Fortschritt beim Bau von VEX GO – VEX-Bibliothek

Einführung

Der Zweck dieses Artikels besteht darin, den Fahrplan für den Einstieg in die Entwicklung mit VEX GO darzulegen. Dieser Artikel richtet sich an diejenigen, die mit ihren Kits noch völlig neu und noch nicht vertraut sind, und bietet wichtige Informationen zur Navigation im VEX GO-System. Denken Sie daran, dass es beim freien Bauen keinen richtigen oder falschen Weg gibt. Der Bausatz bietet eine nahezu unendliche Kombination von Teilen. Warum sollte es also nur eine Lösung geben? Dieser Artikel soll Ihnen einen Einblick in dieses einschüchternde Thema geben und es weniger beängstigend machen.

Der Bauplan weist im Wesentlichen drei Punkte auf, die für den Weg zum endgültigen Ziel des freien Bauens von Interesse sind:

Bauanleitung
Änderungen
Kostenloses Bauen

Wir empfehlen Ihnen, jede Station gründlich zu erkunden, bevor Sie Ihre Baureise fortsetzen. Die erste Station unserer Reiseroute sind Bauanweisungen.

Bauanleitung

Zunächst wird empfohlen, durch die VEX GO Build-Anweisungen zu navigieren, die unter builds.vex.comzu finden sind. Build-Anweisungen sind vorgegebene Schritt-für-Schritt-Anweisungen, die einen Benutzer durch die Erstellung eines bestimmten Builds führen. Bei einigen der Builds handelt es sich nur um Konstruktionen, was bedeutet, dass sie überhaupt keinen Antrieb haben, wie zum Beispiel das Unpowered Super Car. Andere werden angetrieben über Motoren und Schalter (vorwärts, rückwärts und aus), wie zum Beispiel der Spirograph. Während andere -betrieben sind und mit einem VEX GO Brain codiert werden, wie zum Beispiel die Code Base. Diese vorgegebenen Builds werden in einer Vielzahl von VEX GO STEM Labsverwendet. Diese Labore bieten Lehrern umfangreiche Aktivitäten für jeden Bau und geben ihnen einen Ausgangspunkt für die Verwendung der Bauten und Bauanweisungen mit Schülern. Indem Lehrer mit Bauanweisungen und MINT-Laboraktivitäten beginnen, können sie den Schülern eine Grundlage schaffen, damit sie später auf komplexere Herausforderungen vorbereitet sind.

Hier abgebildet (in der Reihenfolge von links nach rechts): Superauto ohne Antrieb (nur Konstruktion); Spirograph (angetrieben); Codebasis (betrieben und codiert)

Bauanleitungen unterstützen das Lernen der Schüler

Das Befolgen einer Reihe diskreter Bauanweisungen ist eine hervorragende Möglichkeit, sich nicht nur mit dem Bausatz und den darin enthaltenen Teilen vertraut zu machen, sondern auch Beispiele dafür zu sehen, wie bestimmte Teile funktionieren und warum sie in bestimmten Builds verwendet werden. Das Befolgen dieser einführenden Builds kann die kognitive Belastung verringern und es Ihnen ermöglichen, Ihre Baureise fortzusetzen. Die kognitive Belastungstheorie versucht zu erklären, wie die Fähigkeit eines Schülers, neue Informationen zu verarbeiten, durch die Menge an Informationen beeinflusst werden kann, die zur Erledigung der Aufgabe verwendet werden müssen.¹ Während eines Problemlösungsprozesses, etwa beim Entwerfen und Bauen eines Objekts zur Erledigung einer Aufgabe, müssen Schüler beispielsweise so viele Dinge in ihrem Arbeitsgedächtnis bereithalten können: das Ziel, den Plan, die Einschränkungen, zum eigentlichen Prozess, zwei Teile miteinander verbinden zu können. Um den Schülern bei der Bewältigung einer großen Aufgabe wie dieser zu helfen, hilft die Aufteilung in kleinere Komponenten dabei, die Belastung besser bewältigen zu können. Durch das Bauen anhand von Bauanweisungen können sich die Schüler darauf konzentrieren, wie die Teile zusammengefügt werden, um ein größeres Objekt zu schaffen. Je mehr Schüler dies üben, desto weniger Gedanken erfordern die mit einer Bauaufgabe verbundenen Handlungen; Dadurch werden kognitive Kapazitäten für Konzepte wie das Entwerfen oder Iterieren eines Builds freigesetzt.

