Όταν οι μαθητές συμμετέχουν στις δραστηριότητες των μαθημάτων VEX AIM, χρησιμοποιούν μια κυκλική διαδικασία μετακίνησης μπρος-πίσω μεταξύ της οδήγησης του ρομπότ με το VEX One Stick Controller και στη συνέχεια της κωδικοποίησής του με το VEXcode AIM. Αυτό το άρθρο περιγράφει τον κύκλο, γιατί είναι σημαντικός και πώς να τον διευκολύνετε στην τάξη.
Ποιος είναι ο κύκλος οδήγησης και προγραμματισμού;
Ο κύκλος οδήγησης και προγραμματισμού είναι μια επαναληπτική μαθησιακή διαδικασία όπου οι μαθητές οδηγούν πρώτα χειροκίνητα το ρομπότ για να ολοκληρώσουν μια εργασία, δημιουργώντας ένα φυσικό μοντέλο της επιθυμητής συμπεριφοράς και στη συνέχεια χρησιμοποιούν αυτό το μοντέλο για να ενημερώσουν τον προγραμματισμό τους. Οδηγώντας το ρομπότ χρησιμοποιώντας το χειριστήριο, οι μαθητές βιώνουν άμεσα τις κινήσεις και τις αλληλεπιδράσεις του ρομπότ με αντικείμενα και περιβάλλοντα. Αυτές οι πρακτικές εμπειρίες καθοδηγούν στη συνέχεια τους μαθητές καθώς προγραμματίζουν το ρομπότ ώστε να λειτουργεί αυτόνομα, με τις γνώσεις από τον προγραμματισμό να βελτιώνουν με τη σειρά τους τις μελλοντικές στρατηγικές οδήγησης.
Γιατί είναι σημαντικός ο κύκλος;
Η έρευνα δείχνει ότι ο συνδυασμός συγκεκριμένων εμπειριών και αφηρημένων αναπαραστάσεων βελτιώνει σημαντικά τη μάθηση σε σύγκριση με τη χρήση οποιασδήποτε από τις δύο μεθόδους ξεχωριστά1. Ο κύκλος παρέχει στους μαθητές μια διαδικασία για τη μετάβαση από το συγκεκριμένο στο αφηρημένο και αντίστροφα, για να διευκολύνει την επίλυση προβλημάτων με ένα ρομπότ.
Δημιουργία ενός φυσικού μοντέλου οδηγώντας
Η οδήγηση του ρομπότ για να ολοκληρώσει μια εργασία πριν από την κωδικοποίηση δίνει στους μαθητές έναν πρακτικό, απτό τρόπο να απεικονίσουν:
- Πώς κινείται το ρομπότ στο διάστημα, συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας, της κατεύθυνσης και της ακτίνας στροφής.
- Πώς ανταποκρίνεται το ρομπότ στα δεδομένα εισόδου του αισθητήρα, όπως από ποια απόσταση μπορεί ο αισθητήρας AI Vision Sensor να αναγνωρίσει ένα συγκεκριμένο αντικείμενο.
- Πώς αλληλεπιδρά το ρομπότ με αντικείμενα, όπως εμπόδια στο Πεδίο που πρέπει να αποφευχθούν ή να σηκωθούν και να μετακινηθούν.
- Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές διαδρομές για να επιτευχθεί το ίδιο τελικό αποτέλεσμα.
Αυτή η συγκεκριμένη αναπαράσταση διαφορετικών συμπεριφορών ρομπότ μπορεί στη συνέχεια να μεταφραστεί στις πιο αφηρημένες έννοιες κωδικοποίησης που απαιτούνται για τη δημιουργία ενός επιτυχημένου έργου κωδικοποίησης. Η καταγραφή των ανακαλύψεων που γίνονται κατά την οδήγηση παρέχει μια πρόσθετη πηγή υποστήριξης για τους μαθητές όταν προχωρούν στο στάδιο της κωδικοποίησης.
Δημιουργία Υπολογιστικού Μοντέλου μέσω Κωδικοποίησης
TΤο σωματικό-νοητικό μοντέλο που έχουν δημιουργήσει οι μαθητές οδηγώντας μπορεί στη συνέχεια να εφαρμοστεί στα έργα προγραμματισμού τους. Οι μαθητές μπορούν να ξεκινήσουν με τις γνώσεις που ανέπτυξαν κατά την οδήγηση, για να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν το έργο προγραμματισμού τους, το οποίο έχει γίνει πιο συγκεκριμένο καθώς βασίζονται στην πραγματική, απτή εμπειρία οδήγησης. Μόλις οι μαθητές δοκιμάσουν τα έργα κωδικοποίησης, μπορούν να επιστρέψουν στον πραγματικό κόσμο της οδήγησης για να τους βοηθήσει να επαναλάβουν και να βελτιώσουν τα έργα τους.
Η καταγραφή των έργων και τυχόν αλλαγών που έγιναν σε αυτά κατά τη διάρκεια του σταδίου κωδικοποίησης του κύκλου παρέχει και πάλι στους μαθητές ένα μεταγνωστικό εργαλείο που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να τους βοηθήσει καθώς επαναλαμβάνουν τα έργα κωδικοποίησης.
Διευκόλυνση του κύκλου οδήγησης και προγραμματισμού
Η ενότητα Καθοδηγούμενης Πρακτικής κάθε μαθήματος και πρόκλησης μονάδας σε ένα μάθημα VEX AIM παρέχει οδηγίες βήμα προς βήμα τόσο για τον μαθητή όσο και για τον εκπαιδευτικό για να συμμετάσχουν σε αυτό το μέρος του μαθήματος. Παρέχονται σύνδεσμοι προς εκτυπώσιμες κάρτες εργασιών τόσο για το μέρος οδήγησης του κύκλου όσο και για τον κύκλο κωδικοποίησης. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη χρήση καρτών εργασιών, ανατρέξτε στο άρθρο Χρήση καρτών εργασιών με μαθητές.
