Kun opiskelijat osallistuvat VEX AIM -kurssien toimintaan, he käyttävät syklistä prosessia, jossa he liikkuvat edestakaisin robotin ohjaamisen VEX One Stick Controller -ohjaimella ja sitten robotin koodaamisen välillä VEXcode AIM:llä. Tässä artikkelissa kuvataan sykli, miksi se on tärkeää ja kuinka helpottaa sitä luokkahuoneessa.
Mikä on ajo- ja koodaussykli?
Ajo- ja koodaussykli on iteratiivinen oppimisprosessi, jossa opiskelijat ohjaavat ensin robottia manuaalisesti suorittaakseen tehtävän ja luovat fyysisen mallin halutusta käyttäytymisestä ja käyttävät sitten tätä mallia koodaamiseensa. Ohjaamalla robottia ohjaimella opiskelijat kokevat suoraan robotin liikkeet ja vuorovaikutuksen esineiden ja ympäristöjen kanssa. Nämä käytännön kokemukset ohjaavat oppilaita, kun he koodaavat robotin toimimaan itsenäisesti, ja koodauksesta saadut oivallukset vuorostaan hiovat heidän tulevia ajostrategioitaan.
Miksi kierto on tärkeä?
Tutkimus osoittaa, että sekä konkreettisten kokemusten että abstraktien esitysten yhdistäminen tehostaa oppimista merkittävästi verrattuna kummankaan menetelmän käyttämiseen yksinään1. Sykli tarjoaa opiskelijoille prosessin siirtyä konkreettisesta abstraktiin ja takaisin, mikä helpottaa ongelmanratkaisua robotin avulla.
Fyysisen mallin luominen ajamalla
Robotin ajaminen suorittamaan tehtävä ennen koodaamista antaa oppilaille käytännönläheisen, konkreettisen tavan visualisoida:
- Kuinka robotti liikkuu avaruudessa, mukaan lukien nopeus, suunta ja kääntösäde.
- Miten robotti reagoi anturin syötteisiin, kuten miltä etäisyydeltä AI Vision Sensor pystyy tunnistamaan tietyn kohteen.
- Kuinka robotti on vuorovaikutuksessa esineiden, kuten kentän esteiden kanssa, joita on vältettävä tai joita on nostettava ja siirrettävä.
- Kuinka eri polkuja voidaan käyttää saman lopputuloksen saavuttamiseksi.
Tämä konkreettinen esitys erilaisista robotin käyttäytymisestä voidaan sitten kääntää abstraktimmiksi koodauskonsepteiksi, joita tarvitaan onnistuneen koodausprojektin luomiseen. Ajon aikana tehtyjen löydösten dokumentointi tarjoaa opiskelijoille lisätukea siirtyessään koodausvaiheeseen.
Laskennallisen mallin luominen koodaamalla
TOpiskelijoiden ajamalla luomaa fyysistä henkistä mallia voidaan sitten soveltaa koodausprojekteihinsa. Opiskelijat voivat aloittaa ajon aikana syntyneillä ymmärryksellä suunnitella ja rakentaa koodausprojektiaan, joka on konkretisoitunut rakentaessaan todellisen maailman, konkreettisen ajokokemuksen varaan. Kun opiskelijat ovat testanneet koodausprojektejaan, he voivat palata ajamisen konkreettiseen maailmaan auttaakseen heitä iteroimaan ja parantamaan projektejaan.
Projektien ja niihin tehtyjen muutosten dokumentointi syklin koodausvaiheessa tarjoaa taas opiskelijoille metakognitiivisen työkalun, jota he voivat käyttää auttamaan heitä toistettaessaan koodausprojektejaan.
Ajo- ja koodaussyklin helpottaminen
Jokaisen oppitunnin ja VEX AIM -kurssin yksikköhaasteen Ohjattu harjoitus -osio tarjoaa vaiheittaiset ohjeet sekä opiskelijalle että opettajalle osallistuakseen tähän oppitunnin osaan. Tarjolla on linkkejä tulostettaviin tehtäväkortteihin sekä syklin ajo-osaa että koodausjaksoa varten. Lisätietoja tehtäväkorttien käytöstä artikkelissa Tehtäväkorttien käyttäminen opiskelijoiden kanssa.
