في وحدات STEM Lab مثل مهمة المياه النظيفة، يدخل الطلاب عالم التحديات المفتوحة. تدعو هذه التحديات الطلاب إلى التعمق في المفاهيم التي أتقنوها، واستخدام معارفهم بطريقة ديناميكية واستكشافية. بعد إكمال العديد من مختبرات STEM التمهيدية مثل Treasure Hunt و Castle Crasher، بنى الطلاب أساسًا متينًا. لقد تعلموا عن وظائف EXP، وإتقان المكونات الفنية، والترميز في VEXcode بمفاهيم مثل التسلسل والمتغيرات. عندما يقترب الطلاب من أول تحدٍ مفتوح لهم، يتم تزويدهم بالأدوات والفهم اللازمين للتعامل معه. والآن، ومع كل هذه المعرفة المتاحة لهم والقدرة على البحث عن معلومات إضافية، أصبح الطلاب مستعدين للانتقال إلى ما هو أبعد من الإرشادات التفصيلية المقدمة في الوحدات السابقة.
التحديات المفتوحة هي بالضبط ما تبدو عليه: مفتوحة. يتم تقديم مشكلة واقعية للطلاب وإطار للتعامل معها، ولكن المسارات التي يختارونها ستكون متنوعة بقدر تنوع تفكيرهم. وهذا التنوع في المناهج والحلول هو ما يحدث فيه السحر الحقيقي. يرتبط التعلم والاكتشاف في هذه الوحدات ارتباطًا وثيقًا بالنشاط نفسه، ويتأثر بسياق وثقافة الفصل الدراسي.1 ومع انتقال الطلاب إلى هذه التحديات، يبدأون رحلة الاستعداد للتعلم في المستقبل وبالتالي حياتهم المهنية المستقبلية المحتملة.2
التعلم في تحدٍ مفتوح
تم تصميم العملية المكونة من ثلاث مراحل والتي يتبعها الطلاب في تحدٍ مفتوح لتعزيز التعلم لديهم. تهدف هذه التحديات إلى دفع الطلاب إلى نضال - وهي مساحة حيث يمكنهم تطوير عادات نقدية مثل المثابرة والتفكير المرن والتعلم النشط. يمكن أن يكون هذا النضال صعبًا، ويؤدي في بعض الأحيان إلى الإحباط أثناء تكرار الطلاب لهذه العملية. قد يكون من المغري التدخل وتقديم الحلول، ولكن النجاح الحقيقي في تسهيل هذه التحديات يكمن في توجيه الطلاب بأسئلة تساعدهم على التغلب على إحباطاتهم بأنفسهم - وليس في تقديمك للحل.
تعزيز النضال الإنتاجي
تلعب بيئة الفصل الدراسي، بما في ذلك العلاقة بين المعلم والطالب، دورًا حاسمًا في دعم الطلاب من خلال النضال الإنتاجي.3 تشجع هذه الصراعات الطلاب على مواجهة وتوسيع معارفهم ومهاراتهم الحالية، بالإضافة إلى قدرتهم على توصيل الشكوك والإحباطات.4 وبينما يتعلمون عن مستشعر الرؤية AI ومكونات VEX EXP والعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في العالم الحقيقي والبرمجة وحتى مهاراتهم الاجتماعية والعاطفية، فإن دورك كمدرس هو الوقوف بجانبهم. من خلال الملاحظة والتحقق وطرح أسئلة مفيدة، يمكنك التأكد من أن الطلاب يشعرون بالدعم والاستماع إليهم طوال العملية.5
التعلم من خلال الاكتشاف
يتعلم الطلاب من خلال الاكتشاف من خلال التفاعل النشط مع المواد والمفاهيم بطريقة تشجع على الاستكشاف والاستفسار، كما هو موضح في هذه التحديات المفتوحة. يتيح هذا النهج في التعلم للطلاب أن يتولوا مسؤولية رحلتهم التعليمية، حيث أنهم ليسوا مجرد متلقين للمعلومات ولكن مشاركين فعالين في عملية التعلم. عندما يتم منح الطلاب حرية الاستكشاف وطرح الأسئلة واختبار الفرضيات، فإنهم يطورون فهمًا أعمق للموضوع. يعمل هذا النوع من التعلم على تعزيز التفكير النقدي ومهارات حل المشكلات، حيث يتم تشجيع الطلاب على التفكير الإبداعي ورسم الروابط بين المفاهيم التي قد لا يواجهونها من خلال التعليم التقليدي. تحدث هذه التقاطعات والاتصالات داخل كل مرحلة، ولكنها تكون أكثر وضوحًا عندما يبدأ الطلاب انتقالهم من مرحلة إلى أخرى.
