Použití VEX GO k podpoře výuky gramotnosti a matematického myšlení – Knihovna VEX

V letech základní školy je často kladen velký důraz na výuku gramotnosti a matematiky. Zatímco pravopis, zraková slova a plynulost jsou důležité pro rozvoj gramotnosti u mladých studentů, gramotnost zahrnuje více než jen tyto prvky. Gramotnost zahrnuje také jazykové dovednosti, jako je mluvení a poslech, stejně jako vizuální a písemné dovednosti, které jsou součástí psaní.¹ matematická fakta, počítání a operace jsou skutečně základem pro studium matematiky, ale jsou jen jedním kouskem skládačky. Matematické myšlení zahrnuje prostorové uvažování a abstrakci, stejně jako věci jako vizuomotorické dovednosti nebo schopnost spojovat počet a množství.²

Pokud však existují obavy ohledně gramotnosti nebo výsledků v matematice (nebo jejich nedostatku), prvním instinktem je často omezovat kurikulum – například „No Child Left Behind (NCLB) posunulo alokaci vyučovacího času směrem k matematice a čtení. stanoví cíle podle nových systémů odpovědnosti."³I když jsou tyto posuny často dobře zamýšlené, nemusí nezbytně uvažovat o širším obrazu učení a rozvoje žáků nebo o tom, jak se v průběhu času vyvíjí gramotnost a matematické myšlení.

Výkonná funkce a základní dovednosti

Základní gramotnost a matematické myšlení a mnohé z toho, co se obvykle považuje za „školní chování“, jsou věci jako výkonné funkce, pracovní paměť, motorické dovednosti a prostorové dovednosti.⁴ Tyto základní složky učení, které jsou často považovány za prediktory školní úspěšnosti, pokud jde o utváření učebních osnov, dostávají během školního dne jen zřídka čas nebo prostor, natož aby byly začleněny do výuky gramotnosti nebo matematiky. Přesto je známo, že prostorové dovednosti jsou prediktorem výsledků v matematice, motorické dovednosti jsou předpokladem pro psaní a výkonná funkce umožňuje studentům věnovat se čtení, dekódovat neznámé slovo a porozumět významu vět.⁵

Pojem výkonná funkce zahrnuje řadu dovedností a procesů, včetně sebekontroly (jako je zastavení impulsu a dělání něčeho jiného), kognitivní flexibility (jako je přesun nebo přepínání z jedné činnosti na druhou) a pracovní paměti (procesy potřebné k udržení sledování informací, jak s nimi pracujeme).⁶ S exekutivní funkcí souvisí motorické a prostorové dovednosti a základní kognitivní procesy, které vstupují do pohybu a našeho vnímání předmětů a jejich pohybů.⁷ To vše se podílí na výuce studentů ve třídě, stejně jako konkrétně na rozvoji gramotnosti a matematiky.⁸

Výkonná funkce v kontextu

Zvažte například úkol studenta sedícího u stolu přečíst větu a napsat odpověď.

Motorické dovednosti jsou potřebné k tomu, aby student měl základní stabilitu sedět vzpřímeně u stolu, jemné motorické dovednosti držet, držet a ovládat tužku, aby mohl psát.
Prostorové dovednosti jsou potřebné k umístění napsané odpovědi na řádek na papíře a psaní do daného prostoru s čitelnými písmeny. Vizuálně-prostorové dovednosti jsou nezbytné pro to, aby studenti své psaní na papír zadrželi a neodepisovali z něj nebo aby při psaní přecházeli z jednoho řádku na druhý.
Ke čtení a pochopení věty je potřeba pracovní paměť, aby bylo možné přesně formulovat odpověď.
Sebeovládání je nezbytné k tomu, aby se student mohl věnovat úkolu, který je právě po ruce, a nevstávat a jít pro ně dělat něco zajímavějšího nebo snít o tom, co budou dělat po škole.
Kognitivní flexibilita spočívá ve správné aplikaci fonických a jazykových znalostí (jako že množné číslo 'autobus' je 'autobusy', ale množné číslo 'den' je 'dny'), aby bylo možné větu přečíst přesně a napsat vhodnou a čtivou odpověď.⁹

