STEM-laboratorioyksiköissä, kuten Clean Water Missionissa, opiskelijat pääsevät avoimiin haasteisiin. Nämä haasteet kutsuvat opiskelijat sukeltamaan hallitsemiinsa käsitteisiin ja käyttämään tietojaan dynaamisella ja tutkivalla tavalla. Suoritettuaan useita STEM-laboratorioita, kuten Treasure Hunt ja Castle Crasher, opiskelijat ovat rakentaneet vankan perustan. He ovat oppineet EXP:n toimivuudesta, hallitsemaan teknisiä komponentteja ja koodaamaan VEXcodessa sellaisilla käsitteillä kuin sekvensointi ja muuttujat. Kun opiskelijat lähestyvät ensimmäistä avointa haastettaan, heillä on työkalut ja ymmärrys, joita tarvitaan sen ratkaisemiseen. Nyt, kun kaikki tieto on käytettävissään ja kyky etsiä lisätietoja, opiskelijat ovat valmiita siirtymään pidemmälle kuin aiemmissa yksiköissä annetut yksityiskohtaiset ohjeet.
Avoimet haasteet ovat juuri sitä miltä ne kuulostavat: avoimia. Opiskelijoille esitetään todellinen ongelma ja puitteet sen lähestymiselle, mutta heidän valitsemansa polut ovat yhtä erilaisia kuin heidän oma ajattelunsa. Tämä erilainen lähestymistapa ja ratkaisu ovat siellä, missä todellinen taika tapahtuu. Oppiminen ja löytäminen näissä yksiköissä ovat syvästi sidoksissa itse toimintaan, ja siihen vaikuttavat luokkahuoneen konteksti ja kulttuuri.1 Kun opiskelijat siirtyvät näihin haasteisiin, he alkavat valmistautua tulevaan oppimiseen ja sitä kautta mahdolliseen tulevaan uraansa.2
Oppiminen avoimessa haasteessa
Kolmivaiheinen prosessi, jonka opiskelijat seuraavat avoimessa haasteessa, on suunniteltu ruokkimaan heidän oppimistaan. Nämä haasteet on tarkoitettu työntämään opiskelijat tuottavaan taisteluun– tilaan, jossa he voivat kehittää tärkeitä tapoja, kuten sinnikkyyttä, joustavaa ajattelua ja aktiivista oppimista. Tämä kamppailu voi olla kovaa ja johtaa joskus turhautumiseen, kun opiskelijat toistuvat prosessin läpi. Saattaa olla houkuttelevaa astua mukaan ja tarjota ratkaisuja, mutta todellinen menestys näiden haasteiden helpottamisessa piilee oppilaiden ohjaamisessa kysymyksillä, jotka auttavat heitä selviytymään turhautumisestaan itse – ei , kun tarjoat ratkaisun.
Tuottavan taistelun edistäminen
Luokkahuoneympäristö, mukaan lukien opettajan ja oppilaan välinen suhde, on ratkaisevassa roolissa tuettaessa oppilaita tuottavassa taistelussa.3 Nämä kamppailut rohkaisevat oppilaita kohtaamaan ja laajentamaan olemassa olevia tietojaan ja taitojaan sekä kykyään viestiä epäilyistä ja turhautumisesta.4 Kun he oppivat AI Vision Sensorista, VEX EXP -komponenteista, todellisesta STEM:stä, koodauksesta ja jopa omista sosiaalis-emotionaalisista taidoistaan, sinun roolisi opettajana on seisoa heidän rinnallaan. Tarkkailemalla, kirjautumalla sisään ja esittämällä oivaltavia kysymyksiä voit varmistaa, että oppilaat tuntevat olonsa tuetuiksi ja kuultuiksi koko prosessin ajan.5
Oppiminen löytämisen kautta
Opiskelijat oppivat löytöjen kautta osallistumalla aktiivisesti materiaaliin ja käsitteisiin tavalla, joka kannustaa tutkimaan ja tutkimaan, kuten näissä avoimissa haasteissa esitetään. Tämä lähestymistapa oppimiseen antaa opiskelijoille mahdollisuuden omaksua koulutusmatkansa, koska he eivät ole vain tiedon vastaanottajia vaan aktiivisia osallistujia oppimisprosessiin. Kun oppilaille annetaan vapaus tutkia, esittää kysymyksiä ja testata hypoteeseja, he ymmärtävät aihetta syvemmältä. Tämäntyyppinen oppiminen edistää kriittistä ajattelua ja ongelmanratkaisutaitoja, sillä opiskelijoita rohkaistaan ajattelemaan luovasti ja piirtämään yhteyksiä käsitteiden välille, joita he eivät ehkä kohtaa perinteisessä opetuksessa. Nämä risteykset ja yhteydet tapahtuvat kussakin vaiheessa, mutta ne ovat selkeimpiä, kun opiskelijat alkavat siirtyä vaiheesta toiseen.
