Usnadnění rozkladu ve třídě

Dekompozice je základní počítačová dovednost, která je nezbytná pro rozvoj dlouhodobého porozumění studentů, jak řešit problémy s kódováním. Tento článek zkoumá, co je rozklad, proč je důležitý a jak studentům usnadnit učení rozkladu.

Co je rozklad?

Dekompozice je proces rozdělení složitého problému na menší, lépe zvládnutelné části. To zjednodušuje proces vytváření projektu kódování tím, že umožňuje studentům řešit jednu složku problému najednou.

Proč je rozklad důležitý?

Když se studenti začnou učit kódovat, musí přemýšlet o jazyce novým a náročným způsobem. Musí přejít od komunikace mluveným jazykem, který je plný dedukcí a nuancí, k přesné a logické struktuře, která je vyžadována při kódování. Tato úprava je pro studenty extrémně náročná a často jim brání v úspěchu. Dekompozice je kritickou dovedností informatiky, kterou musí studenti získat, aby mohli úspěšně kódovat, protože umožňuje studentům začít s mluvenou řečí a zdokonalovat ji, dokud z ní nebude něco, co lze použít v projektu kódování.

Rozložení problému umožňuje jeho řešení v malých krocích, což pomáhá zabránit tomu, aby se stal pro studenty zahlcujícím. Když studenti rozloží problémy na menší části, než začnou kódovat, mohou poté sestavit každou malou část projektu a otestovat ji, aby se ujistili, že funguje podle očekávání, než přejdou k další části. Je to mnohem snazší, než se snažit kódovat všechny kroky potřebné k dosažení cíle najednou, a předchází to studentům frustraci, že se ztratí v dlouhém projektu, když se snaží odstraňovat chyby.

Proces dekompozice také poskytuje studentům systematický přístup k budování projektu, čímž eliminuje pokušení, které studenti mohou mít hádat a kontrolovat svou cestu k řešení. Hádání a kontrola je neefektivní způsob řešení problému a stává se neúčinným, když se studenti začínají zabývat stále složitějšími problémy s kódováním.

Rozložení projektu navíc umožňuje studentům identifikovat vzory v jejich kódu a stavět na nich, upravovat a znovu používat části kódu. To usnadňuje vytváření projektů a řešení problémů a zároveň poskytuje studentům hlubší porozumění kódu, který vytvářejí, což jim umožňuje využít toto porozumění v budoucích projektech.

Konečně, rozklad také usnadňuje spolupráci mezi studenty, když pracují společně na vytváření robotických projektů ve skupinách. Rozložený projekt zaznamenaný v technickém notebooku poskytuje studentům artefakt, který mohou použít při diskuzi o skupinových projektech nebo sdílení s jinými skupinami.

Usnadnění rozkladu

K rozkladu dochází, když jsou studenti ve fázi plánování, než vůbec začnou budovat své projekty. Studenti by si měli zaznamenat svůj proces rozkladu do svých technických poznámkových bloků a sdílet je s vámi, než začnou kódovat. Další informace o používání technických poznámkových bloků se studenty naleznete v tomto článku.

Poskytněte studentům tento jednoduchý tříkrokový rámec pro blížící se rozklad:

1. Identifikujte hlavní cíl projektu uvedením výsledku, který robot předvede, když je projekt úspěšný. Zaznamenejte si tento cíl do technického zápisníku.
2. Určete hlavní kroky, které musí robot udělat, aby dosáhl cíle. Zvažte a zaznamenejte hlavní nebo velké kroky, které bude robot muset dokončit, aby dosáhl cíle. Zaznamenejte si tyto kroky na vysoké úrovni do technického zápisníku.
3. Rozdělte hlavní kroky na nejmenší možné přírůstky chování robota. Rozdělte každý z hlavních kroků na nejmenší chování, které může robot dokončit. Zaznamenejte si tyto rozložené kroky do technického zápisníku.
   • Každé z chování robota by mělo být možné spojit s jedním odpovídajícím blokem nebo příkazem. Pokud ne, lze kroky dále rozkládat.

 

Jakmile studenti rozloží svůj projekt až na úroveň jednotlivých bloků nebo příkazů, mohou přejít z fáze plánování projektu do fáze implementace. Měli by přenést hlavní kroky určené v kroku 2 do komentářů a poté přidat odpovídající bloky nebo příkazy pro každé plně rozložené chování z kroku 3 do každého z těchto komentářů, aby vytvořili své projekty. 

Studenti by měli vytvářet své projekty jeden rozložený krok po druhém, testovat každé chování (nebo logicky seskupenou sadu chování), než přejdou k dalšímu. Právě v této fázi budou studenti muset použít zdroje, které mají k určení správných hodnot parametrů. Například ve výše uvedeném příkladu VEXcode VR byly hodnoty vzdálenosti určeny pomocí znalosti, že každý čtverec bludiště má průměr 300 mm. Metoda určování hodnot se bude lišit v závislosti na okolnostech, ale vždy bude nutné hodnoty testovat a upravovat během procesu vytváření projektu kódování.

Podpora studentů, když se učí rozklad

Než studenti začnou pracovat na výzvě ze STEM Lab nebo jiného projektu VEXcode, věnujte čas samotnému rozkladu, abyste byli připraveni odpovědět na otázky, které mohou studenti mít. Vyzvěte studenty, aby vám ukázali rozložený plán svého projektu, než začnou kódovat, abyste mohli posílit proces rozkladu a zkontrolovat, zda rozložili úkol na nejmenší možné chování robota. Připomeňte studentům, že by měli být schopni identifikovat blok nebo příkaz, který odpovídá každému chování.

• Pokud mají studenti potíže představit si hlavní nebo velké kroky, které musí robot udělat, aby dosáhl cíle projektu, vyzvěte je, aby:
  • Nakreslete cestu, kterou musí robot projít, aby dosáhl cíle.
  • Předveďte kroky, které musí robot udělat, aby dosáhl cíle.
  • Promluvte si o krocích, které musí robot udělat, aby dosáhl cíle.

• Pokud se studenti snaží určit, zda jejich kroky byly rozloženy až na úroveň jednotlivých bloků nebo příkazů, zeptejte se jich:
  • Kolik bloků nebo příkazů by robot potřeboval, aby toto chování dokončil?
  • Dokáže robot dokončit tento krok pomocí jediného bloku nebo příkazu?
  • Jak můžete toto chování rozložit na ještě menší akce robota?

Podpora studentů, kteří se učí rozkládat, zajistí, že budou mít pevný základ pro budoucí řešení problémů v informatice. 

Máte další otázky týkající se usnadnění učení studentů o rozkladu ve vaší třídě? Zeptejte se jich v komunitě PD+nebo naplánujte relaci 1 na 1, abyste si promluvili s expertem VEX.