Podobný vzorec se objevuje v matematice, kde studenti potřebují interpretovat čísla, mít je v mysli, provádět výpočty a psát přesné odpovědi. A jakmile je zapojena slovní úloha, kognitivní zátěž čtení, interpretace problému a aplikace jazykového a číselného smyslu na to, aby bylo možné vypočítat a napsat správnou odpověď, zvyšuje důležitost těchto základních dovedností. Dobrou zprávou je, že věci jako prostorové dovednosti lze zlepšit praxí a zpětnou vazbou,¹⁰ a že procvičování lze provádět nesčetnými způsoby – včetně vytváření, kódování a zapojení do praktického učení STEM s VEX GO .

Základní dovednosti, výkonná funkce a VEX GO

Budování s VEX GO zahrnuje mnoho základních dovedností pro školní připravenost, stejně jako rozvoj gramotnosti a matematiky. Zvažte například úkol sestavit robota Code Base z instrukcí pro sestavení. K dosažení tohoto cíle je integrováno mnoho věcí, včetně:

Jemné motorické dovednosti jsou potřeba k tomu, abyste byli schopni zvednout kousky a efektivně je spojovat. Pokud používáte nástroj Pin Tool, motorické dovednosti se používají k manipulaci s nástrojem, aby se dělaly věci, jako je úspěšné odstranění špendlíků.
Prostorové dovednosti jsou potřeba k tomu, aby se skutečné dílky v ruce spojily se schématem dílků v návodu k sestavení. Percepční dovednosti se používají k pohybu a otáčení kusů tak, aby odpovídaly úhlu a orientaci diagramu.
Vizuálně-prostorové dovednosti jsou potřeba k tomu, abyste věděli, jak, kdy a kde spojit části robota dohromady a postavit je. Prostorová pracovní paměť je zapojena do spojování dílků na správných místech, což může zahrnovat i transformační dovednosti.
Jazykové dovednosti a dovednosti naslouchání jsou potřebné k tomu, abyste mohli postupovat podle pokynů ve více krocích, se sebekontrolou, abyste zůstali v úkolu, řídili se pokyny k sestavení a spolupracovali s partnerem. Prostorový jazyk se používá k popisu toho, jak se kusy spojují při stavbě.
Numerické dovednosti se používají k výběru správného počtu kusů pro každý krok, stejně jako prostorový jazyk k popisu toho, jak spolu jdou.
Kognitivní flexibilita a vizuálně-prostorové dovednosti jsou potřebné k určení, jak opravit stavbu, pokud nejde dohromady tak, jak bylo zamýšleno, nebo pokračovat v další části procesu budování.

Jakmile přidáme kódování robota pro jízdu z jednoho místa na druhé na poli, tyto dovednosti jsou posíleny dalšími způsoby, včetně:

K nastavení Field and Code Base do správné polohy a orientace jsou potřeba prostorové dovednosti. Prostorový jazyk se používá k popisu úkolu nebo směru pohybu potřebného k tomu, aby robot dojel na správné místo.
Vizuo-prostorové dovednosti jsou potřeba k plánování cesty robota. To je kombinováno s motorickými a prostorovými dovednostmi potřebnými k psaní, dokumentování plánu na tisk.
K zapnutí robota a použití zařízení s VEXcode GO k připojení a přetažení bloků do projektu jsou zapotřebí motorické dovednosti.
K sestavení projektu ve VEXcode GO je potřeba pracovní paměť a motorické dovednosti, aby bylo možné nakódovat robota tak, aby odpovídal plánu. Studenti si musí zapamatovat, co každý blok dělá a jak je propojit, aby vytvořili sekvenci, která splní daný úkol.
Numerické dovednosti se používají k zadávání správných parametrů do bloků k dosažení požadovaného chování (tj. změna parametru bloku [Drive for] na 300 mm, aby robot řídil danou vzdálenost).
Jazykové a poslechové dovednosti jsou potřebné k tomu, aby se řídili pokyny ve více krocích, se sebeovládáním se soustředili na daný úkol a problém, který řešíte s partnerem.
Kognitivní flexibilita a vizuálně-prostorové dovednosti jsou potřebné k určení, jak odladit projekt, pokud se robot nepohybuje tak, jak bylo zamýšleno, nebo k pokračování k další části kódovací výzvy.

