Verwendung von VEX 123 zur Unterstützung des Unterrichts von Lese- und Schreibkompetenz und mathematischem Denken – VEX-Bibliothek

In den Grundschuljahren wird oft ein starker Schwerpunkt auf die Vermittlung von Lese- und Schreibfähigkeiten und Mathematik gelegt. Während Phonetik, Sichtwörter und Sprachkompetenz für die Entwicklung der Lese- und Schreibfähigkeit junger Schüler wichtig sind, umfasst Lese- und Schreibkompetenz mehr als nur diese Elemente. Zur Lese- und Schreibkompetenz gehören auch Sprachkenntnisse wie Sprechen und Zuhören sowie visuelle und schriftliche Fähigkeiten, die beim Schreiben eine Rolle spielen.¹ Ebenso sind mathematische Fakten, Rechenkenntnisse und Operationen zwar grundlegend für das Erlernen der Mathematik, aber sie sind nur ein Teil des Puzzles. Mathematisches Denken umfasst räumliches Denken und Abstraktion sowie Dinge wie visuell-motorische Fähigkeiten oder die Fähigkeit, Zahl und Menge zu verbinden.² Wenn es jedoch Bedenken bezüglich der Lese- und Schreibkompetenz oder der Mathematikleistung (oder einem Mangel daran) gibt, ist der erste Instinkt oft, mehr Routineübungen hinzuzufügen, ohne unbedingt an das Gesamtbild zu denken oder daran, wie sich Lese- und Schreibkompetenz und mathematisches Denken im Laufe der Zeit entwickeln Kindheit.

Bild, das Forschungsergebnisse im Bildungsbereich illustriert und Diagramme und Grafiken enthält, die Datentrends und Analysen im Zusammenhang mit der akademischen Leistung zeigen.

Führungsfunktion und grundlegende Fähigkeiten

Grundlegende Lese- und Schreibfähigkeiten und mathematisches Denken sowie viele Dinge, die üblicherweise als „Schulreife“ gelten, sind Dinge wie exekutive Funktionen, Arbeitsgedächtnis, motorische Fähigkeiten und räumliche Fähigkeiten.³ Wenn es um die Gestaltung von Lehrplänen geht, werden diese grundlegenden Lernkomponenten oft als Prädiktoren für den Schulerfolg angesehen und ihnen wird im Schulalltag selten Zeit oder Raum eingeräumt, geschweige denn in den Lese- und Schreib- oder Mathematikunterricht eingebettet. Es ist jedoch bekannt, dass räumliche Fähigkeiten ein Prädiktor für mathematische Leistungen sind, motorische Fähigkeiten eine Voraussetzung für das Erlernen des Schreibens sind und exekutive Funktionen es den Schülern ermöglichen, sich auf eine Lesepassage zu konzentrieren, ein unbekanntes Wort zu entschlüsseln und die Bedeutung eines Satzes zu verstehen.⁴

Der Begriff exekutive Funktion umfasst eine Reihe von Fähigkeiten und Prozessen, darunter Selbstkontrolle (z. B. einen Impuls stoppen und etwas anderes tun), kognitive Flexibilität (z. B. das Wechseln oder Wechseln von einer Aktivität zu einer anderen) und das Arbeitsgedächtnis (die Prozesse, die zum Aufrechterhalten erforderlich sind). Informationen verfolgen, während wir damit arbeiten).⁵ Im Zusammenhang mit der exekutiven Funktion stehen motorische und räumliche Fähigkeiten sowie die zugrunde liegenden kognitiven Prozesse, die in die Bewegung und unsere Wahrnehmung von Objekten und deren Bewegungen einfließen.⁶ All dies ist am Lernen der Schüler im Klassenzimmer sowie insbesondere an der Lese- und Schreibkompetenzentwicklung und der Mathematikentwicklung beteiligt.⁷

Exekutivfunktion im Kontext

Stellen Sie sich zum Beispiel die Aufgabe eines Schülers vor, der an einem Schreibtisch sitzt, einen Satz liest und eine Antwort schreibt.