Es gibt auch viele andere Fähigkeiten, die beim Befolgen diskreter Bauanweisungen genutzt und entwickelt werden, beispielsweise das räumliche Denken. Räumliche Fähigkeiten sind ein grundlegender Bestandteil des Lernens und ein Überbegriff für eine Reihe kognitiver Prozesse, die dazu dienen, räumliche Informationen wahrzunehmen und damit zu arbeiten.² Wie wir Objekte und ihre Eigenschaften und Bewegungen im Raum verstehen, die Fähigkeit, ein mentales Modell eines Objekts oder eines Problems zu erstellen oder dieses Objekt in unserem Kopf umzuwandeln, sind alles Teile des räumlichen Denkens. Wenn Sie darüber nachdenken, wie dies in der Praxis aussieht, und Ihren Bau oder Ihre Teile so ausrichten, wie es in der Bauanleitung gezeigt wird, können Sie räumliches Denken entwickeln, eine wichtige Fähigkeit, die Sie später beim fortgeschritteneren Bauen erwerben müssen.

Diese Baustrategie kann den Schülern helfen, die vielen verschiedenen Arten von Verbindungen beim Bauen zu verstehen und zu erkennen, dass alle Bauten nur eine spezielle Abfolge dieser Verbindungen sind. Mit der Zeit können sie ein Verständnis dafür entwickeln, dass jedes Teil eines Gebäudes eine bestimmte Funktion haben sollte, sei es für Form, Struktur, Bewegung, Intelligenz oder Dekoration!

Diese Fähigkeiten sind nicht nur beim Bauen nützlich, sondern durch den Aufbau und die Stärkung dieser Fähigkeiten können Schüler auch ihr mathematisches Denken unterstützen.³ Ein Großteil des mathematischen Denkens basiert auf der Fähigkeit der Schüler, ein mentales Modell eines Problems zu erstellen. Durch das Üben des Bauens trainieren die Schüler nicht nur ihr räumliches Denken, sondern bauen auch ihre mentalen Modellierungsfähigkeiten aus, die das spätere Mathematiklernen unterstützen können.⁴ Weitere Informationen zur Verwendung von VEX GO zur Unterstützung des mathematischen Denkens finden Sie diesem Artikel.

Änderungen

Denk darüber so; „Modifikationen“ bilden Ihre Brücke zwischen strukturiertem Bauen (mithilfe der Bauanleitung) und freiem Bauen. Beim strukturierten Bauen haben Sie grundsätzlich alle Antworten auf „Warum baue ich, „Wie baue ich“ und „Was baue ich. Beim freien Bauen müssen Sie alle Antworten selbst herausfinden. Modifikationen sind eine großartige Möglichkeit, die Beantwortung dieser Fragen zu erleichtern, ohne sie alle auf einmal beantworten zu müssen.

Beispielsweise nehmen die Schüler in der Aktivität Ramp Racers geringfügige Änderungen am Build „ Inclined Plane vor. Dies ermöglicht den Schülern die Wahl, wie sie den Bau bearbeiten möchten, ohne dass es an Struktur mangelt, die das freie Bauen mit sich bringt. Dadurch können sich die Schüler auf weniger Variablen konzentrieren, die gleichzeitig geändert werden müssen, bis sie mehr über die Teile im GO-Kit, ihre Funktionsweise und den Aufbau bestimmter Mechanismen erfahren.

Weitere Beispiele, die dies nutzen, sind das Super Car, Robot Arm, Code Baseund die Modifikationen der Klaue in Lab 2 der Anpassungsklaue STEM Lab.

Bestimmte Bauserien, wie das Super Car (siehe Abbildung unten), bieten eine weitere Möglichkeit, das Bauen mit Modifikationen zu erkunden. Der Bau schreitet voran, wenn sich der Bedarf an dem Roboter ändert. Baureihen wie das Super Car bieten die Möglichkeit, den Zusammenhang zwischen einer Modifikation und einem Bedarf zu untersuchen. Unabhängig davon, ob der „Bedarf“ durch eine MINT-Laboraktivität oder durch die Schüler selbst definiert wird, ist es wichtig, die Änderungen im Build mit den Fähigkeiten des Builds verknüpfen zu können.

Eine Strategie, um den Übergang von Modifikationen zum freien Bauen zu erleichtern, besteht darin, sich Modifikationen auszudenken, die Sie vornehmen können, um die aktuellen, bereits fertiggestellten Builds zu verbessern. Dies ist der nächste Schritt in Richtung freiem Bauen, da es Sie dazu anregt, über einen Bau nachzudenken, ihn zu planen und ihn zu überarbeiten.

Kostenloses Bauen

Anfang

Ein Design von Grund auf neu zu entwickeln, kann zunächst überwältigend erscheinen. Allerdings kann der Rückgriff auf Bautechniken, wie sie im Abschnitt „Einführung in das Bauen im STEM-Labor, Einheit “ und im Artikel „ Schlüsselideen für das Bauen mit VEX GO vorgestellt wurden, auf alle Arten von Gebäuden angewendet werden, um diese Aufgabe einfacher zu bewältigen.