Nejen, že činnosti při sestavování a kódování robota za účelem splnění úkolu zahrnují mnoho základních dovedností, VEX GO lze také použít k posílení specifických akademických dovedností a využít motivaci a zapojení praktických zkušeností k podpoře učení v jiných oblastech. oblasti. Všechny výše uvedené postupy jsou stále řešeny a jsou navíc vylepšeny gramotností nebo matematickými dovednostmi, když se materiály VEX GO používají k provádění věcí jako:

Vytvořte sestavení a prozkoumejte ekvivalentní zlomky hmatatelným způsobem
Sestavte si fungující hodiny, abyste si procvičili schopnost vyprávět čas
Sestrojte nakloněnou rovinu pro procvičování měření a/nebo převodu
Procvičte si vykreslování souřadnic sestavením a hraním hry „BattleBoats“.
Kódujte počet otáček kola potřebný k tomu, aby robot ujel na určitou vzdálenost
Znovu si zahrajte příběh pomocí dílků VEX GO, abyste vytvořili postavy nebo nastavení, abyste ukázali, že čtete s porozuměním
Napište záznam do protokolu o každé fázi životního cyklu žáby, kterou jste postavili
Vytvořte a popište životní prostor pro motorizované stvoření
Napište návod k sestavení toho, co jste postavili, aby partner mohl vytvořit totéž

Každý z těchto příkladů ukazuje způsoby, jak nejen naučit studenty učit se STEM, ale používat STEM k učení a rozvoji dalších dovedností. Když studenti dostanou další praktické příležitosti k zapojení do integrovaného učení, jsou schopni „vytvářet více nervových spojení a učení a vyučovaným konceptům je přikládán větší význam“.¹¹ Čím více kontaktních bodů v aktivitě, tím hlubší může být učení. A když jsou studenti schopni zapojit se do otevřených rozhovorů o své práci a vytvořit si emocionální vztah k tomu, co dělají, jejich učení se ještě prohloubí.

VEX GO je v souladu s kurikulárními cíli

Jinak řečeno, zde jsou některá klíčová hodnotící kritéria, která se často používají ve třídách, spolu s aktivitami, které lze provádět pomocí VEX GO, aby se s nimi shodovalo.

Jazyk a gramotnost:¹²

Efektivně mluví pomocí stále přesnější slovní zásoby – Pokaždé, když studenti diskutují o sestavení nebo kódovacím projektu v rámci své skupiny, nebo sdílejí své poznatky během přestávky uprostřed hraní nebo sdílení části STEM Lab Unit (jako když mluví o tom, jak robot potřebuje přesunout ke sběru vzorků v Mars Rover – Surface Operations STEM Lab Unit), používají prostorový, popisný a přesný jazyk k vysvětlení svých nápadů, předpovědi a zodpovězení otázek.
Rozumí a interpretuje beletrii a literaturu faktu nebo na ně reaguje – Úvod do stavebnictví STEM Lab Unit zapojí studenty do příběhu, aby se dozvěděli o vlastnostech a funkcích sady VEX GO Kit, a provede je jejich prvním sestavením pomocí Součásti stavebnice. Creature Feature Activity Series umožňuje studentům pomocí kreativního psaní popsat, jak se jejich stavba propojuje s rysy imaginárního ostrova.
Píše pro různé účely v různých formátech – Použití tisknutelných materiálů VEX GO k podpoře plánování cesty a projektové dokumentace spolu s komentáři v projektu VEXcode GO, jako jsou ty, které se používají v laboratorní jednotce Parade Float STEM Lab Unit, umožňuje studentům procvičovat psaní a kreslení, které bude podrobně reprezentovat jejich projekty kódování. Kromě toho činnosti, jako je psaní záznamu do Field Journalu v Fun Frogs STEM Lab Unit umožňují studentům psát kreativněji, aby popsali své stavební projekty.
Shromažďuje a používá informace pro výzkumné účely – Studenti shromažďují data prostřednictvím aktivit a experimentů, jako jsou ty v Simple Machines STEM Lab Unit nebo Look Alike STEM Lab Unit, a poté tyto informace používají k informování o svých diskuzích a odpovídání na otázky. o jejich učení během sekcí Mid-Play Break a Share v Labs.