Kolme vaihetta, jotka on esitelty auttamaan opiskelijoiden organisoinnissa avoimen haasteen yksiköissä, auttavat tarjoamaan puitteet haasteen suorittamiselle sekä puitteet, jotka kannustavat opiskelijoita ajattelemaan ajatteluaan. Jokaisen vaiheen aikana opiskelijat keskittyvät tiettyyn ongelmanratkaisuprosessin osa-alueeseen, ja heitä kehotetaan kirjautumaan sinuun hyväksyntää varten ennen jatkamista. Huomaa, että tämän ei ole tarkoitus olla puhtaasti lineaarinen prosessi. Oppilaat liikkuvat väistämättä edestakaisin vaiheiden välillä koko haasteen aikana, kun he löytävät uusia kysymyksiä tai pyrkivät tarkentamaan suunnitelmiaan.
Näiden vaiheiden rakenne pakottaa opiskelijat jatkuvasti miettimään, mitä he tietävät, mitä he eivät tiedä ja mitä he tarvitsevat oppiakseen saavuttaakseen haasteen tavoitteen.
Vaihe 1: Suunnittelu
Ensimmäinen askel haasteen ratkaisemisessa on haasteen ymmärtäminen ja suunnitelman tekeminen. Vaiheen 1 tavoitteena on, että opiskelijat dokumentoivat ja esittävät mahdollisia ratkaisuja haasteen ratkaisemiseksi.
Vaiheiden 1 ja 2 välillä opiskelijoiden on päätettävä, kuinka he voivat siirtyä ideoistaan konkreettiseen suunnitelmaan pseudokoodin avulla. Onnistunut siirtyminen ideasta pseudokoodiin edellyttää perusteellista, käsitteellistä tietoa haasteesta ja suunnitelman toteuttamiseen liittyvistä käyttäytymismalleista. Tämä onvaikea asia. Nämä siirtymät luovat tuottavan taistelun ja mahdollisuuden kysymyksiin ja tutkimuksiin. Jos opiskelijat eivät esimerkiksi ole varmoja siitä, mitä käyttäytymistä liittyy AI Vision Sensor -sensorin tietojen käyttöön tai mitä tietoja anturi tarjoaa, opiskelijat voivat käyttää aiemmin oppimiaan resursseja määrittääkseen nämä käyttäytymiset ja tiedot.
Vaihe 2: Pseudokoodaus
Seuraava vaihe on jakaa suunnitelma osavaiheisiin. Vaiheen 2 tavoitteena on, että opiskelijat dokumentoivat ja esittävät yksityiskohtaisen pseudokoodin, joka näyttää vaiheet ja käyttäytymiset, joita tarvitaan heidän suunnitelmansa toteuttamiseksi haasteen täyttämiseksi.
Vaiheiden 2 ja 3 välillä opiskelijoiden on ymmärrettävä pseudokoodi käsitteellisesti ja muutettava nämä käyttäytymiset koodiksi. Tässä siirtymässä on useita elementtejä, joiden läpi opiskelijat voivat käydä läpi. Ensimmäinen elementti on suora korrelaatio niiden pseudokoodissa käyttäytymisen välillä, kuten sen näkeminen, onko punainen Buckyball anturin näkymässä, ja Take a Snapshot -lohkon käyttäminen. Toinen on näiden käyttäytymismallien järjestys. Opiskelijoilla pitäisi olla alkukäsitys järjestyksestä, mutta se muuttuu, kun he alkavat testata ja iteroida VEXcode-projektejaan. Opiskelijat kamppailevat sekä VEXcode-projektin luomisen taktisen tiedon kanssa että käsitteellisten elementtien kanssa, kuinka pseudokoodi muunnetaan loogisiksi elementeiksi, kuten ehdollisiksi lauseiksi. Jälleen opiskelijat kamppailevat väistämättä tämän prosessin läpi. Heidän on luotettava ryhmäänsä, käytettävissään oleviin resursseihin ja omaan luovuuteensa selviytyäkseen näistä turhauttavista hetkistä.
Vaihe 3: Rakentaminen ja testaus
Seuraava askel on rakentaa ja testata VEXcode-projekti haasteen ratkaisemiseksi. Vaiheen 3 tavoitteena on, että opiskelijat luovat VEXcode-projektin, joka suorittaa haasteen, perustuen aiemmin luomaansa suunnitelmaan ja pseudokoodiin.
Kuten aiemmin mainittiin, nämä vaiheet ovat luonteeltaan iteratiivisia ja toistuvat monta kertaa. Muista, että opiskelijat voivat turhautua näihin siirtymiin tai jatkuvaan vaiheiden väliseen iteraatioon – , mikä on okei! Tuottava kamppailu ja oppiminen löytöjen kautta voivat olla epämukavia, mutta olet paikalla tukemassa oppilaitasi matkan aikana. Jos haluat puhua lisää tuottavasta taistelusta ja avoimista haasteyksiköistä, jaa kysymyksesi PD+ -yhteisössä tai varaa 1-on-1-istunto.
Lisätietoja avoimista haasteista ja niiden helpottamisesta on kunkin avoimen haasteyksikön fasilitointioppaissa. Fasilitointioppaat löytyvät kunkin STEM-laboratorioyksikön opettajaportaalista.