Helpota ajovaihetta
- Aseta odotukset yhteistyölle varmistaaksesi, että jokainen ryhmän jäsen osallistuu oppitunnin ohjattuihin harjoituksiin. Lisätietoja yhteistyöstä koodauksen aikana on artikkelissa Käyttämällä pariohjelmointia opiskelijayhteistyössä.
- Jaa ajotehtäväkortti opiskelijoille. Varmista, että kaikki oppilaat ymmärtävät tehtävän tavoitteen ja ovat määrittäneet kentät oppituntisivun osoittamalla tavalla.
- Kierrä huoneen läpi, kun opiskelijat suorittavat vuorotellen ajotehtävän tehtäväkortissa kuvatulla tavalla. Oppilaiden tulee käyttää tehtäväkortin keskustelukysymyksiä ohjaamaan keskusteluaan ajaessaan. Kun vierailet kussakin ryhmässä, käytä annettujen opettajan muistiinpanojen kysymyksiä ohjataksesi oppilaita kehittämään hypoteesia parhaasta tavasta aloittaa projektien koodaaminen heidän ajokokemuksensa perusteella.
- Opiskelijoiden tulee käyttää tehtäväkortissa olevia onnistumiskriteerejä ja tarkistuslistaa varmistaakseen, että he ovat suorittaneet ohjatun harjoituksen ajo-osan. Kun he ovat tehneet niin ja dokumentoivat harjoituksensa lauserungon ja tehtäväkortin pohjaan piirretyn piirustuksen avulla, heidän on kirjauduttava sisään kanssasi ja jakaakseen ryhmänsä ajon aikana muodostamansa hypoteesi sekä todisteet, jotka heillä on sen tueksi.
Helpota koodausvaihetta
- Jaa koodaustehtäväkortti ja muistuta oppilaita käyttämään ajovaiheessa laatimaansa hypoteesia VEXcode AIM -projektinsa rakentamisen aloittamiseen.
- Kierrä huoneen läpi, kun opiskelijat suorittavat vuorotellen koodaustehtävän tehtäväkortissa kuvatulla tavalla. Oppilaiden tulee ohjata keskusteluaan tehtäväkortissa olevilla keskustelukysymyksillä. Kun vierailet kussakin ryhmässä, käytä opettajan muistiinpanojen kysymyksiä paljastaaksesi oppilaiden ymmärryksen oppitunnin sisällöstä ja ohjataksesi heitä tekemään johtopäätöksiä.
Siirry ajon ja koodauksen välillä tarpeen mukaan
Kun opiskelijat ovat luoneet alkuperäisen koodausprojektinsa ja dokumentoivat testauksensa koodaustehtäväkorttiinsa, heidän tulee iteroida edestakaisin ajamisen ja koodauksen välillä parantaakseen projektiaan niin monta kertaa kuin tarvitaan. Opiskelijoita tulisi aina rohkaista valitsemaan yksi idea testattavaksi ja parannettavaksi kerrallaan sen sijaan, että tekisivät useita muutoksia kerralla. Jatka kiertämistä huoneen läpi ja pyydä oppilaita selittämään, missä he ovat prosessissa ja mitä muutoksia he ovat tehneet projektiinsa ja miksi.
Helpottamalla sykliä tehokkaasti opettajat voivat auttaa oppilaita osallistumaan käsitteiden koodaamiseen sekä abstrakteilla että konkreettisilla tavoilla, mikä edistää syvempää ymmärrystä. Tarkempaa tietoa syklin toteuttamisesta löytyy PD+.-kurssin VEX AIM -johdantokurssilta.
1 Pashler, Harold, et ai. Opetuksen ja opiskelun järjestäminen opiskelijoiden oppimisen parantamiseksi (NCER 2007-2004). National Center for Education Research, USA Opetusministeriö, 2007.