Matematické myšlení:¹³

Aplikuje koncepty a strategie k řešení matematických problémů - Fractions STEM Lab Unit umožňuje studentům sestavit sestavení a používat kusy VEX GO Kit k prozkoumání ekvivalentních zlomků porovnáním zlomků podle velikosti.
Komunikuje a reprezentuje matematické myšlení - Když studenti staví z instrukcí pro sestavení, používají prostorový jazyk ke komunikaci se svým partnerem o dílcích, jejich orientaci, množství, tvaru, velikosti atd. V činnostech, jako jsou ty v Ocean Emergency STEM Lab Unit, studenti plánují a konstruují cestu pomocí verbálních a písemných popisů, prostorového a numerického jazyka, aby mohli diskutovat o tom, jak efektivně nakódovat svého robota, aby jel po své cestě.
Zkoumá a řeší prostorové problémy pomocí manipulativ, kreseb a prostorového jazyka – Objevovací aktivity jako překlápění vlajek, Rotate It, a Symmetry dávají studentům praxi se symetrií, odrazy a rotací. Studenti mohou zkoumat pomocí souřadnic k nalezení bodů na mřížce prostřednictvím her, jako je ta v laboratorní jednotce Battle Boats STEM.
Používá nástroje a techniky k odhadu a měření – Pokaždé, když studenti plánují projekt, který má zavést robota VEX GO na konkrétní místo, musí zpracovat vzdálenost potřebnou k cestě k dosažení cíle a zadat tento odhad nebo měření do svého kód efektivně. V laboratorní jednotce Code Base STEM Lab Unit kóduje student Code Base pro navigaci po slalomové trati kódováním jízdních a odbočovacích vzdáleností v milimetrech, palcích nebo stupních.

Všestrannost VEX GO jako vyučovacího nástroje umožňuje učitelům integrovat STEM do mnoha oblastí jejich třídy, včetně gramotnosti a matematiky. Ať už ve výukovém centru, nebo jako součást celé třídy, VEX GO nabízí učitelům a studentům příležitost získat praxi a zpětnou vazbu o množství základních dovedností na podporu učení a rozvoje. Chcete-li se dozvědět více o výkonných funkcích, prostorových a motorických dovednostech a jejich spojení s učením, prohlédněte si rozhovorů s Claire Cameron, autorkou knihy Hands On, Minds On, ve videotéce PD+.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Systém odběru vzorků práce Předškolní zařízení až do třetího ročníku: Souhrnné pokyny. 4. vydání, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Ruce, mysli: Jak výkonné funkce, motorické a prostorové dovednosti podporují školní připravenost. Teachers College Press, 2018.

³ Dee, Thomas S., et al. "Dopad No Child Left Behind na studenty, učitele a školy [s komentáři a diskusí]." Brookingsovy práce o hospodářské činnosti (2010): 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Ruce, mysli: Jak výkonné funkce, motorické a prostorové dovednosti podporují školní připravenost. Teachers College Press, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Rozhovor od Jasona McKenny. Rozhovor s Claire Cameron Část 2: Výkonná funkce, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Tamtéž.

⁷Tamtéž.

⁸Cameron, Claire E. Ruce, mysli: Jak výkonné funkce, motorické a prostorové dovednosti podporují školní připravenost. Teachers College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Rozhovor od Jasona McKenny. Rozhovor s Claire Cameron Part 4: Spatial Skills, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Rozhovor s Jasonem McKennou. Rozhovor s Claire Cameron Part 8: Key Takeaways, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Systém odběru vzorků práce Předškolní zařízení až do třetího ročníku: Souhrnné pokyny. 4. vydání, Pearson, 2001.

¹² Tamtéž.