya menjadi reiterations dari tingkatan kelas lain, pentingnya tidak bisa ditekankan cukup. Banyak remaja memulai karir berdasarkan apa yang mereka nikmati. Mudah-mudahan, mereka yang menjadi bergairah tentang robotika memahami pentingnya kelas dipercepat untuk jurusan teknik di perguruan tinggi. Fakta ini tidak bisa dilupakan. Kelas-kelas khusus untuk robot akan ditawarkan kepada setiap tingkat kelas dengan semakin liputan yang lebih mendalam untuk nilai yang lebih tinggi.

Juga, bukan robot tahunan yang adil, saya keinginan acara tahunan untuk partisipasi dalam PERTAMA. "Untuk Inspirasi dalam Sains dan Teknologi" adalah kompetisi 6 selama seminggu model setelah kelas 2,70 rekayasa mekanik MIT [1 p. 248-49]. Seperti dijelaskan pada situs web PERTAMA:

"Para PERTAMA Robotika Kompetisi merupakan kontes rekayasa nasional yang menenggelamkan siswa SMA dalam dunia teknik menarik. Bekerja sama dengan insinyur dari bisnis dan universitas, para mahasiswa mendapatkan tangan-on melihat ke dalam pada profesi rekayasa. Dalam enam minggu intens, mahasiswa dan insinyur bekerja sama untuk brainstorming, merancang, membangun dan menguji mereka Dengan hanya enam minggu "robot juara.", Semua pekerjaan jalur kritis. Tim kemudian bersaing dalam semangat, tidak-memegang-dilarang turnamen lengkap dengan wasit, pemandu sorak dan jam waktu.

Mengembangkan kemitraan antara sekolah, bisnis, dan universitas menyediakan pertukaran sumber daya dan bakat, menyoroti saling memerlukan, bangunan kerja sama, dan mengekspos siswa untuk pilihan karir baru. Hasilnya adalah menyenangkan, lingkungan yang menyenangkan dan merangsang di mana semua peserta menemukan hubungan penting antara pelajaran kelas dan aplikasi dunia nyata.

Setiap tahun, kompetisi yang berbeda, begitu kembali tim selalu memiliki tantangan baru untuk diharapkan. Namun, rincian dirahasiakan sampai pembukaan di lokakarya Kick-Off. Hal ini menyediakan tingkat tinggi yang menarik karena semua orang melihat tantangan baru untuk pertama kalinya dan ide langsung yang terbentuk di benak orang-orang "[19, 1 hal 248-49].



orang kelas Upper juga akan memiliki hak mereka di sekolah tinggi. Acara bulanan terbuka untuk siswa kelas 10 dan 11 bisa sumo robot. Di sini, siswa akan menciptakan robot otonom dan benar-benar meniru aturan dari salah satu yang paling populer sumo Jepang-olahraga. Sebaliknya, ide untuk kelas ukuran dan berat dibatasi robot untuk mendorong satu sama lain dari sebuah cincin melingkar. Robot sumo telah membuat jalan ke klub robot banyak, sekolah tinggi, dan universitas. Popularitas acara ini dapat dikreditkan ke biaya rendah bagian dan kesederhanaan aturan. Pada tahun 2001 saja, lebih dari 4.000 robot berkompetisi di musim 4 bulan di Jepang dan angka-angka yang tumbuh pada rata-rata eksponensial. Inovasi adalah apa yang membuat ini "permainan" tumbuh dalam jumlah dan membuktikan yang sangat berharga bagi partisipasi siswa dan kemajuan pendidikan [20].

Tentu, untuk membuktikan hipotesis saya, para siswa sekolah tinggi juga perlu diberikan ujian TIMMS yang diakui secara internasional. Skor ini kemudian perlu dibandingkan tahun non-robot.

