Kelas Robotik

Silibus kelas robotik

CADANGAN PENUBUHAN KELAB ROBOTIK DI SEKOLAH MENENGAH




1. PENGENALAN

Teks ini ialah justifikasi berkenaan cadangan penubuhan kelab robotik di Sekolah Menengah Kebangsaan Dato Seri Amar Diraja. Cadangan ini mengkehendaki pembelian set kurikulum dan kit robot hasil produk Lego, yang telah digunakan secara meluas di seluruh pelusuk dunia. Sesetengah orang memandang sinis penggunaan Lego sebagai medium pembelajaran tetapi faktanya ialah pada ketika ini produk Lego telah dibuktikan sebagai bahan material yang ideal di dalam menjana kreativiti selain memantapkan kefahaman dan pengetahuan pelajar berkenaan matematik dan sains. Cadangan ini juga menggariskan tentang tujuan dan kepentingan penubuhan kelab robotik, teknologi yang diperlukan serta perancangan sistem kurikulum yang sesuai. Mewujudkan kelab robotik di sekolah secara jelasnya mampu menghasilkan pelajar yang berdaya saing, berketrampilan serta berkemahiran tinggi di dalam bidang sains & teknologi.



Di zaman yang serba pantas ini, skil yang terpenting yang mampu menjamin kecerahan masa depan pelajar ialah kebolehan untuk berfikir secara kreatif. Untuk membolehkan pelajar mendapat pekerjaan yang baik, lebih-lebih lagi pekerjaan berteraskan kepada teknologi, mereka mestilah mempunyai skil bekerja secara berkumpulan, mampu berdikari di dalam menyelesaikan permasalahan dan juga mampu memahami sesebuah sistem yang kompleks. Oleh kerana itu, amat penting untuk pelajar diperkenalkan kepada asas-asas teknologi masa hadapan dan didedahkan dengan sedikit-sebanyak kemahiran yang membolehkan mereka menyesuaikan diri untuk bekerja di dalam suasana teknologi moden.



Pembinaan robot adalah satu kaedah berinteraktif yang membolehkan pelajar mempelopori skil-skil baru selain memberi mereka peluang untuk mencuba pelbagai kaedah penyelesaian bagi satu-satu permasalahan yang diberikan. Proses pembelajaran yang menyeronokkan ini mampu meningkatkan kreativiti dan motivasi diri pelajar serta melegakan tekanan mereka.



2. KEPERLUAN TEKNOLOGI

Teknologi yang akan digunapakai oleh kelab ini ialah robot Lego NXT beserta perisian Lego Mindstorm NXT. Robot dan perisian ini dijual secara pakej sebagai NXT Robotics Engineering II – Getting Started Package. Pakej ini menyediakan 12 set robot Lego NXT yang boleh digunakan oleh 24 orang pelajar (1 set – 2 orang), sebuah perisian Lego Mindstorm NXT dan juga sistem kurikulum yang menyediakan material pembelajaran untuk topik-topik seperti pengaturcaraan, sistem & sensor di dalam konteks projek berasaskan sains yang sesuai untuk pelajar-pelajar sekolah menengah.



3. KONTEKS KURIKULUM

Sistem kurikulum kelab ini direka khas untuk pelajar-pelajar sekolah menengah, bermula dari tingkatan 1 sehinggalah tingkatan 5. Di bawah ialah elemen-elemen akademik yang akan diterapkan di dalam sistem kurikulum kelab:



