Een robotbouwsel kan 'n wiskundeles, 'n wetenskaples en 'n taalles dra as jy die skakels beplan voordat jy die kode beplan. Die kuns is om die robot as 'n bron van werklike data en werklike probleme te hanteer, en dan elke vak te laat doen waarin dit reeds goed is. Wiskunde verander die data in grafieke. Wetenskap toets 'n bewering. Taal verander die hele ding in duidelike instruksies. Hieronder is konkrete projekte vir elkeen, plus 'n manier om die assessering te deel sodat jy nie dieselfde werk drie keer nasien nie.

Beplan die skakels, nie net die les nie

Vakoorskrydende werk val uitmekaar wanneer robotika soos 'n middagaktiwiteit aan 'n vak vasgeplak word. Dit hou saam wanneer een bouwerk iets oplewer wat elke vak werklik kan gebruik. Kies 'n bouwerk wat die wêreld meet: 'n lynvolgende karretjie, 'n parkeerhulp met 'n afstandsensor, of 'n klein weerstasie wat lig en temperatuur lees. Enigeen hiervan gee jou getalle, 'n toetsbare vraag, en 'n proses wat die moeite werd is om neer te skryf.

Hou die bouwerk eenvoudig genoeg dat die interessante werk gebeur nadat dit beweeg. 'n Robot wat in 'n reguit lyn ry, is nie die les nie. Die les is die grafiek van hoe sy spoed op tapyt teenoor teëls verander, die billike toets wat daardie grafiek opgelewer het, en die instruksieblad wat 'n klasmaat kan volg om dit te herhaal. Kies die bouwerk vir die data wat dit skep, nie vir hoe indrukwekkend dit lyk nie. Sensorprojekte op 'n bord soos die sheenbot∞ pas hier goed, want dieselfde kode wat die robot laat ry, kan lewendige sensorwaardes druk wat jy kan vaslê.

Wiskunde: verander sensorlesings in grafieke

Sensors lewer getalle oor tyd of oor afstand, en dit is presies waarvoor 'n grafiek bedoel is. Laat leerders 'n ligsensor aanteken terwyl hulle 'n flitslig nader beweeg, of 'n afstandsensor terwyl die robot 'n muur nader, en stip dan die resultate. Dit val vierkantig binne die CAPS-datahanteringstrand: die keuse van asse, die instel van 'n sinvolle skaal, die besluit tussen 'n lyn- en 'n staafgrafiek, en om 'n tendens uit die vorm van die kurwe af te lees.

Druk verby stippel tot by interpretasie. Vra wat die gemiddelde lesing was, waar die waarde die vinnigste verander het, en wat 'n reguit teenoor 'n geboë lyn oor die verhouding sê. 'n Afstandsensor wat stadiger word soos die robot 'n muur nader, is 'n lewendige prentjie van tempo van verandering wat baie leerders makliker op 'n robot as op 'n handboekbladsy begryp. As jy lesings oor ure of dae wil versamel, soos 'n klaskamertemperatuurlog, kan 'n data-aantekenopstelling soos sheenIoT waardes na 'n paneel stuur wat die klas die volgende oggend deurgaan, wat een les in 'n week se data verander.

Wetenskap: bou 'n billike toets

Robotika maak die billike toets konkreet omdat die veranderlikes fisies en maklik beheerbaar is. Neem 'n vraag met 'n werklike antwoord: verander die vloeroppervlak hoe goed die lynvolger 'n lyn volg? Leerders hou die robot, die kode en die lyn dieselfde, verander net die oppervlak, en laat loop elke toestand 'n paar keer om te kyk of die resultaat nie toevallig is nie.

Loop elke keer die volle metode deur. Leerders skryf 'n voorspelling, noem die veranderlike wat hulle verander en dié wat hulle konstant hou, teken resultate in 'n tabel aan, en besluit dan of die data hul voorspelling ondersteun. Wanneer 'n proeflopie misluk, is dit nie 'n gebroke les nie, dit is 'n resultaat. 'n Sensor wat onder helder klaskamerligte verkeerd lees, is 'n opregte bevinding oor die beheer van toestande, en dit leer meer as 'n lopie wat die eerste keer werk. Dit is dieselfde ondersoekende lus wat die wetenskapkurrikulum reeds vra, nou met 'n robot wat die bewyse verskaf.