VI. Kesimpulan

Meskipun studi kasus robot belum dilaksanakan untuk menguji hipotesis saya, saya akan membuat prediksi pada temuan. Sebagai pemikiran, saya juga percaya kesimpulan akan benar untuk jumlah akurasi yang tinggi. Ada banyak bahan untuk sukses ini dan saya akan mencoba untuk menyentuh sebagian besar dari apa yang saya anggap hasil jelas. Namun, sebagai orang ilmu pengetahuan, saya mengakui bahwa gagasan-gagasan ini tidak faktual dan bahkan tidak lengkap tanpa studi benar-benar terjadi.

menampilkan Umum proyek dan kompetisi telah membantu perkembangan hasil luar biasa. Begitu juga partisipasi kooperatif dengan semua siswa. Pada saatnya, saya yakin ini akan menggambarkan robotika sebagai hal yang "keren" untuk dilakukan di sekolah. Kasus ini menjadi, beberapa hambatan pendidikan akan hurdled dalam proses. Terutama selama kompetisi, siswa akan bekerja sama dengan orang dewasa dan bukan untuk mereka. Realisasi bahwa itu bukan jenis kelamin, ras, kepercayaan, jenis kelamin, atau status sosial yang penting dalam referensi untuk bermitra dalam robotika, tapi apa yang mereka ketahui dan dapat berkontribusi penyebabnya adalah pelajaran penting. Perbedaan orang akan berwarna abu-abu sementara kualitas mereka mungkin tidak diketahui akan bersinar. Robotika memberikan kesempatan bagi orang-orang yang umumnya tidak akan berhubungan dengan satu sama lain untuk mencari satu sama lain untuk robot potensi mereka [1 hal 287-88].

Khusus melihat perbedaan gender, penting untuk dicatat partisipasi perempuan dalam robotika. Temuan dari negara-negara Robocamp, "Tampaknya bahwa anak perempuan secara khusus mungkin memerlukan dorongan dan struktur formal dalam rangka untuk bereksperimen dan menjadi kreatif ... Mereka akan lebih maju latihan hanya jika secara khusus meminta" [1 hal 321]. Temuan lain yang digali dari buku Robot untuk rincian Kids menemukan di sebuah sekolah dasar di Reston, Virginia. Percaya pentingnya ide-ide untuk menjadi yang terbaik lagi di penulis kata-kata,

"Kami (KISS Institute for Praktis Robotics) membagikan brosur kepada anak kelas kelima dan keenam (usia 10-11), dan hari berikutnya 30 pendaftaran muncul: 29 anak laki-laki dan 1 anak perempuan.

Ketidakseimbangan besar menyoroti kebutuhan yang jelas untuk menjangkau anak perempuan, dan ini tindakan segera terinspirasi pada bagian kami. Kami menerima izin untuk menyajikan demo robot pendek untuk anak kelas kedua. Selama demo, mahasiswa diundang untuk menekan tombol, tuas flip, dan sebaliknya berinteraksi dengan beberapa robot yang nyata. Kami kemudian membagikan selebaran kepada murid kelas kedua untuk kelas robot setelah-sekolah. Kali ini kami harus cukup untuk membentuk respon dua kelas, dan sekitar 40 persen dari pendaftar adalah perempuan.

Empat tahun kemudian ketika kelompok ini menjadi anak kelas enam, kami kembali menawarkan kelas / lima kelas enam. Kali ini setengah siswa yang mendaftar adalah perempuan. Semua ini menyerupai sebuah studi ilmiah yang sebenarnya (mengapa kita berkembang), namun, ada indikasi cukup kuat bahwa ketika siswa memiliki pengalaman menyenangkan dengan robot pada usia dini, mereka lebih mungkin untuk mengejar topik bahwa pada suatu titik nanti dalam hidup mereka. Agaknya, efek yang sama akan terjadi di kemudian hari, dalam bahwa siswa akan lebih cenderung memilih program perguruan tinggi dan / atau jalur karir lebih bawah garis setelah terkena pengalaman menyenangkan dengan robotika di sekolah menengah dan tinggi "[1 hlm 232-33].

