أنواع الروبوتات التعليمية
ما هي الروبوتات التعليمية
الروبوتات التعليمية أو الروبوتات التربوية هي أجهزة مصممة لتعريف الطلاب على الروبوتات والبرمجة بشكل تفاعلي منذ سن مبكرة.
في حالة تعليم الأطفال الصغار، توفر الروبوتات التعليمية للطلاب كل ما يحتاجونه لبناء وبرمجة الروبوتات التي تستطيع أداء مهام مختلفة بسهولة. وهناك أيضا روبوتات متقدمة ومكلفة أكثر للتعليم الثانوي والعالي، وبشكل عام، يتكيف تعقيد النظام دائما مع عمر الطلاب.
تدخل الروبوتات التعليمية في مجال التعليم STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات)، وهو نموذج تعليمي يهدف إلى تعليم العلوم والرياضيات والتكنولوجيا معا، وفي هذا النموذج يتم التركيز على التطبيق العملي بدلا من النظرية، ومن بين الروبوتات التعليمية المعروفة روبوت البايولويد وروبوت NXT وروبوت VEX
كيف تساعد الروبوتات الطلاب
تساعد الروبوتات التعليمية الأطفال على تطوير إحدى المهارات المعرفية الأساسية للتفكير الرياضي في سن مبكرة، وهي التفكير الحسابي، إذ تساعد في تطوير العملية العقلية التي يستخدمها الأشخاص لحل المشكلات المختلفة من خلال تسلسل منظم من الإجراءات
بالإضافة إلى تطوير التفكير الحسابي، تساعد الروبوتات التعليمية في تعزيز تنمية المهارات المعرفية الأخرى لدى الأطفال والشباب
- التعلم من الأخطاء: اكتشاف أن الأخطاء ليست نهائية، بل هي مصدر للاستنتاجات الجديدة، هو درس قيم للمستقبل.
- العمل الجماعي: يشجع نهج التحدي الجماعي على التنمية الاجتماعية والتعاون.
- التكيف: نظرًا لزيادة الأتمتة والأجهزة الذكية، فإن تعلم استخدام الروبوتات سيساعد الأطفال على التكيف مع عالم المستقبل بطريقة أسهل.
- الإبداع: تحفز البحث عن حلول وحرية تعيين وظائف جديدة لهذه الروبوتات الخيال والإبداع.
- تقدير الذات: يؤدي تحقيق النجاح في مجال جديد إلى تحسين وعي الطلاب بأنفسهم.
- الروح الاستباقية: بالإضافة إلى تعزيز احترام الذات لديهم، يحفزهم النجاح في مجال واحد على القيام بمهام جديدة في مجالات أخرى.
- التقييم الذاتي: بفضل قدرتهم على رؤية نتائج أفعالهم على الفور، دون الحاجة إلى شخص بالغ ليخبرهم إذا كانوا قد أدوا بشكل جيد أو سيئ، يتعلم الطلاب كيفية تقييم أدائهم.
- تطبيقات عملية: تحفز تطبيق المعرفة الرياضية أو البدنية التي تم اكتسابها في المدرسة الأطفال والشباب على الاستمرار في دراسة هذه المواد.
تؤثر الروبوتات التعليمية بشكل إيجابي على المهارات المعرفية الأخرى مثل المسؤولية والنظام والتطور الأمثل للإدراك المكاني والعلاقات بين الأشياء.
تعد التعليمية الروبوتية أيضًا مفيدة لتعليم الأطفال مفاهيم البرمجة الأساسية وتعلمها، وهي مهارة تزداد أهمية كل عام.
في حالة التعليم الثانوي والعالي ، تساعد الروبوتات التعليمية الأكثر تقدمًا الطلاب على تعميق معرفتهم بالروبوتات والبرمجة ، وأيضاً فإن الروبوتات عالية التكلفة والمبرمجة لتدريس أي موضوع مفيدة أيضًا في الفصول الدراسية نظرًا لقدرتها على جذب انتباه الطلاب ، وفي فصول الروبوتات والبرمجة ، تعمل كحلقة وصل مثالية بين النظرية والتطبيق.
أنواع الروبوتات التعليمية
عند البحث عن الروبوتات التعليمية، نجد أن هناك عددا من الروبوتات التعليمية وهي
ربوت Root
تم تطوير روبوت Root في جامعة هارفارد، وهو يهدف إلى مساعدة الأطفال على تعلم كيفية البرمجة، وهو مصمم للأطفال في مختلف المستويات المدرسية، ويحتوي على أكثر من 50 مستشعرًا ومحرك تشغيل.
يمكن استخدام المغناطيس للعمل على سطح عمودي مثل السبورة البيضاء لتتبع الأنماط أثناء الرسم، ويمكن لطلاب البرمجة الجذرية اتباع الخطوط أو تجنب ألوان معينة أو حل المتاهات أو السباق على طول المسار.
يتصل Root بجهاز محمول عبر Wi-Fi للتحكم في الروبوت في الوقت الفعلي، والهدف من هذا الروبوت الصغير هو إشراك الأطفال في برمجة الكمبيوتر من خلال رؤية النتائج المادية الفورية، وسيساعد تعلم البرمجة في سن مبكرة الطلاب على تحسين قدراتهم العامة في التعلم.