3.1 Sains:

• Daya Graviti

• Pengumpulan Maklumat Saintifik

• Penyelesaian Masalah

• Penyelidikan Saintifik

• Tenaga Potensi & Kinetik

3.2 Matematik:

• Pengumpulan & Pengurusan Data

• Penyelesaian Masalah

• Pengaplikasian Konsep Matematik

• Permodelan Matematik



3.3 Teknologi:

• Kreativiti & Inovasi

• Komunikasi & Kolaborasi

• Pemikiran Secara Kritis

• Penyelesaian Masalah

• Menganalisa & Membuat Keputusan



4. PERANCANGAN AKTIVITI



4.1 Pembelajaran Interaktif

Kit robot Lego NXT adalah sebuah medium yang sangat ideal untuk seseorang mula mempelajari asas pembinaan robot. Seseorang dalam konteks ayat di atas tidak merujuk kepada pelajar sekolah menengah semata-mata, akan tetapi juga untuk pelajar-pelajar di institusi pengajian tinggi dan juga individu-individu yang bukan dari aliran teknikal tetapi meminati robot (penggemar robot). Walaupun bentuk fizikal robot keluaran Lego agak keanak-anakkan (penuh warna-warni), akan tetapi tahap kesukaran kit robot ini bukanlah sesuatu yang boleh diperlekehkan. Untuk membina robot menggunakan kit robot Lego, pelajar perlulah mempunyai pengetahuan asas yang kukuh dalam sains dan matematik, selain daripada diberi tunjuk ajar mengenai kaedah pembinaan berasaskan blok-blok Lego. Berkenaan dengan perisian pula, pelajar mestilah tahu sedikit-sebanyak cara untuk menggunakan Lego Mindstorm NXT bagi tujuan pemprograman dan pengaturcaraan. Oleh itu, sistem kurikulum yang disediakan di dalam pakej kit robot, seperti yang dinyatakan di atas, akan digunakan sepenuhnya bagi melengkapi diri pelajar dengan asas-asas kepada pembinaan robot menggunakan kit robot Lego, pengaplikasian matematik & sains serta pengaturcaraan. Sudah pastinya proses pembelajaran akan berlangsung di dalam suasana yang praktikal, interaktif & kondusif di mana setiap kumpulan yang dianggotai oleh maksimum dua orang pelajar akan dibekalkan dengan satu set robot Lego NXT.



Jadual di bawah menunjukkan unit-unit aktiviti yang akan digunapakai sebagai silibus di dalam kurikulum kelab. Segala material serta perincian aktiviti ada di dalam pakej kit robot NXT Robotics Engineering II – Getting Started Package:

Minggu Aktiviti Tugasan

Minggu 1 Full Speed Ahead Bangunkan persekitaran pengaturcaraan, program robot dan melaksanakan program asas robot

Minggu 2 The Wheels and Distance Investigation Mengkaji hubungan di antara saiz roda dan juga jarak yang dilalui oleh robot berdasarkan kepada bilangan pusingan roda.

Minggu 3 The Right Face Membina dua buah program yang berbeza yang mana setiap satu menggerakkan robot pada arah yang berbeza

Minggu 4 The Measured Turns Investigation Mengkaji hubungan di antara geometri robot, pusingan motor dan juga magnitude pusingan robot

Minggu 5 The Clap On, Clap Off Pengenalan kepada sensor bunyi serta pengaplikasiannya

Minggu 6 The Frequency and Amplitude Exploration Mengkaji sifat-sifat gelombang bunyi

Minggu 7 The Follow the Guidelines Membina & melaksanakan program asas line-following

Minggu 8 Faster Line Tracking Exploration Mengkaji faktor-faktor yang signifikan di dalam proses line-tracking dan menggariskan kaedah yang boleh digunakan untuk memperbaiki program line-following

Minggu 9 Obstacle Detection Membina & melaksanakan program yang membolehkan robot bertindakbalas terhadap dua rangsangan yang berlainan jenis

Minggu 10 Field of View Investigation Mengkaji kegunaan & sifat-sifat sensor ultrasonic

Minggu 11 The Get in Gear Mengkaji kaedah untuk menukar sistem gear robot serta kesan penggunaan nisbah gear yang berbeza terhadap pergerakan robot

Minggu 12 Gears and Speed Investigation Mengkaji hubungan di antara nisbah gear dan kelajuan robot

4.2 Penyelidikan & Pembangunan

Setelah pelajar dibekalkan dengan ilmu asas yang lengkap berkenaan pembinaan robot Lego NXT, aktiviti-aktiviti berteraskan penyelidikan akan dimulakan. Dalam fasa ini, berdasarkan kepada sumber yang ada dilengkapi dengan bimbingan fasilitator, setiap kumpulan diminta untuk merekacipta robot mengikut spesifikasi yang diberikan. Di dalam fasa yang sama, pelajar akan didedahkan dengan asas-asas bekerja secara berkumpulan, kemahiran melakukan penyelidikan bermatlamatkan kepada penyelesaian masalah, pengaplikasian konsep-konsep matematik & sains serta kemahiran mendokumentasikan hasil kerja. Berdasarkan kepada testimoni-testimoni yang dicedok daripada beberapa sumber, proses pembelajaran yang berlangsung di dalam fasa ini sangat mencabar minda & kebolehan pelajar, mampu menerapkan pelbagai kemahiran generik serta yang pastinya menyeronokkan.



