En unidades de laboratorio STEM como la Misión de Agua Limpia, los estudiantes ingresan al reino 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 STEM introductorios 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 guía detallada proporcionada en las unidades anteriores.
Los desafíos abiertos son exactamente lo que parecen: 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. En esta variedad de enfoques y soluciones es donde ocurre la verdadera magia. El aprendizaje y el descubrimiento en estas unidades están profundamente ligados 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
Aprendiendo en un desafío abierto
El proceso de tres fases que siguen los estudiantes en un desafío abierto está diseñado para impulsar su aprendizaje. Estos desafíos tienen como objetivo impulsar a los estudiantes a lucha productivaun espacio donde puedan desarrollar hábitos críticos como la perseverancia, el pensamiento flexible y el aprendizaje activo. Esta lucha puede ser difícil y a veces generar frustración a medida que los estudiantes avanzan en el proceso. Puede resultar tentador intervenir y ofrecer soluciones, pero el verdadero éxito a la hora de facilitar estos desafíos radica en guiar a los estudiantes con preguntas que los ayuden a superar sus frustraciones por sí solos: no en que usted les proporcione una solución.
Promoviendo la lucha productiva
El entorno del aula, incluida la relación entre el profesor y el alumno, desempeña un papel crucial a la hora de apoyar a los estudiantes en sus luchas productivas.3 Estas luchas animan a los estudiantes a afrontar 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 VEX EXP, STEM del mundo real, codificación e incluso sus propias habilidades socioemocionales, su papel como profesor es estar a su lado. Al observar, controlar y hacer preguntas perspicaces, puede asegurarse de que los estudiantes se sientan apoyados y escuchados durante todo el proceso.5
Aprendiendo a través del descubrimiento
Los estudiantes aprenden a través del descubrimiento al interactuar activamente con el material y los conceptos de una manera que fomenta la exploración y la investigación, como se presenta en estos desafíos abiertos. Este enfoque del aprendizaje permite a los estudiantes apropiarse de su trayectoria educativa, ya que no son simplemente receptores de información sino participantes activos en el proceso de aprendizaje. Cuando a los estudiantes se les da la libertad de explorar, hacer preguntas y probar hipótesis, desarrollan una comprensión más profunda del tema. Este tipo de aprendizaje fomenta el pensamiento crítico y las habilidades de resolución de problemas, ya que se anima a los estudiantes a pensar de forma creativa y a establecer conexiones entre conceptos que tal vez no encontrarían a través de la instrucción tradicional. Esos cruces y conexiones ocurren 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 un marco para completar el desafío, así como un marco para alentar a los estudiantes a pensar sobre su pensamiento. Durante cada fase, los estudiantes se centrarán en un aspecto particular del proceso de resolución de problemas y se les pedirá que se comuniquen con usted para obtener su aprobación antes de continuar. Tenga en cuenta que esto no pretende ser un proceso puramente lineal. Los estudiantes inevitablemente pasarán de una fase a otra a lo largo del desafío a medida que descubran nuevas preguntas o intenten perfeccionar 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 comprenderlo y elaborar 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 2, los estudiantes deben determinar cómo avanzar desde su ideación hasta un plan concreto con pseudocódigo. Una transición exitosa de la idea al pseudocódigo requiere un conocimiento conceptual profundo del desafío y los comportamientos asociados con la ejecución del plan. Esto es difícil de hacer. Estas transiciones son las que crean la lucha productiva y la oportunidad para las preguntas y la investigación. Por ejemplo, si los estudiantes no están seguros de qué comportamientos están involucrados en el uso de datos del sensor de visión de IA o qué datos proporciona el sensor, entonces los estudiantes pueden usar los recursos aprendidos previamente para determinar esos comportamientos y datos.
Fase 2: Pseudocodificación
El siguiente paso es dividir el plan en los pasos que lo componen. El objetivo de la Fase 2 es que los estudiantes documenten y presenten un pseudocódigo detallado que muestre los pasos y comportamientos necesarios para implementar su plan para cumplir el desafío.
Entre la Fase 2 y 3, los estudiantes deben tomar su comprensión conceptual del pseudocódigo y transformar esos comportamientos en código. Esta transición tiene múltiples elementos que los estudiantes deben resolver. El primer elemento es la correlación directa en su pseudocódigo entre comportamientos como ver si hay una Buckyball roja en el campo de visión del sensor y utilizar 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 la creación de 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 a lo largo de este proceso. Necesitan confiar en su grupo, en los recursos a los que tienen acceso y en su propia creatividad para superar estos momentos frustrantes.
Fase 3: Construcción y prueba
El siguiente paso es construir 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 previamente.
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: ¡está bien!. La lucha productiva y el aprendizaje a través del descubrimiento pueden ser incómodos, pero usted está ahí para apoyar a sus estudiantes en el camino. Si desea hablar más sobre la lucha productiva y las Unidades de Desafío Abierto, comparta sus preguntas en la Comunidad PD+ o programe una Sesióna 1 .
Para obtener información adicional sobre los desafíos abiertos y cómo facilitarlos, consulte las guías de facilitación de cada una de las Unidades de Desafíos Abiertos. Las guías de facilitación se pueden encontrar en el Portal del docente para cada unidad de laboratorio STEM.