Unterstützung des aktiven Lernens mit 123 und GO STEM Labs

VEX GO und 123 STEM Labs konzentrieren sich auf drei grundlegende Komponenten, um allen Schülern sinnvolle MINT-Lernerfahrungen zu bieten. Jedes MINT-Labor bietet Folgendes:

• Aktives Lernen
• Ein Schwerpunkt auf dem Verständnis der Schüler
• Forschungsgestützte Pädagogik

Aktives Lernen

Aktives Lernen ist ein Lehransatz¹, bei dem die Schüler durch den Aufbau ihres Wissens und Verständnisses am Lernprozess teilnehmen. Aktives Lernen trägt dazu bei, das Selbstvertrauen der Schüler zu stärken und ihre schulischen Leistungen zu verbessern.²

Jedes VEX GO und 123 STEM Lab beginnt damit, dass die Schüler eine persönliche Verbindung zum primären Lernergebnisthema des STEM Lab herstellen. Dann beginnen die Schüler sofort mit dem Gestalten! Die Schüler nutzen ihren VEX GO-Roboter oder ihren VEX 123-Code, um die Lernergebnisse aktiv zu untersuchen und zu erkunden. Während der gesamten STEM Labs werden Studierende dazu ermutigt, an reflektierenden Diskussionen teilzunehmen oder ihre Projekte vorzustellen.

Alle STEM Labs verfügen über eine Auswahltafel, die zur Differenzierung des Unterrichts verwendet werden kann und gleichzeitig die Stimme und Wahlmöglichkeiten der Schüler beim Lernen fördert, was zu einem höheren Engagement der Schüler führt.³ Choice Board-Aktivitäten können jederzeit durchgeführt werden. Mithilfe der Auswahltafel können Studierende aktiv an ihrem Lernen teilnehmen

Ein Schwerpunkt auf dem Verständnis der Schüler

Jede VEX GO- und 123 STEM-Laboreinheit ist auf grundlegende Fragen und das Verständnis der Einheiten ausgerichtet.

Grundlegende Fragen sind , dass sie zum Nachdenken anregen, Nachforschungen anregen und den Schülern beim Lernen helfen. Unit Understandings stellen eine Verbindung zu den wesentlichen Fragen her und helfen bei der Erläuterung des Hauptthemas der STEM Lab-Einheit.

Die Unit Understandings werden dann verwendet, um Lernziele für jedes MINT-Labor zu erstellen. Diese Lernziele sind alle spezifisch, messbar und beobachtbar. Darüber hinaus sind die Lernziele klar mit den studentischen Aktivitäten im Labor verknüpft; und zu den Beurteilungen, die es den Studierenden ermöglichen, ihr Verständnis unter Beweis zu stellen. Die Abstimmung der Ziele, Aktivitäten und Bewertungen trägt dazu bei, sowohl die Motivation als auch das Lernen der Schüler zu fördern.⁵

In jedem MINT-Labor bestimmt die Befragung der Schüler den Unterricht und ermöglicht es den Lehrern, als Trainer des Verstehens und nicht als Lieferant von Fakten zu fungieren.

Forschung unterstützte die Pädagogik

Jedes MINT-Labor bietet Studierenden die Möglichkeit, ihr räumliches Denkvermögen zu verbessern. Räumliches Denken⁶ beinhaltet die Fähigkeit, sich auf die Welt zu beziehen und darin zu navigieren, sowie die Fähigkeit, Darstellungen imaginärer und realer Formen, Objekte und Strukturen zu erstellen und mental zu manipulieren. Räumliches Denken ist ein Oberbegriff, der viele kognitive Prozesse umfasst, darunter das Verstehen der Eigenschaften eines bestimmten Objekts, das Erkennen der Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Objekten und die Fähigkeit, ein Objekt auf der Grundlage des Sehens seiner Teile oder Teile mental zusammenzusetzen/zu zerlegen. Eine Studie⁷ aus dem Jahr 2013 bestätigte, dass räumliches Denken keine festgelegte Fähigkeit ist und verbessert werden kann.

Diese Betonung des räumlichen Denkens trägt dazu bei, eine Grundlage für den zukünftigen Erfolg in Mathematik und MINT zu schaffen. Räumliches Denken hängt eng mit Mathematik zusammen – Fortschritte im Alter von 4 bis 7 Jahren bereiten die Voraussetzungen für Erfolg in Mathematik bis zum Alter von 15 Jahren. Tatsächlich zeigen Untersuchungen, dass das räumliche Denken mit der Leistung in vielen Bereichen der Mathematik zusammenhängt, darunter: Grundgrößen- und Zählfähigkeiten⁸, Kopfrechnen⁹und Textaufgaben.¹⁰ Das räumliche Denken ist ein wichtiger Indikator für den Erfolg in MINT-Berufen. MINT-Kompetenzen basieren¹¹ auf räumlichem Wissen. Aktuelle Forschungsergebnisse¹² zeigen, dass eine frühzeitige Aufmerksamkeit für die Entwicklung des räumlichen Denkens von Kindern die Leistungen in Mathematik und Naturwissenschaften steigert und das Interesse an zukünftigen Karrieren in MINT-Fächern fördern kann.

Wenn Studierende das Gefühl haben, dass sie mit einer Aktivität keinen Erfolg haben, ziehen sie sich zurück. Menschen, darunter auch Studenten, haben Spaß daran,¹³ Probleme zu lösen. Menschen haben keinen Spaß daran, an einem Problem zu arbeiten, das unerreichbar scheint. Für Lehrkräfte bedeutet dies, den Unterricht so zu nutzen, dass die Schüler unmittelbare Erfolgserlebnisse erleben können, und den Schülern Feedback zu ihren Erfolgen zu geben. VEX GO und 123 STEM Labs sind darauf ausgelegt, den Schülern sofortige Erfolgserlebnisse zu ermöglichen und enthalten zusätzlich Anweisungen für Lehrer, wie sie effektives Feedback geben können.

Lehrer haben manchmal das Gefühl, dass sie ständig versuchen, die Aufmerksamkeit ihrer Schüler zu erregen. Dafür gibt es einen guten Grund: Studierende werden ständig mit Informationen bombardiert. Allerdings wird nur ein dieser Informationen im Langzeitgedächtnis gespeichert, wo er für eine spätere Verwendung abgerufen werden kann. Damit Informationen im Langzeitgedächtnis gespeichert werden können, müssen sich die Schüler^{mit den Informationen}. Der Kognitionswissenschaftler Daniel Willingham hat festgestellt: „Erinnerung ist der Überrest des Gedankens.“¹⁶ Wie bringen Lehrer ihre Schüler dazu, sich auf die in der Lektion oder Aktivität enthaltenen Informationen zu konzentrieren und darüber nachzudenken? Ermutigen Sie die Schüler, eine persönliche Verbindung aufzubauen. VEX GO und 123 STEM Labs bieten den Schülern zu Beginn jeder Unterrichtsstunde eine persönliche Verbindung.