Taal: skryf die instruksies en die verslag

Die sterkste taalskakel is prosedurele skryfwerk. Vra elke groep om 'n bou-en-loop-gids op te stel wat presies genoeg is dat 'n ander groep dit sonder hulp kan volg, ruil dan werklik die gidse om en kyk wat breek. Leerders ontdek gou dat "koppel die sensor" nie 'n instruksie is nie en dat stappe geordend, genommer en spesifiek moet wees. Dit is volgorde, gehoorbewustheid en tegniese woordeskat wat regte werk doen.

Voeg 'n kort reflektiewe of verduidelikende stuk by die instruksies: 'n paragraaf wat verduidelik wat die grafiek wys, of 'n nota oor waarom een ontwerp 'n ander geklop het. Vir ouer leerders dek 'n oortuigende voorlegging wat hul ontwerp by die klas aanbeveel, argument en bewyse. Die dokumentasie is nie besige werk wat aan die einde aangelas word nie. Dit is die rekord wat die wetenskap en wiskunde leesbaar maak vir enigiemand buite die groep.

Deel die assessering oor vakke heen

Die doeltreffendheid van 'n vakoorskrydende eenheid kom daarvandaan dat een artefak een keer deur elke vak op sy eie rubriek nagesien word. Die grafiek verdien 'n wiskundepunt vir akkuraatheid en interpretasie. Die verslag oor die billike toets verdien 'n wetenskappunt vir metode en redenasie. Die instruksieblad verdien 'n taalpunt vir duidelikheid en struktuur. Leerders lewer een liggaam van werk; drie onderwysers assesseer die snitte wat hulle besit.

Om dit billik te maak, stem die grense af voordat die eenheid begin. 'n Vinnige beplanningsvergadering besleg wie wat nasien, wat elke rubriek weeg, en hoe 'n gedeelde portefeulje ingedien word sodat niemand dubbeltel of 'n gaping laat nie. Om agterna saam te modereer is ook ligter, want almal kyk na dieselfde bewyse uit 'n ander hoek. Skole wat hulp wil hê om hierdie soort gesamentlike eenheid te struktureer, kan kyk na 'n skoolprogram wat dit in die rooster inbou eerder as om dit aan een ywerige onderwyser oor te laat.

'n Kontrolelys vir die beplanning van die eenheid

• Kies een bouwerk wat iets meet, sodat elke vak uit dieselfde data put.
• Skryf die assessering eerste: een artefak, drie rubrieke, ooreengekome gewigte.
• Wiskunde besit die grafiek en die interpretasie daarvan, nie net die stippel nie.
• Wetenskap besit die billike toets: voorspelling, beheerde veranderlikes, herhaalde proeflopies.
• Taal besit die instruksies plus 'n kort verduidelikende of reflektiewe stuk.
• Bou tyd in vir een rondte waarin 'n ander groep se werk omgeruil en herhaal word.
• Hanteer mislukte lopies as data, en assesseer die redenasie, nie net die werkende robot nie.

Wegneemboodskap

Vakoorskrydende robotika gaan nie daaroor om drie vakke in een besige les in te pers nie. Dit gaan daaroor om een bouwerk data te laat lewer wat wiskunde grafiseer, wetenskap toets en taal verduidelik, en dan daardie werk een keer per vak na te sien. Begin met 'n enkele gemete bouwerk en 'n gedeelde rubriek, en die verbande tussen die vakke doen die meeste van die onderrig vir jou.

Het ons 'n klasstel hardeware nodig om te begin?

Nee. Jy kan die wiskunde- en taalhelftes met 'n handvol gedeelde stelle op 'n roterende basis aanbied, en leerders kan hul kode in 'n blaaiersimulator soos verse prototipeer en toets voordat hulle aan 'n robot raak, sodat 'n hele klas gelyk kan werk selfs met beperkte stelle.

Watter vak moet die eenheid lei?

Laat die bouwerk besluit. 'n Dataswaar weerstasie leun daarna dat wiskunde en wetenskap lei, met taal wat dokumenteer; 'n ontwerp-en-verduidelik-uitdaging leun na taal en wetenskap, met wiskunde wat die getalle nagaan. Roteer die leiding deur die jaar sodat nie een vak altyd die beplanning dra nie.