Denken Sie so darüber nach; Die in Ihren VEX GO-Kits enthaltenen Teile und Verbindungsmuster sind nahezu unbegrenzt kombinierbar. Wenn diese Aussage wahr ist, ist mathematisch gesehen alles möglich. Sie müssen nur die genaue Formel finden, um alle Ihre Probleme zu lösen. Die Frage, die sich dabei stellt, lautet: „Wo fange ich an?“

Startlinie

Diese Frage ist schwierig. Wenn Sie mit dem freien Bauen beginnen, lohnt es sich auf jeden Fall, anzugeben warum und , zu welchem Zweck Sie frei bauen. Es ist oft hilfreich, Ihre Denk- und Designbeschränkungen zu dokumentieren, bevor Sie mit dem Bau beginnen.

Sie könnten ein Diagramm mit den Zielen erstellen, die Sie mit Ihrem Design erreichen möchten.
- Einige Beispiele für Ziele, die Sie erreichen möchten, sind:
  - Ich möchte, dass das Design schnell geht
  - Ich möchte, dass das Design hoch hinausragt
  - Ich möchte, dass das Design sehr wenig wiegt
  - Ich möchte, dass das Design sehr klein ist
  - Ich möchte, dass das Design fährt und sich dreht
  - Ich möchte, dass das Design Objekte aufnimmt und bewegt
Sie können auch ein Diagramm mit den Einschränkungen Ihres Designs erstellen. Beispielsweise besteht ein GO-Kit aus einer festgelegten Anzahl an Teilen. Möglicherweise haben Sie ein Design im Sinn, aber von einem bestimmten Teil fehlt Ihnen die nötige Menge, um es zu bauen.
- Einige Beispiele für Einschränkungen, die Sie möglicherweise berücksichtigen müssen, sind:
  - Es können nur GO-Teile verwendet werden
  - Es können nur strukturelle Komponenten verwendet werden (keine Motoren oder andere elektrische Energie)
  - Es können nur weniger als 50 Stück verwendet werden
  - Es können nur die vier im Kit enthaltenen Räder verwendet werden
  - Muss in einem bestimmten Zeitrahmen gebaut werden

Es ist wichtig, diese Fragen zu formulieren, nicht nur, um sich an sie zu erinnern, sondern auch, um auf dem richtigen Weg zu bleiben. Bei unendlich vielen Kombinationen von Verbindungen kann es schwierig sein, sich nach dem Start genau daran zu erinnern, warum man angefangen hat. Die Auflistung Ihres Ziels und aller einschränkenden Faktoren kann dabei helfen, sicherzustellen, dass Sie das erreichen, was Sie ursprünglich wollten.

Entwerfen, erstellen und iterieren

Wenn Sie Ihr Ziel und Ihre Einschränkungen kennen, schaffen Sie die Grundlage für die Gestaltung Ihrer Lösung. Vor dem Bau ist es wichtig, einen Plan zu haben. Bauanweisungen bieten einen sehr spezifischen und detaillierten Plan für einen Bau. Beim freien Bauen können die Pläne der Schüler lockerer sein, sollten aber eine Art Skizze dessen enthalten, was sie bauen möchten. Das bedeutet, dass sie üben, ein mentales Modell ihrer Idee zu erstellen, dieses auf Papier zu übertragen und dann ihre Zeichnung mit tatsächlichen Teilen aus dem Bausatz abzugleichen.

Sobald Sie dargelegt haben, was Sie mit Ihrem Build erreichen möchten und welche Faktoren direkt zwischen Ihnen und diesem Ziel liegen, ist es ein Balanceakt. Sie müssen die perfekte Balance zwischen Ihren Einschränkungen und Ihren Zielen finden, um genau das zu erreichen, was Sie erreichen möchten.

Haben Sie keine Angst, neue Dinge auszuprobieren! Beim Experimentieren mit diesen möglichen Lösungen und Builds ist es wichtig, dass Sie nicht einem bestimmten Weg folgen. Mit einer nahezu unbegrenzten Kombination von Teilen im Kit gibt es definitiv mehr als einen Ansatz für Ihr Problem! Testen und iterieren Sie Ihren Build, um sicherzustellen, dass er Ihr Ziel erreicht und dennoch Ihren Einschränkungen entspricht. Der gesamte kostenlose Bauprozess macht jede Menge Spaß, da Sie dabei das Steuer übernehmen!

¹ Sweller, J., van Merriënboer, JJG & Paas, F. Kognitive Architektur und Lehrdesign: 20 Jahre später. Educ Psychol Rev 31, 261–292 (2019). https://doi.org/10.1007/s10648-019-09465-5

² Cameron, Claire E. Interview von Jason McKenna. Interview mit Claire Cameron Teil 1: Schulbereitschaft, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-1-school-readiness.

³ Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Wie exekutive Funktionen, motorische und räumliche Fähigkeiten die Schulreife fördern. Teachers College Press, 2018.

⁴ Ebd.