تساعد المراحل الثلاث المقدمة لمساعدة الطلاب على تنظيم وحدات التحدي المفتوحة في توفير إطار لإكمال التحدي بالإضافة إلى إطار لتشجيع الطلاب على التفكير في تفكيرهم. خلال كل مرحلة، سوف يركز الطلاب على جانب معين من عملية حل المشكلات، ويُطلب منهم التواصل معك للحصول على الموافقة قبل الانتقال إلى المرحلة التالية. لاحظ أن هذه ليست عملية خطية بحتة. سيتنقل الطلاب حتماً ذهاباً وإياباً بين المراحل طوال مسار التحدي بينما يكتشفون أسئلة جديدة أو يهدفون إلى تحسين خططهم.
إن بنية هذه المراحل تجبر الطلاب على التفكير المستمر فيما يعرفونه، وما لا يعرفونه، وما يحتاجون إلى تعلمه لتحقيق هدف التحدي.
المرحلة 1: التخطيط
الخطوة الأولى لحل التحدي هي فهم التحدي ووضع خطة. الهدف من المرحلة الأولى هو أن يقوم الطلاب بتوثيق وتقديم الحلول الممكنة لحل التحدي.
بين المرحلة الأولى والثانية، يجب على الطلاب تحديد كيفية المضي قدمًا من فكرتهم إلى خطة ملموسة باستخدام الكود الزائف. يتطلب الانتقال الناجح من الفكرة إلى الكود الزائف معرفة شاملة ومفاهيمية للتحدي والسلوكيات المرتبطة بتنفيذ الخطة. هذا القيام به. هذه التحولات هي التي تخلق النضال الإنتاجي والفرصة للأسئلة والتحقيق. على سبيل المثال، إذا لم يكن الطلاب متأكدين من السلوكيات المرتبطة باستخدام البيانات من مستشعر الرؤية AI أو البيانات التي يوفرها المستشعر، فيمكن للطلاب استخدام الموارد التي تعلموها مسبقًا لتحديد تلك السلوكيات والبيانات.
المرحلة الثانية: الترميز الزائف
الخطوة التالية هي تقسيم الخطة إلى الخطوات المكونة لها. الهدف من المرحلة الثانية هو أن يقوم الطلاب بتوثيق وتقديم كود وهمي مفصل يوضح الخطوات والسلوكيات اللازمة لتنفيذ خطتهم لتحقيق التحدي.
بين المرحلة الثانية والثالثة، يجب على الطلاب أخذ فهمهم المفاهيمي للرمز الزائف وتحويل تلك السلوكيات إلى رمز. يتضمن هذا التحول عناصر متعددة يجب على الطلاب العمل من خلالها. العنصر الأول هو الارتباط المباشر في الكود الزائف الخاص بهم بين السلوكيات مثل رؤية ما إذا كانت كرة Buckyball الحمراء موجودة في مجال رؤية المستشعر واستخدام كتلة Take a Snapshot. والثاني هو تسلسل تلك السلوكيات. يجب أن يكون لدى الطلاب فكرة أولية عن التسلسل، ولكن هذا سيتغير عندما يبدؤون في اختبار وتكرار مشاريع VEXcode الخاصة بهم. يتعامل الطلاب مع المعرفة التكتيكية لإنشاء مشروع VEXcode والعناصر المفاهيمية لكيفية تحويل الكود الزائف إلى عناصر منطقية مثل العبارات الشرطية. مرة أخرى، سوف يواجه الطلاب حتما صعوبة في هذه العملية. إنهم بحاجة إلى الاعتماد على مجموعتهم، والموارد التي يمكنهم الوصول إليها، وإبداعهم الخاص للتغلب على هذه اللحظات المحبطة.
المرحلة 3: البناء والاختبار
الخطوة التالية هي بناء واختبار مشروع VEXcode لحل التحدي. الهدف من المرحلة الثالثة هو أن يقوم الطلاب بإنشاء مشروع VEXcode الذي يكمل التحدي، بناءً على الخطة والرمز الزائف الذي أنشأوه مسبقًا.
وكما ذكرنا سابقًا، فإن هذه المراحل متكررة بطبيعتها وسيتم تكرارها عدة مرات. تذكر أن الطلاب قد يشعرون بالإحباط بسبب هذه التحولات أو بسبب التكرار المستمر بين المراحل - هذا أمر جيد! قد يكون النضال الإنتاجي والتعلم من خلال الاكتشاف أمرًا غير مريح، ولكنك موجود لدعم طلابك طوال الرحلة. إذا كنت ترغب في التحدث أكثر عن النضال الإنتاجي ووحدات التحدي المفتوحة، فيرجى مشاركة أسئلتك في مجتمع PD+ أو جدولة جلسة فردية .
للحصول على معلومات إضافية حول التحديات المفتوحة وتسهيلها، راجع أدلة التيسير لكل وحدة من وحدات التحدي المفتوح. يمكن العثور على أدلة التيسير في بوابة المعلم لكل وحدة مختبر STEM.