Když se studenti zapojují do aktivit v kurzech VEX AIM, používají cyklický proces pohybu tam a zpět mezi řízením robota pomocí ovladače VEX One Stick Controller a následným kódováním robota pomocí VEXcode AIM. Tento článek popisuje cyklus, proč je důležitý a jak jej ve třídě usnadnit.
Co je to cyklus řízení a kódování?
Cyklus řízení a kódování je iterativní proces učení, kdy studenti nejprve ručně řídí robota, aby dokončili úkol, vytvořili fyzický model požadovaného chování a poté tento model použili k informování o svém kódování. Řízením robota pomocí ovladače studenti přímo zažívají pohyby robota a interakce s objekty a prostředím. Tyto praktické zkušenosti pak vedou studenty, když kódují robota tak, aby fungoval autonomně, přičemž poznatky z kódování zase zdokonalují jejich budoucí strategie řízení.
Proč je cyklus důležitý?
Výzkum ukazuje, že kombinace jak konkrétních zkušeností, tak abstraktních reprezentací významně zlepšuje učení ve srovnání s použitím jedné z obou metod samostatně1. Cyklus poskytuje studentům proces přechodu od konkrétního k abstraktnímu a zpět, aby se usnadnilo řešení problémů s robotem.
Vytvoření fyzického modelu řízením
Řízení robota, aby dokončil úkol před kódováním, dává studentům praktický a hmatatelný způsob vizualizace:
- Jak se robot pohybuje v prostoru, včetně rychlosti, směru a poloměru otáčení.
- Jak robot reaguje na vstup senzoru, například na jakou vzdálenost dokáže AI Vision Sensor rozpoznat určitý objekt.
- Jak robot interaguje s předměty, jako jsou překážky na hřišti, kterým je třeba se vyhnout nebo je zvednout a přesunout.
- Jak lze použít různé cesty k dosažení stejného konečného výsledku.
Tato konkrétní reprezentace různých chování robotů pak může být převedena do abstraktnějších konceptů kódování potřebných k vytvoření úspěšného projektu kódování. Dokumentování objevů učiněných během jízdy poskytuje studentům další zdroj podpory, na který se mohou odvolávat při přechodu do fáze kódování.
Vytvoření výpočtového modelu kódováním
TFyzický mentální model, který studenti vytvořili jízdou, pak mohou aplikovat na své projekty kódování. Studenti mohou začít s porozuměním, které získali během jízdy, aby mohli naplánovat a postavit svůj projekt kódování, který byl konkrétnější, protože staví na reálném světě, hmatatelných zkušenostech z řízení. Jakmile studenti otestují své kódovací projekty, mohou se vrátit do konkrétního světa řízení, aby jim pomohli iterovat a zlepšovat své projekty.
Dokumentování projektů a jakýchkoli změn v nich provedených během fáze kódování cyklu opět poskytuje studentům metakognitivní nástroj, který jim může pomoci při opakování jejich projektů kódování.
Usnadnění cyklu řízení a kódování
Část Řízená praxe každé lekce a jednotkové výzvy v kurzu VEX AIM poskytuje krok za krokem pokyny pro studenty i učitele, jak se do této části lekce zapojit. K dispozici jsou odkazy na tisknutelné karty úkolů jak pro jízdní část cyklu, tak pro cyklus kódování. Další informace o používání karet úkolů najdete v článku Používání karet úkolů se studenty.
Usnadněte si fázi řízení
- Stanovte očekávání pro spolupráci, abyste zajistili, že se každý člen skupiny účastní části lekce s průvodcem. Další informace o spolupráci při kódování najdete v článku Použití párového programování pro spolupráci studentů.
- Sdílejte kartu s úkoly řízení se studenty. Ujistěte se, že všichni studenti pochopili cíl úkolu a nastavili svá pole tak, jak je uvedeno na stránce lekce.
- Kolujte místností, zatímco se studenti střídají při plnění jízdního úkolu, jak je uvedeno na kartě úkolu. Studenti by měli používat diskusní otázky na kartě úkolu jako vodítko pro konverzaci během jízdy. Při návštěvě každé skupiny použijte otázky v dodaných poznámkách pro učitele, abyste studenty navedli k vytvoření hypotézy o nejlepším způsobu, jak začít kódovat své projekty na základě jejich řidičských zkušeností.
- Studenti by měli použít kritéria úspěšnosti a kontrolní seznam na kartě úkolu, aby se ujistili, že dokončili řidičskou část řízené praxe. Jakmile tak učiní a zdokumentují svou praxi pomocí větného kmene a kresby na spodní straně karty úkolu, musí se s vámi přihlásit a sdílet hypotézu, kterou jejich skupina vytvořila během jízdy, spolu s důkazy, které musí podložit.
Usnadněte fázi kódování
- Rozdejte kartičku s kódovacím úkolem a připomeňte studentům, aby použili hypotézu, kterou si stanovili během fáze řízení, a začali budovat svůj projekt VEXcode AIM.
- Kolujte místností, zatímco se studenti střídají v dokončení úkolu kódování, jak je uvedeno na kartě úkolu. Studenti by měli používat diskusní otázky na kartě úkolu k vedení konverzace při kódování. Při návštěvě každé skupiny použijte otázky v dodaných poznámkách pro učitele, abyste studentům vysvětlili obsah lekce a vedli je k závěrům.
Přecházejte mezi řízením a kódováním podle potřeby
Jakmile studenti vytvoří svůj počáteční projekt kódování a zdokumentují své testování na kartě úkolu kódování, měli by iterovat tam a zpět mezi řízením a kódováním, aby svůj projekt vylepšili tolikrát, kolikrát je potřeba. Studenti by měli být vždy vedeni k tomu, aby si vybrali jeden nápad, který budou testovat a vylepšovat najednou, místo aby dělali mnoho změn najednou. Pokračujte v pohybu po místnosti a požádejte studenty, aby vysvětlili, kde se v procesu nacházejí, jaké změny ve svém projektu provedli a proč.
Efektivním usnadněním cyklu mohou učitelé pomoci studentům zapojit se do konceptů kódování jak abstraktními, tak konkrétními způsoby, a podpořit tak hlubší porozumění. Podrobné informace o implementaci cyklu naleznete v úvodním kurzu VEX AIM v PD+.
1 Pashler, Harold a kol. Organizování výuky a studia pro zlepšení výuky studentů (NCER 2007-2004). Národní centrum pro výzkum vzdělávání, USA Ministerstvo školství, 2007.