Motorische Fähigkeiten sind erforderlich, damit der Schüler über die Rumpfstabilität verfügt, um aufrecht an einem Schreibtisch zu sitzen, und über die Feinmotorik, um einen Bleistift zum Schreiben zu halten, zu greifen und zu kontrollieren.
Räumliche Fähigkeiten sind erforderlich, um die geschriebene Antwort auf der Linie auf dem Papier zu positionieren und innerhalb eines vorgegebenen Raums zu schreiben, wobei Buchstaben zu Wörtern verbunden werden.
Visuell-räumliche Fähigkeiten sind erforderlich, damit die Schüler ihre Schrift auf dem Papier festhalten und nicht abschreiben oder mit ihrem Schreiben von einer Zeile zur nächsten wechseln können.
Zum Lesen und Verstehen des Satzes ist ein Arbeitsgedächtnis erforderlich, um eine Antwort präzise formulieren zu können.
Selbstbeherrschung ist für den Schüler notwendig, um sich der anstehenden Aufgabe zu widmen und nicht aufzustehen und etwas Aufregenderes zu tun, wie zum Beispiel im Blockraum zu bauen oder zu zeichnen.
Kognitive Flexibilität ist erforderlich, um die Buchstaben zu interpretieren und phonetisches Wissen richtig anzuwenden (z. B. dass das „e“ in „set“ einen anderen Klang erzeugt als jedes „e“ in „erase“), um den Satz genau zu lesen und einen angemessenen und lesbaren Satz zu schreiben Antwort.⁸

Ein ähnliches Muster zeigt sich in der Mathematik, wo Schüler Zahlen interpretieren, im Kopf behalten, Berechnungen durchführen und genaue Antworten schreiben müssen. Und sobald es sich um ein Wortproblem handelt, erhöht die kognitive Belastung durch das Lesen, Interpretieren des Problems und die Anwendung sowohl der Phonetik als auch des Zahlensinns darauf, um die richtige Antwort zu berechnen und zu schreiben, die Bedeutung dieser grundlegenden Fähigkeiten. Die gute Nachricht ist, dass Dinge wie räumliche Fähigkeiten durch Übung und Feedback verbessert werden können,⁹ , und dass Übung auf unzählige Arten durchgeführt werden kann – einschließlich der Codierung eines Roboters wie VEX 123.

Eine visuelle Darstellung im Zusammenhang mit Bildungsforschung, die wichtige Konzepte oder Datenergebnisse veranschaulicht, die für das Thema relevant sind. Das Bild unterstützt den Inhalt im Abschnitt „Forschung“ der Kategorie Bildung.

Grundlegende Fähigkeiten, Führungsfunktion und VEX 123

Das Programmieren des 123-Roboters erfordert viele grundlegende Fähigkeiten für die Schulreife sowie die Entwicklung von Lese- und Schreibkompetenz und Mathematik. Stellen Sie sich zum Beispiel die Aufgabe vor, den Roboter 123 so zu programmieren, dass er auf einem Feld von einem Ort zum anderen fährt.

Zur Erreichung dieses Ziels sind viele Dinge erforderlich, darunter:

Um das Feld und den Roboter in der richtigen Position und Ausrichtung aufzustellen, sind räumliche Fähigkeiten erforderlich.
Um den Weg des Roboters zu planen, sind visuell-räumliche Fähigkeiten erforderlich. Dies wird mit den zum Schreiben erforderlichen motorischen und räumlichen Fähigkeiten kombiniert, um den Plan auf einem Ausdruck zu dokumentieren.
Um den 123-Roboter aufzuwecken und in seine Ausgangsposition zu bringen, sind motorische Fähigkeiten erforderlich.
Um die Touch-Tasten zu drücken und den Roboter so zu programmieren, dass er dem Plan entspricht, sind Arbeitsgedächtnis und motorische Fähigkeiten erforderlich.
Rechenfähigkeiten werden für die Eins-zu-eins-Entsprechung von Tastendrücken zu Verhaltensweisen verwendet (z. B. zweimaliges Drücken der Taste, um zwei Felder zu verschieben).
Um den mehrstufigen Anweisungen zu folgen, sind Sprach- und Zuhörfähigkeiten sowie Selbstbeherrschung erforderlich, um bei der Aufgabe zu bleiben und mit einem Partner zusammenzuarbeiten.
Kognitive Flexibilität und visuell-räumliche Fähigkeiten sind erforderlich, um zu bestimmen, wie das Projekt zu debuggen ist, wenn sich der Roboter nicht wie beabsichtigt bewegt, oder um mit dem nächsten Teil der Codierungsherausforderung fortzufahren.