4.3 Pertandingan

Bagi meningkatkan nilai-nilai kompetitif dan kompetensi pelajar di dalam kemahiran pembinaan robot berasaskan kit robot Lego NXT, pertandingan-pertandingan rasmi akan diadakan sesama ahli kelab. Di dalam melaksanakan usaha untuk memperkenalkan bidang robotik kepada komuniti, pertandingan sebegini akan dipertontonkan secara umum kepada warga sekolah. Ini dapat meningkatkan motivasi pelajar untuk menyertai kelab robotik selain daripada mampu menaikkan nama baik kelab. Selain daripada pertandingan dalaman, kelab juga akan menghantar wakil bagi menyertai sebarang pertandingan luar yang berkaitan dengan robotik. Sudah pasti, nama baik sekolah dapat dijulang jika wakil sekolah beraksi cemerlang.



4.4 Penilaian

Selain daripada melalui pertandingan, samada dalaman atau luaran, setiap ahli kelab akan dinilai secara kuantitatif melalui kuiz, ujian teoritikal & praktikal serta penglibatan di dalam kelab. Ini adalah penting bagi memastikan kualiti diri ahli kelab dapat sekurang-kurangnya dikekalkan. Selain itu, dengan adanya medium penilaian sebegini, ahli kelab akan lebih bermotivasi di dalam mengikuti aktiviti-aktiviti kelab selain dapat mengekalkan persaingan yang sihat sesama ahli.



4.5 Aktiviti Lanjutan

Aktiviti-aktiviti asas sangat sesuai untuk dilaksanakan di dalam fasa awalan, iaitu semasa proses pengenalan & pendedahan umum terhadap kit robot Lego. Bagi pelajar yang sudah mula mahir, aktiviti asas dianggap tidak lagi relevan dan pelajar-pelajar ini akan mula mengharapkan sesuatu yang berlainan dan lebih mencabar. Oleh itu, ada beberapa aktiviti lanjutan yang yang ingin dicadangkan di dalam teks proposal ini, yang dijangka dapat memenuhi selera pelajar-pelajar mahir, iaitu:



• Rekaan & Pembinaan Robot Berautonomi

• Robot Berbilang Agen

• Robot SLAM (Simultaneous Localization & Mapping)

• Robot Perang Automatik

• Robot Humanoid




Rajah 1 menunjukkan pelan cadangan bagi pembinaan bilik operasi kelab. 6 buah workstation akan digunakan bagi membolehkan kesemua ahli kelab melakukan aktiviti dengan jayanya. Setiap workstation mampu menampung 2 kumpulan (4 orang pelajar) dan perlu dilengkapi dengan 2 buah komputer peribadi (sebuah PC bagi setiap kumpulan) dan beberapa palam sambungan terus ke bekalan kuasa. Sebuah meja beserta dengan sebuah komputer peribadi juga perlu disediakan untuk kegunaan fasilitator bagi memudahkan perjalanan proses pembelajaran, pengajaran dan perlaksanaan aktiviti. LCD projektor juga memainkan peranan yang sangat penting di dalam sesi pembelajaran lebih-lebih lagi untuk menunjukkan demonstrasi penggunaan perisian yang digunakan. Dengan adanya projektor, penyampaian ilmu berasaskan Powerpoint & Flash dapat dilakukan, menjadikan suasana kelas lebih interaktif & menyeronokkan. Bagi menjadikan bilik operasi kelab lebih teratur dan kemas, sebuah almari akan digunakan sebagai tempat penyimpanan alatan milik kelab.

6. KELENGKAPAN KIT ROBOT LEGO

Kit robot keluaran Lego telah dipilih sebagai material utama aktiviti kelab ini kerana pakej produk yang ditawarkan adalah sangat lengkap, dijual pada harga berpatutan dan sesuai untuk pelajar sekolah menengah. Pada ketika ini, berpuluh ribu sekolah & institusi pengajian tinggi di seluruh dunia menggunakan kit robot Lego sebagai asas kepada aktiviti-aktiviti makmal mereka. Apabila ditanyakan pendapat berkenaan kit robot Lego kepada seseorang yang telah merasai sendiri pengalaman mempelajari asas robotik dengan kit tersebut, kita boleh jangka 3 perkataan yang pastinya akan diperkatakan olehnya: mencabar, menyeronokkan & merangsang kreativiti.

No comments:

Post a Comment