عندما يشارك الطلاب في الأنشطة في دورات VEX AIM، فإنهم يستخدمون عملية دورية للتحرك ذهابًا وإيابًا بين قيادة الروبوت باستخدام وحدة التحكم VEX One Stick ثم برمجة الروبوت باستخدام VEXcode AIM. تتناول هذه المقالة الدورة، وأهميتها، وكيفية تسهيلها في الفصل الدراسي.
ما هي دورة القيادة والبرمجة؟
دورة القيادة والترميز هي عملية تعلم تكرارية حيث يقوم الطلاب أولاً بقيادة الروبوت يدويًا لإكمال مهمة، وإنشاء نموذج مادي للسلوك المطلوب، ثم استخدام هذا النموذج لإبلاغ الترميز الخاص بهم. من خلال قيادة الروبوت باستخدام وحدة التحكم، يتمكن الطلاب من تجربة حركات الروبوت وتفاعلاته مع الأشياء والبيئات بشكل مباشر. بعد ذلك، تعمل هذه التجارب العملية على توجيه الطلاب أثناء برمجة الروبوت للعمل بشكل مستقل، حيث تساعد الأفكار المستمدة من البرمجة بدورها في تحسين استراتيجيات القيادة المستقبلية الخاصة بهم.
لماذا تعتبر الدورة مهمة؟
تشير إلى أن الجمع بين التجارب الملموسة والتمثيلات المجردة يعزز التعلم بشكل كبير مقارنة باستخدام أي من الطريقتين بمفردهما1. توفر الدورة للطلاب عملية للانتقال من الملموس إلى المجرد والعكس، لتسهيل حل المشكلات باستخدام الروبوت.
إنشاء نموذج مادي عن طريق القيادة
إن قيادة الروبوت لإكمال مهمة قبل الترميز يمنح الطلاب طريقة عملية وملموسة لتصور:
- كيفية تحرك الروبوت في الفضاء، بما في ذلك السرعة والاتجاه ونصف قطر الدوران.
- كيف يستجيب الروبوت لمدخلات المستشعر، مثل المسافة التي يستطيع مستشعر الرؤية AI من خلالها التعرف على كائن معين.
- كيف يتفاعل الروبوت مع الأشياء، مثل العوائق الموجودة في الميدان والتي يجب تجنبها أو التقاطها وتحريكها.
- كيف يمكن استخدام مسارات مختلفة للوصول إلى نفس النتيجة النهائية.
يمكن بعد ذلك ترجمة هذا التمثيل الملموس لسلوكيات الروبوت المختلفة إلى مفاهيم الترميز الأكثر تجريدًا اللازمة لإنشاء مشروع ترميز ناجح. إن توثيق الاكتشافات التي تم إجراؤها أثناء القيادة يوفر مصدرًا إضافيًا للدعم للطلاب للرجوع إليه عند الانتقال إلى مرحلة الترميز.
إنشاء نموذج حسابي عن طريق الترميز
Tيمكن للطلاب بعد ذلك تطبيق النموذج العقلي الجسدي الذي أنشأوه أثناء القيادة على مشاريع البرمجة الخاصة بهم. يمكن للطلاب أن يبدأوا بالمفاهيم التي طوروها أثناء القيادة للتخطيط وبناء مشروع الترميز الخاص بهم، والذي أصبح أكثر واقعية حيث أنهم يبنون على تجربة القيادة الملموسة في العالم الحقيقي. بمجرد أن يختبر الطلاب مشاريع الترميز الخاصة بهم، يمكنهم العودة إلى عالم القيادة الملموس لمساعدتهم على تكرار مشاريعهم وتحسينها.
إن توثيق المشاريع وأي تغييرات يتم إجراؤها عليها أثناء مرحلة الترميز من الدورة يوفر للطلاب أداة معرفية يمكنهم استخدامها لمساعدتهم أثناء تكرار مشاريع الترميز الخاصة بهم.