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Der Vorgang des Codierens des Roboters zur Erreichung eines Ziels beinhaltet nicht nur viele grundlegende Fähigkeiten, der 123-Roboter kann auch zur Stärkung spezifischer akademischer Fähigkeiten eingesetzt werden. Alle oben genannten Praktiken werden weiterhin berücksichtigt und zusätzlich durch Lese- und Schreibfähigkeiten oder Mathematikkenntnisse verbessert, wenn der Roboter für Dinge verwendet wird wie:

Fahren Sie über Buchstaben, damit die Schüler mit ihrem Roboter Wörter aussprechen können
Fahren Sie, um auf einem Feld geschriebene Wörter zu sehen und sie zu lesen
Gehen Sie in der richtigen Reihenfolge zu den Handlungspunkten einer Geschichte
Spielen Sie eine Geschichte mit dem Roboter nach, um Ihr Leseverständnis zu demonstrieren
Fahren Sie den Roboter entlang einer Zahlenlinie, um ein Additionsproblem zu lösen
Verwenden Sie den Roboter als < oder > -Symbol, um sich einem größeren oder kleineren Wert zuzuwenden
Fahren Sie der Reihe nach zu den Zahlen von 11 bis 20 auf einem Feld
Verwenden Sie den Roboter mit Zahlenstrahl, um ein Subtraktionsproblem zu lösen

Jedes dieser Beispiele zeigt einfache Implementierungen, bei denen die Codierung des 123-Roboters verwendet wird, um den Aufbau grundlegender Fähigkeiten auf integrierte und ansprechende Weise zu unterstützen. Anstatt Sichtwörter mit Lernkarten zu üben oder ein Arbeitsblatt und einen Bleistift zu verwenden, um mathematische Aufgaben zu lösen, wird der 123-Roboter verwendet, um exekutive Funktionen, räumliche und motorische Fähigkeiten in diese Übungen einzubetten und gleichzeitig die Schüler durch den Einsatz eines Roboters zu motivieren!

VEX 123 entspricht den Lehrplanzielen

Anders ausgedrückt sind hier einige wichtige Bewertungskriterien aufgeführt, die häufig in Klassenzimmern verwendet werden, sowie Aktivitäten, die mit VEX 123 durchgeführt werden können, um sie daran anzupassen.

Sprache und Alphabetisierung¹⁰:

Demonstriert phonemisches Bewusstsein – Im Code and Read Lab in der Touch to Code STEM Lab Unitcodieren die Schüler den 123 Robot, damit er über auf einer Kachel geschriebene Buchstaben (oder Phoneme) fährt, um mit ihrem Roboter Wörter auszusprechen. Bei der Aktivität „Roboter-Wortsuche“ fahren die Schüler ihren 123 Roboter zu Buchstaben auf einer Kachel, um so viele Wörter wie möglich zu buchstabieren und aufzuschreiben.
Versteht und interpretiert oder reagiert auf fiktive und nicht-fiktive Texte – Das Lernen Sie Ihren Roboter kennen STEM-Labor Einheit beschäftigt die Schüler mit einer Geschichte, um ihnen die Merkmale und Funktionen des Roboters näherzubringen und zu lernen, wie sie mit einem Partner zusammenarbeiten können, um ihn erfolgreich einzusetzen. In der Aktivitätsreihe „ Dragon in the Village“ hören sich die Schüler eine erzählte Geschichte an und spielen anschließend mithilfe des 123-Roboters Handlungspunkte der Geschichte nach.
Verwendet Schreibstrategien zum Vermitteln von Ideen – Durch die Verwendung von VEX 123-Druckvorlagen zur Unterstützung der Pfadplanung und Dokumentation von Projekten, wie sie in „Moving from Touch to Coder STEM Lab Unitverwendet werden, üben die Schüler das Schreiben und Zeichnen zum Darstellen ihrer Projekte.
Verwendet erweiterten Wortschatz und Sprache für verschiedene Zwecke – Jedes Mal, wenn die Schüler ein Projekt innerhalb ihrer Gruppe besprechen oder ihre Strategien zum Kodieren während der Spielpause oder im Abschnitt „Teilen“ einer STEM-Laboreinheit austauschen, z. B. wenn sie darüber sprechen, wie der Augensensor funktioniert, damit der 123-Roboter Omas Haus oder einen Wolf in der STEM-Laboreinheit „ Little Red Robot“ sieht, verwenden sie Geschichten- und Kodiervokabular, um ihre Ideen zu erklären, Vorhersagen zu treffen und Fragen zu beantworten.