Seiring dengan temuan yang diajukan bahwa siswa lebih akan memilih karir teknis di kemudian hari, saya percaya bahwa klub lokal robotika juga akan mulai terbentuk dalam masyarakat. Hal ini akan mengarah pada keterlibatan komunitas mendalam orang yang lebih berpengalaman tua relawan untuk membantu robot di sekolah-sekolah lokal. Oleh karena itu, siklus ini akan menyebabkan ajaran yang lebih baik dan tentu saja proyek-proyek yang lebih baik. Juga, saya yakin ini akan membantu melanggengkan pengalaman sekolah yang lebih menyenangkan bagi anak-anak. Hal ini dapat dibuktikan hanya dengan lompatan yang hadir. Cara lain untuk memvalidasi pernyataan adalah dengan melihat / anak-anak daftar ulang Natal. Saya percaya mereka akan menyertakan materi terkait lebih robotik daripada sebelumnya.

Semua alasan ini merangkum mengapa nilai matematika akan meningkatkan. Lebih khusus lagi, saya percaya skor akan meningkatkan oleh setidaknya 10 poin pada skor TIMMS dibandingkan dengan tahun-tahun non-robot. Saya katakan ini karena,

"Di kelas reguler banyak guru mencoba untuk menggunakan nilai untuk memotivasi siswa, dan kadang-kadang mereka meleset. Hal ini terbaik bagi siswa untuk memaksakan diri mereka untuk unggul, sehingga guru memberikan ujian untuk menguji prestasi siswa dan melampirkan kelas untuk memotivasi siswa untuk melakukan yang terbaik. Tapi salah satu masalah nyata ... pendidikan adalah bahwa standar grading sangat bervariasi dan terus-menerus slip ke bawah. Pada saat yang sama, siswa akan tampak bodoh membuang-buang waktu mereka jika mereka melakukan sesuatu yang lebih dari minimum yang dibutuhkan untuk mendapatkan 'A' di kelas "[1 hlm 289].

Juga, saya meramalkan sebuah pendaftaran yang lebih tinggi dalam matematika maju dan kelas-kelas sains. Hal ini, tentu saja, hasil siswa lebih memiliki mata mereka dibuka untuk karir teknis dan mengambil langkah-langkah pendidikan proaktif untuk mencapai mimpi. Jika siswa lebih mendaftarkan diri di kelas matematika lanjutan, maka siswa akan lebih banyak nilai lebih baik pada ujian nasional berbasis matematika. Selain itu, mari kita lupa bahwa mahasiswa telah tanpa sadar bekerja pada pemecahan masalah keterampilan dan matematika berdasarkan formula terinspirasi robot selama tahun. Bagian yang terbaik adalah bahwa proses tersebut mungkin digunakan dalam sebagian besar waktu luang siswa sebagai proyek sedang dibuat dan diselesaikan. Jika bagian dari siswa terinspirasi untuk fokus pada robotika setiap jam luang mereka bebas, peningkatan penggunaan matematika tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, dengan praktek ini, jadi adalah perbaikan pada keterampilan ini. Sebuah studi panjang 12-tahun intervensi robot lanjutan dari siswa kelas 1 untuk pengujian 12 kelas mereka akan menarik. Implikasi keterlibatan diabadikan di bidang robotika akan menarik.

Orang di bawah umur 18 tahun, atau berani saya kategorikan mereka sebagai anak-anak, memiliki semua keuletan, kreativitas, dan kapasitas untuk belajar, seperti halnya orang dewasa. Penyaluran energi ini luar biasa menjadi sesuatu yang positif dan produktif sebagai robot akan memiliki efek yang riak di luar pemahaman kita. Seperti yang dinyatakan oleh terbaik peserta SMA di PERTAMA, Daniel Lehrbaum saham wawasan tentang orang.

