En LAS Unidades de Laboratorio STEM como la Misión de Agua Limpia, los estudiantes entran en el ámbito de los desafíos abiertos. Estos desafíos invitan a los estudiantes a sumergirse en los conceptos que han dominado, utilizando sus conocimientos de una manera dinámica y exploratoria. Después de completar muchos laboratorios introductorios de STEM como Treasure Hunt y Castle Crasher, los estudiantes han construido una base sólida. Han estado aprendiendo sobre la funcionalidad de EXP, dominando los componentes técnicos y codificando en VEXcode con conceptos como secuenciación y variables. A medida que los estudiantes se acercan a su primer desafío abierto, están equipados con las herramientas y la comprensión necesarias para abordarlo. Ahora, con todo ese conocimiento a su disposición y la capacidad de buscar información adicional, los estudiantes están listos para ir más allá de la orientación detallada proporcionada en las Unidades anteriores.
Los desafíos abiertos son exactamente lo que suenan: abiertos. A los estudiantes se les presenta un problema del mundo real y un marco para abordarlo, pero los caminos que elijan serán tan diversos como su propio pensamiento. Esta variedad de enfoques y soluciones es donde ocurre la verdadera magia. El aprendizaje y el descubrimiento en estas Unidades están profundamente vinculados a la actividad en sí, influenciados por el contexto y la cultura del aula.1 A medida que los estudiantes hacen la transición a estos desafíos, comienzan el viaje de preparación para el aprendizaje futuro y, por extensión, sus posibles carreras futuras.2
Aprendizaje en un desafío abierto
El proceso de tres fases que los estudiantes siguen en un desafío abierto está diseñado para impulsar su aprendizaje. Estos desafíos están destinados a empujar a los estudiantes auna lucha productiva, un espacio donde pueden desarrollar hábitos críticos como la perseverancia, el pensamiento flexible y el aprendizaje activo. Esta lucha puede ser difícil, lo que a veces lleva a la frustración a medida que los estudiantes repiten el proceso. Puede ser tentador intervenir y ofrecer soluciones, pero el verdadero éxito al facilitar estos desafíos radica en guiar a los estudiantes con preguntas que los ayuden a superar sus frustraciones por su cuenta, no en que usted proporcione una solución.
Promoción de la lucha productiva
El entorno del aula, incluida la relación entre el maestro y el estudiante, desempeña un papel crucial en el apoyo a los estudiantes a través de la lucha productiva.3 Estas luchas alientan a los estudiantes a confrontar y ampliar sus conocimientos y habilidades existentes, así como su capacidad para comunicar dudas y frustraciones.4 A medida que aprenden sobre el sensor de visión de IA, los componentes de VEX EXP, STEM del mundo real, codificación e incluso sus propias habilidades socioemocionales, su papel como maestro es estar a su lado. Al observar, verificar y hacer preguntas perspicaces, puede asegurarse de que los estudiantes se sientan apoyados y escuchados durante todo el proceso.5
Aprendizaje a través del descubrimiento
Los estudiantes aprenden a través del descubrimiento al participar activamente con el material y los conceptos de una manera que fomenta la exploración y la indagación, como se presenta en estos desafíos abiertos. Este enfoque del aprendizaje permite a los estudiantes asumir la responsabilidad de su viaje educativo, ya que no son simplemente receptores de información, sino participantes activos en el proceso de aprendizaje. Cuando los estudiantes tienen la libertad de explorar, hacer preguntas y probar hipótesis, desarrollan una comprensión más profunda de la materia. Este tipo de aprendizaje fomenta el pensamiento crítico y las habilidades de resolución de problemas, ya que se alienta a los estudiantes a pensar de manera creativa y a establecer conexiones entre conceptos que podrían no encontrar a través de la instrucción tradicional. Esos cruces y conexiones están ocurriendo dentro de cada una de las fases, pero son más pronunciados cuando los estudiantes comienzan su transición de una fase a otra.
