Menggunakan Robotika untuk Memicu Keterlibatan dalam Matematika Sekolah Menengah

pusat dapodik – Matematika dapat mengembangkan keterampilan pemecahan masalah kreatif siswa jika guru memberikan masalah yang relevan dan menarik. Di tingkat kelas menengah, ketika siswa sedang mengembangkan kemampuan berpikir abstrak mereka, penggunaan manipulatif mendukung pemahaman, fokus, dan keterlibatan siswa.

Guru dapat secara langsung memengaruhi motivasi dan ketekunan siswa dengan memusatkan keterlibatan melalui penanaman keterampilan matematika dalam konteks baru yang menarik. Pelajaran ini memupuk keterampilan berpikir matematis dan komputasi melalui penggunaan robotika, khususnya, Ozobots—robot kecil dengan sensor yang dirancang untuk pengkodean berbasis warna atau pemrograman berbasis blok tanpa layar.

Asosiasi Guru Ilmu Komputer mendefinisikan pemikiran komputasi (CT) sebagai “proses pemikiran yang terlibat dalam mengungkapkan solusi sebagai langkah komputasi atau algoritme yang dapat dilakukan oleh komputer.” Keterampilan CT dan konsep matematika memerlukan pelaksanaan proses yang sistematis untuk menyelesaikan tugas. Oleh karena itu, keterampilan CT dapat mendukung pemahaman konsep matematika yang lebih mendalam.

Ketika siswa memiliki ruang untuk mengutak-atik dan memecahkan masalah melalui robotika, mereka mempraktikkan keterampilan belajar seumur hidup yang kritis, yang disorot dalam pedoman Desain Universal untuk Pembelajaran sebagai jaringan pembelajaran afektif yang menangani minat, usaha, ketekunan, dan pengaturan diri. Keterampilan ini mendukung siswa dalam kursus matematika dan di seluruh kurikulum. Kami merancang pelajaran ini dengan jaringan pembelajaran afektif dan pengembangan keterampilan CT dan matematika.

Pelajaran tentang menyelesaikan persamaan satu langkah dengan Ozobots berlangsung selama dua hari. Seminggu sebelumnya, siswa mulai bekerja dengan persamaan satu langkah menggunakan model untuk mengembangkan pemahaman dasar. Mengintegrasikan Ozobot dimaksudkan untuk memberi siswa cara yang menarik untuk memperkuat keterampilan mereka.

Hari Pertama dimulai dengan video pengantar dari Ozobot yang menguraikan materi dan tips. Setelah itu, kelas membahas kalibrasi Ozobots dan teknik pengkodean. Siswa kemudian ditempatkan dalam kelompok kecil dan diberi setengah lembar kertas kosong, lembar kode warna, halaman kalibrasi, dan spidol warna. Siswa memiliki waktu 10–12 menit untuk bereksperimen dengan Ozobot, yang mendukung pekerjaan mereka selama sisa pelajaran.

Setelah membuat kode dan menguji lagu mereka, siswa berpartisipasi dalam berbagi-pikir, menjawab pertanyaan-pertanyaan: Apa yang berhasil? Apa yang tidak berhasil? Bagaimana Anda bisa memperbaikinya? Siswa mencatat pentingnya garis tebal yang konsisten; menghindari belokan tajam; dan kode yang jelas. Selanjutnya, siswa meninjau labirin, yang diadaptasi dari template Ozobot ini dan berisi enam persamaan dan solusi satu langkah.

Untuk mengatasi labirin dengan sebaik-baiknya, siswa mengusulkan untuk menyelesaikan semua persamaan satu langkah sebelum beralih ke proses pengkodean warna. Siswa juga menyarankan menggunakan pensil untuk menggambar panah atau menulis arah untuk Ozobot mereka sebelum menggunakan spidol untuk memastikan pengkodean yang efisien. Percakapan ini membantu siswa berpikir kritis tentang proses pemecahan masalah yang terlibat.