"... Saya pikir jika murid ditempatkan di posisi di mana pendapat mereka dinilai dan desain mereka dinilai dan orang-orang mendengarkan mereka, tiba-tiba mereka dapat naik ke tingkat yang baru. Saya pikir satu hal adalah bahwa orang mengisi sepatu yang Anda menempatkan mereka masuk Jika para insinyur dan penasehat (yang membantu tim dengan PERTAMA) menempatkan mereka dalam sepatu sangat besar, mereka akan mengisinya. Mereka akan melakukan hal-hal yang harus mereka lakukan untuk mendapatkan pekerjaan. Terutama jika mereka, Anda tahu, yang didedikasikan untuk penyebabnya. Orang bisa melakukan hal-hal yang luar biasa "[1 hal 271].



Referensi

1. Druin, Allison, dan Hendler, James, eds, Robot for Kids:. Menjelajahi Teknologi Baru untuk Belajar, San Diego, Academic Press, 2000, pp.159-62, 232-233, 248-249, 271, 297-288.

2. Departemen Pendidikan AS, Pusat Nasional untuk Statistik Pendidikan: Ikhtisar dan Key Temuan Di Grade Tingkat, Maret 1999, diakses Mei, 12 2004.

3. Pusat Nasional untuk Statistik Pendidikan, Matematika: The Nation's Report Card (rumah), 17 Juni 2003, diakses Mei, 12 2004.

4. Honda, Asimo: Amerika Utara Pendidikan Tour, 2004, diakses Mei, 12 2004.

5. Sony, Enhanced Motion Control dan Komunikasi Kemampuan dalam Kecil Biped Hiburan Robot (SDR-RX II) yang akan dipamerkan di RBOBDEX2003, 24 Maret 2003,, diakses Mei, 12 2004.

6. Sony Elektron e-Solusi Perusahaan, ERS-7: AIBO Entertainment Robot, 2002,, diakses Mei, 12 2004.

7. TechTV, Robot Wars (Home> Acara TV> Robot Wars), 2004,, diakses Mei, 12 2004.

8. Karagiannis, Konstantinos, "Menjelajahi Robotika Online," Popular Elektronik, April 1999, hal 9-12.

9. Cook, David, Robot Bangunan untuk Pemula, Berkeley, Apress, 2002.

10. Hrynkiw, Dave, dan Tilden, Mark W, Junkbots, Bugbots & Bots on Wheels: Membangun Wikipedia Robot dengan BEAM Teknologi, Berkeley, McGraw, 2002.

11. Lego, Lego Mindstorms, 2004, diakses Mei, 12 2004.

12. Sato, Jim, trans, Jim Sato's Lego Mindstorms:. Master Teknik, Berkeley, No Starch Press, 2002.

13. McComb, Gordon, "Cyberk'nex-Bagian Robot, Fun Bagian," Poptronics, Maret 2001, hal 55-56.

14. Williams, Marifrances, "Lego New Biarkan Anak-Anak Menjadi Desainer Droid," Desain Elektronik, 8 Maret 1999, hal 68.

15. Erwin, Benjamin, dan Paperet, Seymour, Proyek Kreatif Dengan Lego Mindstorms, Kedua ed., Boston, Addison, 2003.

16. Cole, Lisa, dan O'Connor, Jane, "The Intisari dari Robot Bangunan dengan Anak-anak," Tech Arah, Februari 2003, hlm 19-22.

17. Mauch, Elizabeth, "Menggunakan Inovasi Teknologi untuk Meningkatkan Keterampilan Penyelesaian Masalah-Siswa Sekolah Menengah," Clearing House, Maret / April,, 2001, hal 211-13.

18. "Menggunakan dan Hacking Robot dengan Lego Mindstorms," ​​Poptronics, Januari, 2000, hal 61-64.

19. PERTAMA, "Untuk Inspirasi dan Pengakuan Sains dan Teknologi,", diakses Mei, 12 2004.

20. Miles, Pete, Robot Sumo: Panduan Resmi, Berkeley, McGraw, 2002.