Διευκόλυνση του σταδίου οδήγησης
- Καθορίστε προσδοκίες για συνεργασία, ώστε να διασφαλίσετε ότι κάθε μέλος της ομάδας συμμετέχει στο μέρος της Καθοδηγούμενης Πρακτικής του μαθήματος. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη συνεργασία κατά τον προγραμματισμό, ανατρέξτε στο άρθρο Χρήση προγραμματισμού ζευγαριών για συνεργασία μαθητών.
- Μοιραστείτε την κάρτα οδήγησης με τους μαθητές. Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι μαθητές κατανοούν τον στόχο της εργασίας και έχουν ρυθμίσει τα πεδία τους όπως φαίνεται στη σελίδα του μαθήματος.
- Κυκλοφορήστε στην αίθουσα καθώς οι μαθητές ολοκληρώνουν με τη σειρά τους την εργασία οδήγησης όπως περιγράφεται στην κάρτα εργασίας. Οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιούν τις ερωτήσεις συζήτησης στην κάρτα εργασίας για να καθοδηγούν τη συζήτησή τους καθώς οδηγούν. Καθώς επισκέπτεστε κάθε ομάδα, χρησιμοποιήστε τις ερωτήσεις στις παρεχόμενες σημειώσεις του εκπαιδευτικού για να καθοδηγήσετε τους μαθητές στην ανάπτυξη μιας υπόθεσης σχετικά με τον καλύτερο τρόπο για να ξεκινήσουν τον προγραμματισμό των έργων τους, με βάση την εμπειρία τους στην οδήγηση.
- Οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν τα κριτήρια επιτυχίας και τη λίστα ελέγχου στην κάρτα εργασίας για να βεβαιωθούν ότι έχουν ολοκληρώσει το βασικό μέρος της Καθοδηγούμενης Πρακτικής. Μόλις το κάνουν αυτό και καταγράψουν την πρακτική τους χρησιμοποιώντας τη ρίζα της πρότασης και σχεδιάζοντας στο κάτω μέρος της κάρτας εργασίας, πρέπει να επικοινωνήσουν μαζί σας για να μοιραστούν την υπόθεση που έχει σχηματίσει η ομάδα τους κατά την οδήγηση, μαζί με τα στοιχεία που έχουν για να την υποστηρίξουν.
Διευκόλυνση του σταδίου κωδικοποίησης
- Μοιράστε την κάρτα εργασίας κωδικοποίησης, υπενθυμίζοντας στους μαθητές να χρησιμοποιήσουν την υπόθεση που διατύπωσαν κατά το στάδιο της οδήγησης για να ξεκινήσουν την κατασκευή του έργου VEXcode AIM.
- Κυκλοφορήστε στην τάξη καθώς οι μαθητές ολοκληρώνουν με τη σειρά τους την εργασία κωδικοποίησης όπως περιγράφεται στην κάρτα εργασίας. Οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιούν τις ερωτήσεις συζήτησης στην κάρτα εργασίας για να καθοδηγούν τη συζήτησή τους καθώς γράφουν κώδικα. Καθώς επισκέπτεστε κάθε ομάδα, χρησιμοποιήστε τις ερωτήσεις στις σημειώσεις του εκπαιδευτικού που παρέχονται για να κατανοήσετε καλύτερα το περιεχόμενο του μαθήματος από τους μαθητές και να τους καθοδηγήσετε προς τα συμπεράσματα.
Μετακίνηση μεταξύ οδήγησης και προγραμματισμού ανάλογα με τις ανάγκες
Μόλις οι μαθητές δημιουργήσουν το αρχικό τους έργο προγραμματισμού και καταγράψουν τις δοκιμές τους στην κάρτα εργασίας προγραμματισμού, θα πρέπει να εναλλάσσονται μεταξύ οδήγησης και προγραμματισμού για να βελτιώσουν το έργο τους όσες φορές χρειάζεται. Οι μαθητές θα πρέπει πάντα να ενθαρρύνονται να επιλέγουν μία ιδέα για δοκιμή και βελτίωση κάθε φορά, αντί να κάνουν πολλές αλλαγές ταυτόχρονα. Συνεχίστε να κυκλοφορείτε στην αίθουσα, ζητώντας από τους μαθητές να εξηγήσουν σε ποιο σημείο της διαδικασίας βρίσκονται, ποιες αλλαγές έχουν κάνει στο έργο τους και γιατί.
Διευκολύνοντας αποτελεσματικά τον κύκλο, οι εκπαιδευτικοί μπορούν να βοηθήσουν τους μαθητές να ασχοληθούν με τις έννοιες του προγραμματισμού τόσο με αφηρημένους όσο και με συγκεκριμένους τρόπους, ενθαρρύνοντας την βαθύτερη κατανόηση. Αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με την εφαρμογή του κύκλου μπορείτε να βρείτε στο Εισαγωγικό Μάθημα VEX AIM στο PD+.
1 Pashler, Harold, κ.ά. Οργάνωση της Διδασκαλίας και της Μελέτης για τη Βελτίωση της Μάθησης των Μαθητών (NCER 2007-2004). Εθνικό Κέντρο Εκπαιδευτικής Έρευνας, ΗΠΑ Υπουργείο Παιδείας, 2007.