Las tres fases presentadas para ayudar a organizar a los estudiantes en las Unidades de Desafío Abierto ayudan a proporcionar tanto un marco para completar el desafío como un marco para alentar a los estudiantes a pensar en su pensamiento. Durante cada fase, los estudiantes se centrarán en un aspecto particular del proceso de resolución de problemas y se les indicará que se comuniquen con usted para su aprobación antes de continuar. Tenga en cuenta que esto no pretende ser un proceso puramente lineal. Los estudiantes inevitablemente se moverán hacia adelante y hacia atrás entre las fases a lo largo del curso del desafío a medida que descubran nuevas preguntas o intenten refinar sus planes.
La estructura de estas fases obliga a los estudiantes a pensar constantemente en lo que saben, lo que no saben y lo que necesitan aprender para lograr el objetivo del desafío.
Fase 1: Planificación
El primer paso para resolver un desafío es comprender el desafío y hacer un plan. El objetivo de la Fase 1 es que los estudiantes documenten y presenten posibles soluciones para resolver el desafío.
Entre la Fase 1 y la 2, los estudiantes deben determinar cómo pasar de su ideación a un plan concreto con pseudocódigo. Una transición exitosa de la idea al pseudocódigo requiere un conocimiento profundo y conceptual del desafío y los comportamientos asociados con la ejecución del plan. Esto es algo difícil de hacer. Estas transiciones son las que crean la lucha productiva y la oportunidad para preguntas e investigación. Por ejemplo, si los estudiantes no están seguros de qué comportamientos están involucrados con el uso de datos del sensor de visión de IA o qué datos proporciona el sensor, entonces los estudiantes pueden usar los recursos previamente aprendidos para determinar esos comportamientos y datos.
Fase 2: Pseudocodificación
El siguiente paso es desglosar el plan en los pasos de los componentes. El objetivo de la Fase 2 es que los estudiantes documenten y presenten un pseudocódigo detallado que muestre los pasos y comportamientos necesarios para promulgar su plan para cumplir con el desafío.
Entre la Fase 2 y la 3, los estudiantes deben tomar su comprensión conceptual del pseudocódigo y hacer la transición de esos comportamientos al código. Esta transición tiene múltiples elementos para que los estudiantes trabajen. El primer elemento es la correlación directa en su pseudocódigo entre comportamientos como ver si una Buckyball roja está a la vista del sensor y usar el bloque Tomar una instantánea. La segunda es la secuencia de esos comportamientos. Los estudiantes deben tener una idea inicial de la secuencia, pero eso cambiará a medida que comiencen a probar e iterar en sus proyectos VEXcode. Los estudiantes están lidiando tanto con el conocimiento táctico de crear un proyecto VEXcode como con los elementos conceptuales de cómo convertir el pseudocódigo en elementos lógicos como declaraciones condicionales. Una vez más, los estudiantes inevitablemente tendrán dificultades en este proceso. Necesitan confiar en su grupo, los recursos a los que tienen acceso y su propia creatividad para superar estos momentos frustrantes.
Fase 3: Construcción y pruebas
El siguiente paso es crear y probar un proyecto VEXcode para resolver el desafío. El objetivo de la Fase 3 es que los estudiantes creen un proyecto VEXcode que complete el desafío, basado en el plan y el pseudocódigo que crearon anteriormente.
Como se mencionó anteriormente, estas fases son de naturaleza iterativa y se repetirán muchas veces. Recuerde que los estudiantes pueden frustrarse con estas transiciones o con la iteración constante entre fases, ¡ eso está bien! La lucha productiva y el aprendizaje a través del descubrimiento pueden ser incómodos, pero usted está allí para apoyar a sus estudiantes a lo largo del viaje. Si desea hablar más sobre la lucha productiva y las unidades de desafío abiertas, comparta sus preguntas en la comunidad de PD+ o programe una sesión individual.
Para obtener información adicional sobre los desafíos abiertos y facilitarlos, consulte las guías de facilitación para cada una de las Unidades de Desafío Abierto. Las guías de facilitación se pueden encontrar en el Portal del maestro para cada unidad de laboratorio STEM.