Untuk meluncurkan Hari Kedua, siswa menjawab pertanyaan tentang pengalaman Hari Pertama mereka di Flip:

• Bagaimana penggunaan Ozobot membantu memecahkan persamaan satu langkah?
• Jika Anda melakukan aktivitas serupa lagi, apa yang harus tetap sama?
• Jika Anda melakukan aktivitas serupa lagi, apa yang harus diubah? Mengapa?

Selanjutnya, kelompok menggunakan dokumen perencanaan untuk membuat enam persamaan dan solusi satu langkah. Kami menyetujui persamaan dan solusi yang benar yang menggabungkan setiap operasi setidaknya satu kali. Setelah disetujui, kelompok menerima labirin kosong dan materi pengkodean.

Kelas mendiskusikan penempatan persamaan dan solusi. Siswa memperhatikan bahwa menempatkan persamaan dan solusi yang terhubung terlalu jauh akan membuat labirin sangat sulit untuk dikodekan, sementara menempatkannya terlalu berdekatan akan mengurangi kesulitan pengkodean sama sekali. Siswa menentukan bahwa mereka harus strategis ketika menempatkan persamaan dan solusi mereka.

Grup menyusun strategi kode mereka agar berhasil mengarahkan Ozobot dari persamaan ke solusi. Kami sangat senang melihat siswa bertahan dan secara aktif terlibat dengan tugas yang menantang. Pada Hari Kedua, siswa lebih percaya diri bekerja dengan Ozobot, yang menghasilkan persamaan dan kode yang lebih kompleks. Misalnya, beberapa siswa menyertakan persamaan multilangkah dalam labirin mereka atau menyebarkan persamaan dan solusi lebih jauh untuk meningkatkan tantangan pengkodean.

Dalam meninjau refleksi Balik siswa, hampir semua siswa menggambarkan dampak positif penggunaan Ozobots, termasuk peningkatan keterlibatan, motivasi, dan fokus. Misalnya, seorang siswa berbagi, “Menggunakan Ozobot menyenangkan dan membantu saya tetap fokus.”

Siswa juga disebutkan memiliki kepercayaan diri yang meningkat dalam pemikiran komputasional, kritis, dan strategis mereka dan presisi dengan memeriksa pekerjaan. Seorang siswa berkata, “Itu membantu saya memecahkan persamaan dan membuat saya benar-benar ingin melakukannya dan tidak gugup.” Banyak siswa mengatakan bahwa sifat kegiatan yang interaktif dan langsung membuat mereka bersenang-senang sehingga mereka tidak menyadari bahwa mereka sedang mengerjakan matematika.

Meskipun kami menggunakan Ozobots dalam aktivitas pengkodean ini, Anda dapat mengembangkan keterampilan CT dan matematika yang serupa dengan aktivitas tanpa kabel atau jenis robotika lainnya. Misalnya, siswa dapat membuat labirin matematika seukuran aslinya dan memberikan instruksi verbal untuk “mengkodekan” langkah-langkah yang diambil teman sekelasnya dari persamaan ke solusi.

Demikian pula, Spheros atau LEGO Mindstorms dapat digunakan bersama baris kode berbasis blok atau diketik yang dihasilkan oleh siswa untuk mereplikasi aktivitas ini dengan siswa yang memiliki pengalaman sebelumnya dengan robotika dan pengkodean. Karena siswa kami tidak memiliki pengalaman sebelumnya, kami memilih Ozobots untuk memanfaatkan kesederhanaan pengkodean berbasis warna.

Dalam pelajaran ini, siswa berkolaborasi untuk menyelesaikan dan menulis beberapa persamaan satu langkah serta mengembangkan dan men-debug program untuk Ozobot mereka. Kami sangat senang melihat siswa menunjukkan kegigihan dan toleransi yang luar biasa untuk beberapa jalur yang benar untuk mencapai tujuan mereka.

Siswa memberi tahu kami dalam refleksi Flip mereka bahwa kegembiraan mereka tentang bekerja dengan Ozobots membantu mereka maju ketika mereka menghadapi tantangan dalam proses pengkodean. Oleh karena itu, pelajaran ini mendukung siswa dalam mengembangkan keterampilan untuk mengarahkan tugas pembelajaran yang menantang di kelas matematika, dan kami melihat potensi di seluruh kurikulum, di luar kelas matematika.