يتميز تطبيق Root بواجهة سهلة الاستخدام يمكن للمعلم والطالب التكيف معها بسرعة، ويتبع تطبيق الترميز سكوير منهجاً متعدد المستويات للطلاب من مستويات مختلفة من المهارة، ويتيح هذا النظام بيئة رسومية دقيقة يمكن للأطفال الذين لا يستطيعون القراءة استخدامها لإنشاء برامج.
روبوت Cubelets
تقدم Cubelets نهجا حديثا جدا لفكرة الروبوتات. يتم إنشاء هذه الروبوتات عن طريق تجميع كتل أو وحدات مختلفة، حيث يكون كل منها روبوتا منفصلا يمكن استخدام مجموعات مختلفة لإنشاء أنواع مختلفة من الروبوتات حيث تختلف لغة برمجة الروبوت من روبوت لآخر
يمكن أن تحتوي مجموعة Cubelets على ما بين 6 و 20 قالبًا مختلفًا ، تفي كل كتلة بوظيفة مصنفة على أنها فكر أو إحساس أو إجراء ، كتل التفكير هي دوائر منطقية تنقل الأوامر لبقية الروبوت ، تحتوي كتل الحواس على مستشعرات تستجيب لمحفزات اللمس أو المرئية أو الصوتية ، تسمح كتل الإجراءات للروبوت بالاستجابة والتحرك.
يقوم Cubelets بتدريب الطلاب على التخطيط والتفكير المنطقي أثناء قيامهم ببناء روبوت ، يمكن للأطفال الذين تقل أعمارهم عن أربع سنوات قضاء وقت ممتع في بناء أفكارهم الخاصة في روبوت عامل ، لا تحتاج إلى تعليم الإلكترونيات أو البرمجة أولاً المكونات ببساطة تلتصق مع التوصيلات المغناطيسية.
يسمح كل إبداع فريد من نوعه للطلاب باستكشاف إمكانيات واستخدامات مختلفة، كما يمكن للطلاب تعلم البرمجة عن طريق التحكم في روبوتاتهم باستخدام تطبيق Blockly، وهو أداة رسومية قوية وسهلة الاستخدام تسمح للمستخدم بإدارة وتوسيع سلوك الروبوت.
روبوت Dash & Dot
داش ودوت هما زوجان من أصدقاء الروبوت، داش هو الأكبر بعجلات ورأس متحرك، ودوت هو الروبوت الأصغر وكلاهما يحتوي على مجموعة من أجهزة الاستشعار، وهما مصممان للتفاعل مع ما يختاره المعلم ووضعه في بيئته.
تسمح مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار بكشف أشياء محددة، حيث يتمكن الطلاب من الاستجابة للأصوات ومعرفة متى يتم نقلهم، ويمكن للطلاب التحكم في مستويات التعلم في Dash & Dot لأداء أنشطة بسيطة مثل الغناء أو الرقص.
بناءً على عمر الطلاب ومستوى تعلّمهم، يمكناختيار واستخدام العديد من التطبيقات المتاحة للتحكم في Dash
روبوت Ozobot Bit
روبوت الأزوبوت بيت هو روبوت آخر يسمح للطلاب باللعب أثناء تعلم مهارات البرمجة والمنطق. يمكن برمجة الأزوبوت للتحرك في جميع أنحاء الفصل وأيضا للقيام بأنشطة أكثر تعقيدا مثل ممارسة الألعاب أو الرقص. يمكن تعليم هذا الروبوت حتى 500 حركة مختلفة لإعادة إنشاء رقصات أو تنفيذ مهام مخصصة للموسيقى.
يمكن برمجة Ozobot للاستجابة للألوان المختلفة واتخاذ إجراءات مختلفة من خلال رسم أنماط مرمزة بالألوان والتي تسمى OzoCodes، ويتمكن Ozobot من اتباع نمط الخطوط المرسومة بفضل المستشعر الموجود في الجزء السفلي منه.
يستطيع الطلاب استخدام البرنامج المدمج للقيام ببعض الترميز الأساسي الذي يعلمهم أنشطة Ozobot الجديدة، ويساعد هذا النهج الممتع في تعليم الأطفال التفكير الاستنتاجي وتعلم البرمجة الأساسية.
روبوت mBot
mBot” هي مجموعة أدوات للروبوتات تساعد الطلاب على فهم جوانب مختلفة من علم الروبوتات، مثل الإلكترونيات والتجميع والبرمجة. هذا الروبوت التعليمي مناسب جدا للأطفال لإدارته، ويسمح لطلابك بتجميع الروبوتات بأنفسهم في أقل من 10 دقائق باستخدام الأسلوب المعياري.
لا يُلزم البرنامج الفريد ، mBlock ، الأطفال بتعلم البرمجة ولكنه يستخدم ميزة السحب والإفلات البسيطة التي تتيح للطلاب تجميع الأنماط لإنشاء البرامج ، سيجد الأطفال المألوفون بالفعل مع Arduino (منصة مشروع إلكترونيات مفتوحة المصدر) أنه من السهل التأقلم مع استخدام mBot و mBlock.
تساعد هذه الأساليب البسيطة الأطفال الصغار على فهم الروبوتات، ويتم توفير أدلة المستخدم ودورات التدريب عبر الإنترنت التي طورها المعلمون على موقع الويب mBot لمساعدة جهود التدريس للمعلمين.