تسهيل دورة القيادة والبرمجة
يوفر قسم الممارسة الموجهة في كل درس وتحدي الوحدة في دورة VEX AIM تعليمات خطوة بخطوة لكل من الطالب والمعلم للمشاركة في هذا الجزء من الدرس. يتم توفير روابط لبطاقات المهام القابلة للطباعة لكل من جزء القيادة من الدورة ودورة الترميز. لمعرفة المزيد عن استخدام بطاقات المهام، مقالة استخدام بطاقات المهام مع الطلاب.
تسهيل مرحلة القيادة
- تحديد التوقعات للتعاون لضمان مشاركة كل عضو في المجموعة في جزء الممارسة الموجهة من الدرس. لمزيد من المعلومات حول التعاون أثناء الترميز، راجع المقال استخدام البرمجة الزوجية للتعاون الطلابي.
- شارك بطاقة مهمة القيادة مع الطلاب. تأكد من أن جميع الطلاب يفهمون هدف المهمة، وأنهم قاموا بإعداد حقولهم كما هو موضح في صفحة الدرس.
- قم بالتجول في الغرفة بينما يتناوب الطلاب على إكمال مهمة القيادة كما هو موضح في بطاقة المهمة. يجب على الطلاب استخدام أسئلة المناقشة الموجودة على بطاقة المهمة لتوجيه محادثتهم أثناء القيادة. عند زيارة كل مجموعة، استخدم الأسئلة الموجودة في ملاحظات المعلم المقدمة لتوجيه الطلاب نحو تطوير فرضية حول أفضل طريقة لبدء برمجة مشاريعهم، بناءً على تجربتهم في القيادة.
- يجب على الطلاب استخدام معايير النجاح وقائمة المراجعة الموجودة على بطاقة المهمة للتأكد من أنهم أكملوا الجزء القيادي من الممارسة الموجهة. بمجرد قيامهم بذلك، وتوثيق ممارستهم باستخدام جذع الجملة والرسم في أسفل بطاقة المهمة، يجب عليهم التواصل معك لمشاركة الفرضية التي شكلتها مجموعتهم أثناء القيادة، إلى جانب الأدلة التي لديهم لدعمها.
تسهيل مرحلة الترميز
- قم بتوزيع بطاقة مهمة الترميز، وتذكير الطلاب باستخدام الفرضية التي أنشأوها أثناء مرحلة القيادة لبدء بناء مشروع VEXcode AIM الخاص بهم.
- قم بالتجول في الغرفة بينما يتناوب الطلاب على إكمال مهمة الترميز كما هو موضح في بطاقة المهمة. يجب على الطلاب استخدام أسئلة المناقشة الموجودة على بطاقة المهمة لتوجيه محادثتهم أثناء قيامهم بالترميز. عند زيارة كل مجموعة، استخدم الأسئلة الموجودة في ملاحظات المعلم المقدمة لإظهار فهم الطلاب لمحتوى الدرس وتوجيههم نحو الاستنتاجات.
التنقل بين القيادة والبرمجة حسب الحاجة
بمجرد أن يقوم الطلاب بإنشاء مشروع الترميز الأولي الخاص بهم، وتوثيق اختباراتهم على بطاقة مهمة الترميز الخاصة بهم، يجب عليهم التكرار ذهابًا وإيابًا بين القيادة والترميز لتحسين مشروعهم عدة مرات حسب الحاجة. ينبغي دائمًا تشجيع الطلاب على اختيار فكرة واحدة لاختبارها وتحسينها في كل مرة، بدلاً من إجراء العديد من التغييرات في وقت واحد. استمر في التحرك عبر الغرفة، واطلب من الطلاب أن يشرحوا مكانهم في العملية، وما هي التغييرات التي أجروها على مشروعهم ولماذا.
من خلال تسهيل الدورة بشكل فعال، يمكن للمعلمين مساعدة الطلاب على التفاعل مع مفاهيم الترميز بطرق مجردة وملموسة، مما يعزز الفهم بشكل أعمق. يمكن العثور على معلومات متعمقة حول تنفيذ الدورة في دورة VEX AIM التمهيدية في PD+.
1 باشلر، هارولد، وآخرون. تنظيم التعليم والدراسة لتحسين تعلم الطلاب (NCER 2007-2004). المركز الوطني لأبحاث التعليم، الولايات المتحدة الأمريكية وزارة التربية والتعليم، 2007.