Mathematisches Denken¹¹:

Wendet Konzepte und Strategien zum Lösen mathematischer Probleme an – In der STEM-Laboreinheit mit den Zahlenlinien verwenden die Schüler den 123-Roboter auf einer Zahlenlinie, um Additions- und/oder Subtraktionsprobleme zu lösen.
Verwendet einfache Werkzeuge und Techniken zum Messen mit nicht standardmäßigen und standardmäßigen Einheiten. – Aktivitäten wie „Wettrennen im Weltall“ oder Räum dein Zimmer auf Lassen Sie die Schüler Einheiten wie „Roboterschritte“ verwenden, um ihren 123-Roboter so zu programmieren, dass er zum Erfüllen einer Aufgabe bestimmte Entfernungen zurücklegt.
Zeigt Verständnis für Zahlen und Mengen – Immer wenn die Schüler ein Projekt planen, bei dem sie den 123-Roboter zu einem bestimmten Ort fahren müssen, müssen sie die Anzahl der erforderlichen Schritte berechnen und diese mit gedrückten Touch-Tasten oder Coder-Karten abgleichen, wie z. B. die Fahrt zum Schatz im STEM-Labor Robot Treasure Hunt“ in der STEM-Laboreinheit „Einführung in die Codierung“.
Erforscht und löst räumliche Probleme mithilfe von Manipulatoren, Zeichnungen und Raumsprache – Jedes Mal, wenn die Schüler ein VEX 123-Druckexemplarverwenden, wie etwa das Projekt- und Bewegungsplanungsblatt im „Besuchen Sie das Tigers and Bears-Labor“ der STEM-Laboreinheit „Moving from Touch to Coder“, verwenden sie Raumsprache, Zeichnungen und Manipulatoren, um ein Projekt zu planen und auszuführen, bei dem der 123-Roboter an mehrere Orte gesteuert wird.

Infografik zur Veranschaulichung wichtiger Forschungsergebnisse im Bildungsbereich mit Diagrammen und Statistiken, die Trends und Erkenntnisse für Pädagogen und Forscher hervorheben.

Die Vielseitigkeit von VEX 123 als Lehrmittel ermöglicht es Lehrern, Informatik in viele Bereiche ihres Klassenzimmers zu integrieren, einschließlich Lesen und Schreiben und Mathematik. Ob in einem Lernzentrum oder als Teil einer ganzen Klassenstunde, VEX 123 bietet Lehrern und Schülern die Möglichkeit, praktisches Feedback zu einer Fülle grundlegender Fähigkeiten zu erhalten, um Lernen und Entwicklung zu unterstützen. Um mehr über exekutive Funktionen, räumliche und motorische Fähigkeiten und ihren Zusammenhang mit dem Lernen zu erfahren, sehen Sie sich die Interviews mit Claire Cameron, Autorin von Hands On, Minds On, in der PD+-Videobibliothek an.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Das Arbeitsprobensystem Vorschule bis zur dritten Klasse: Omnibus-Richtlinien. 4. Auflage, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Wie exekutive Funktionen, motorische und räumliche Fähigkeiten die Schulreife fördern. Teachers College Press, 2018.

³ Ebd.

⁴ Ebd.

⁵ Cameron, Claire E. Interview von Jason McKenna. Interview mit Claire Cameron Teil 2: Führungsfunktion, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Ebd.

⁷Ebd.

⁸Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Wie exekutive Funktionen, motorische und räumliche Fähigkeiten die Schulreife fördern. Teachers College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Interview von Jason McKenna. Interview mit Claire Cameron Teil 4: Räumliche Fähigkeiten, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Das Arbeitsprobensystem Vorschule bis zur dritten Klasse: Omnibus-Richtlinien. 4. Auflage, Pearson, 2001.

¹¹ Ebd.