LEt’s GO – warsztaty LEGO z konstrukcji robotów

Opis pomysłu

Warsztaty LEGO mają na celu zapoznanie uczniów z podstawami robotyki. Roboty coraz częściej otaczają nas w życiu codziennym, w związku z czym warto wiedzieć w jaki sposób działają.

Warsztaty będą prowadzone według metodyki kształcenia poprzez projekty, z ang. Project-Based Learning (PBL), co nie tylko ułatwi przyswojenie prezentowanej wiedzy, ale przede wszystkim rozwinie umiejętność twórczego, kreatywnego i krytycznego myślenia, umiejętność rozwiązywania problemów, znajdowania różnych rozwiązań oraz analizowania ich korzyści i ograniczeń. Realizacja zadania projektowego, będzie się odbywała w kilkuosobowych grupach uczniów, co dodatkowo wzmocni umiejętności miękkie, takie jak praca zespołowa, komunikacja w zespole, podział ról, podział zadań, zarządzanie zmianą. Są to kluczowe umiejętności interpersonalne oczekiwane przez pracodawców w każdej branży.

W podejściu PBL nauczyciel pełni rolę mentora, wspomagającego zespół projektowy, jednak to do zespołu należy znajdowanie możliwości rozwiązania poszczególnych etapów projektu.

Plan działania

Uczniowie zostaną podzieleni na grupy projektowe, po przeprowadzeniu testu osobowości oraz testu kompetencji, uwzględniającego m.in. informacje o doświadczenia z budowania konstrukcji z Lego. Następnie zespołom zostanie przedstawione zadanie projektowe oraz główny cel (zadanie konkursowe, które na końcu zostanie ocenione). W trakcie kolejnych spotkań uczniowie będą stopniowo rozwijać swoje rozwiązanie, tj. będą tworzyli konstrukcję robota, dobierali przekładnię, dobierali odpowiednie sensory, a także oprogramowywali robota by mógł wykonać zadanie konkursowe. Nie bez znaczenia będzie optymalizacja np. liczby użytych klocków, oceniane jednak będzie również pomysłowość rozwiązania.

Cały cykl obejmuje 10 spotkań po 2h lekcyjne każde spotkanie.

Zajęcia będą realizowane pod opieką nauczyciela oraz mentora akademickiego (przy współpracy z kołem naukowym Politechniki Śląskiej). Prezentowany w materiale wideo film promocyjny jest jednym z przykładów robotów zaprojektowanych przez koło naukowe AI-METH. W trakcie zajęć poziom skomplikowania konstrukcji robota zostanie odpowiednio dostosowany do poziomu szkoły średniej. Film ma na celu pokazanie możliwości zastosowań robotów.

Miejsce i czas realizacji

Zajęcia będą realizowane od 1 grudnia 2022 do 15 marca 2023 roku w V Liceum Ogólnokształcącym z Oddziałami Dwujęzycznymi w Gliwicach. W warsztatach wezmą udział przede wszystkim uczniowie klas o profilu matematyczno-fizycznym. Łącznie w warsztatach weźmie udział maksymalnie 24 osoby.Cykl warsztatów obejmuje 10 spotkań po 2 h lekcyjne. Na ostatnim spotkaniu odbędzie się prezentacja rozwiązania oraz konkurs mający na celu porównanie przygotowanych konstrukcji w realizacji postawionego zadania konkursowego. Oceniana będzie m.in. klocków wykorzystanych do konstrukcji, pomysłowość, wygląd, skuteczność wykonanego zadania konkursowego.

Pomysł na realizację w sytuacji zawieszenia zajęć w szkołach

W przypadku nauki zdalnej, zajęcia będą prowadzone w sposób online. Jeden z uczestników zespołu projektowego będzie miał konstrukcję u siebie w domu. Łącząc się z pozostałymi członkami zespołu będą razem pracowali nad kolejnymi etapami rozwiązania.

Korzyści dla uczniów

Uczestnicy będą odpowiedzialni za przygotowanie koncepcji konstrukcji robota oraz w dalszej kolejności za jego fizyczną konstrukcję z uwzględnieniem głównego przeznaczenia robota (zadanie weryfikowane w trakcie konkursu podczas ostatnich zajęć).Zakres zajęć obejmuje:

• Sposób tworzenia projektu na podstawie rozwiązywania konkretnego problemu

• Podstawy konstrukcji robota

• Podstawy działania przekładni mechanicznych

• Podstawy programowania blokowego

• Podstawy działania sensorów i wykorzystywania zwracanych przez nie danych do funkcjonowania maszyny

• Podstawy tworzenia autonomii w robotyce

• Praca nad wspólnym projektem w kilkuosobowym zespole

Uczestnicy nauczą się zasad konstrukcji, zasad działania przekładni, poznają podstawy robotyki, nauczą się oprogramowywania robotów oraz nabędą umiejętności związane z pracą zespołową. Ponadto rozwiną umiejętności rozwiązywania problemów, poszukiwania i analizowania możliwych rozwiązań, rozwiną myślenie logiczne, krytyczne oraz kreatywność.

Wykorzystanie grantu

Zakup zestawu klocków LEGO Mindstorms

Elementy unikatowe

Klocki LEGO są istotnym elementem realizowanego projektu, gdyż zadanie projektowe polega na budowie robota z klocków LEGO.
Prezentowany sposób kształcenia poprzez projekty jest z jednej strony szeroką stosowaną metodyką kształcenia w krajach skandynawskich, z drugiej strony jest słabo wdrażany w szkolnictwie na poziomie edukacji szkoły podstawowej i ponadpodstawowej.

Realizacja projektu pozwoli na pokazanie dobrych praktyk związanych z kształceniem poprzez projekty, a tym samym zachęci inne szkoły i nauczycieli do wdrażania tej metodyki kształcenia.

Kształcenie poprzez projekty pozwala na lepsze przyswajanie wiedzy, przez co uczniowie więcej zapamiętują, pozwala również na łączenie wiedzy z różnych przedmiotów w trakcie poszukiwania rozwiązań dla konkretnego problemu, a ponadto ma wysokie walory związane z pracą zespołową, które zaliczane są przez pracodawców do kluczowych kompetencji miękkich, poszukiwanych na rynku pracy niezależnie od reprezentowanej branży.

Projekt będzie realizowany we współpracy z mentorami akademickimi – kołem naukowym Politechniki Śląskiej – uczelni która wdrożyła już metodykę PBL na poziomie kształcenia w szkole wyższej. Dzięki współpracy zostaną zaprezentowane dobre praktyki związane w wdrożeniem PBL.

Filmy

https://www.youtube.com/watch?v=QPdMsH3tKHs