Informatik lehren und lernen mit VEXcode VR

Der Aufstieg der Informatik in der K-12-Ausbildung

Die Informatikausbildung nimmt in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt zu, da immer mehr Bildungssysteme Informatik als eine grundlegende Fähigkeit des 21. Jahrhunderts anerkennen. Ungefähr 65 % der Studierenden werden in Berufen arbeiten, die es noch nicht gibt¹. Das Erlernen der Informatik ist eine , Studierende auf die Berufe von heute und morgen vorzubereiten.

Verwendung von VEXcode VR zum Unterrichten von Informatik

Die Notwendigkeit, mehr Studierende zu motivieren und anzuziehen, insbesondere Studierende aus unterrepräsentierten Bevölkerungsgruppen, hat zur Entwicklung vieler³ reich⁴ Programmierumgebungen⁵ geführt. Diese visuellen Programmierumgebungen sollen interaktiv sein und den Studierenden auch grundlegende Informatikkenntnisse wie Algorithmen, Variablen und Abstraktion vermitteln. Es gibt viele verschiedene Programmierumgebungen und Untersuchungen⁶ haben gezeigt, dass sie sich beim Unterrichten von Informatik und MINT-Fächern als erfolgreich erweisen. Untersuchungen zeigen auch, dass es^{Elemente gibt, die zum} dieser interaktiven, visuellen Umgebungen führen. Diese Elemente wurden alle bei der Entwicklung von VEXcode VRangewendet.

Erstens verwendet VEXcode VR die Programmierung als Metapher, die dem Benutzer Hinweise darauf gibt, wie und wo Befehle verwendet werden können. Dadurch werden die Syntaxfehler beseitigt, die bei vielen anderen Programmiersprachen und -umgebungen häufig vorkommen.

VEXcode VR ermutigt Schüler,⁹ mit ihren Programmen zu experimentieren und zu basteln, was zu einem höheren Engagement führt – in den ersten 5 Monaten nach der Veröffentlichung von VEXcode VR wurden über 10 Millionen Projekte durchgeführt. Zu den weiteren Vorteilen von VEXcode VR gehört die Möglichkeit, Projekte schnell auszuführen, das Ergebnis anzuzeigen, das Projekt zu bearbeiten und erneut auszuführen. Diese enge Rückkopplungsschleife¹⁰ hat sich als effektive Methode für den Informatikunterricht erwiesen.

Effektiver Lehrplan – VEXs Informatik-Level 1 – Blöcke mit VEXcode VR-Kurs

VEX's Computer Science Level 1 – Blöcke mit VEXcode VR ist ein Lehrplan, den jeder lehren und lernen kann. Entwickelt für Studierende mit unterschiedlichen Interessen und Erfahrungsniveaus, erlernen die Studierenden grundlegende Informatikkonzepte, während sie den VR-Roboter programmieren. Lektionen und Einheiten in Informatik Level 1 – Blöcke mit VEXcode VRsind so konzipiert, dass die Schüler jede Lektion unabhängig durcharbeiten können – so dass sie auf verschiedene Arten implementiert werden kann (z. B. gemischt, synchron, asynchron).

Der Unterricht wird mit den Lernzielen und der Festlegung eines gemeinsamen Ziels eingeleitet. Dieses gemeinsame Ziel wird mit einem Einführungsvideo zu Beginn jeder Einheit festgelegt. In diesem Video werden Themenbereiche, Aufgaben und Aufgabenkontexte festgelegt, die Lehrer und Schüler „auf den gleichen Stand bringen“. Forschung¹¹ zeigt uns, dass es ein wichtiger Teil des Lehrens und Lernens ist, sicherzustellen, dass Schüler und Lehrer diesen ähnlichen Fokus teilen. Darüber hinaus konzentriert sich der Unterricht bei diesem Ansatz darauf, dass die Schüler eine für das Problem^{. In Informatik Level 1 – Blöcke mit VEXcode VRliegt der Schwerpunkt darauf, dass die Schüler konzeptionell denken, anstatt nur zu „raten und zu überprüfen“, wie sie zu einer Antwort gelangen.}

Der Direktunterricht¹³ hilft den Schülern dann beim Einstieg, indem er Schritt-für-Schritt-Anleitungen für die Herangehensweise an den Unterricht in jeder Einheit bereitstellt. Diese sorgfältige Abfolge des Lernens¹⁴ betont das Verständnis, anstatt mehrere Themen oberflächlich abzudecken.

Der Rest der Unterrichtsstruktur verwendet einen partiellen Gerüstansatz¹⁵ , um den Lernenden bei der Entwicklung einer Lösung für die Unit-Coding-Herausforderung zu helfen. Der zuvor angewandte direkte Unterricht stellt alle Fähigkeiten und Konzepte in den Vordergrund, die zur Lösung der Unit-Coding-Herausforderung erforderlich sind. Beispielsweise enthält jede Lektion hochwertige Codebeispiele, die die Schüler verwenden, studieren und ändern können. Mit der Unit-Coding-Challenge haben Lehrer die Möglichkeit zu sehen, wie gut Schüler das Gelernte in jeder Unterrichtsstunde anwenden können.

Die formative Beurteilung ist in jede Lektion und Einheit integriert und bietet sowohl Schülern als auch Lehrern die Möglichkeit, das Verständnis der Schüler zu überprüfen und Lernbedürfnisse zu ermitteln, sodass Pädagogen den Unterricht entsprechend anpassen können. Die formative Beurteilung gibt Lehrkräften die Mittel und die Möglichkeit, sich die richtigen Informationen anzueignen, die sie für ihren Unterricht benötigen, und führt so zu besseren Lernergebnissen¹⁶. Darüber hinaus sind Lehrkräfte, die formative Beurteilungen einsetzen, besser darauf vorbereitet, den unterschiedlichen Bedürfnissen der Schüler gerecht zu werden – und tragen so dazu bei, eine bei den Schülerergebnissen zu erreichen.

VEXcode VR und VEXs Computer Science Level 1 – Blocks mit VEXcode VRKurs sind darauf ausgelegt, Informatik-Klassenzimmern einen zusammenhängenden Ressourcenstrang zur Verfügung zu stellen, der alle Schüler und Klassenzimmer unterstützen soll. Darüber hinaus ist der Zusammenhang zwischen Informatik und Robotik klar; Studierende haben die Fähigkeit, ihre Roboter so zu programmieren, dass sie komplexe Aufgaben ausführen. Während die Ausführung komplexer Aufgaben das Ziel sein mag, besteht das Mittel darin, diese Aufgaben in kleinere Teile zu zerlegen und sie dann iterativ zusammenzusetzen, um eine Lösung zu schaffen – alles Eckpfeiler der Informatik und des Computational Thinking.