VEX GO:n käyttö lukutaidon ja matemaattisen ajattelun opettamisen tukemiseen – VEX kirjasto

Usein alakouluvuosina keskitytään vahvasti lukutaidon ja matematiikan opettamiseen. Vaikka oikeinkirjoitus, näkösanat ja sujuvuus ovat tärkeitä nuorten opiskelijoiden lukutaidon kehittämisessä, lukutaitoon liittyy muutakin kuin nämä elementit. Lukutaito sisältää myös kielitaidot, kuten puhuminen ja kuuntelu, sekä visuaaliset ja kirjalliset taidot kirjoittamiseen.¹ matemaattiset tosiasiat, laskutaito ja operaatiot ovat todellakin perusta matematiikan oppimiselle, mutta ne ovat vain yksi palapeli. Matemaattinen ajattelu kattaa spatiaalisen päättelyn ja abstraktion sekä sellaiset asiat kuin visuomotoriset taidot tai kyky yhdistää lukuja ja määrää.²

Kuitenkin, kun on huolia lukutaidon tai matematiikan saavutuksista (tai niiden puutteesta), ensimmäinen vaisto on usein supistaa opetussuunnitelmaa - esimerkiksi "No Child Left Behind (NCLB) siirsi opetusajan kohdentamista matematiikkaan ja lukemiseen, uusien vastuullisuusjärjestelmien tavoitteet."³Vaikka tällaiset vaihdot ovat usein hyvää tarkoitusta, ne eivät välttämättä pohdi suurempaa kuvaa oppilaiden oppimisesta ja kehityksestä tai siitä, miten lukutaito ja matemaattinen ajattelu kehittyvät ajan myötä.

Infografiikka, joka havainnollistaa keskeisiä koulutuksen tutkimustuloksia, sisältää kaavioita ja tilastoja, jotka korostavat opetuksen ja oppimisen kannalta tärkeitä trendejä ja oivalluksia.

Johtotehtävät ja perustaidot

Taustalla oleva lukutaito ja matemaattinen ajattelu, ja suuri osa siitä, mitä tyypillisesti pidetään "koulukäyttäytymisenä", ovat esimerkiksi toimeenpanotoiminta, työmuisti, motoriset taidot ja tilataidot.⁴ Näitä oppimisen perustavia osia pidetään usein koulumenestyksen ennustajina opetussuunnitelmia laadittaessa. Niille annetaan harvoin aikaa tai tilaa koulupäivänä, puhumattakaan lukutaidon tai matematiikan opetuksen sisältämistä. Silti spatiaaliset taidot tiedetään ennustavan matematiikan saavutuksia, motoriset taidot kirjoittamisen edellytyksenä, ja toimeenpanotoiminto antaa opiskelijoille mahdollisuuden tarkastella lukukohtaa, purkaa tuntemattoman sanan ja ymmärtää lauseen merkityksen.⁵

Termi toimeenpanotoiminto kattaa useita taitoja ja prosesseja, mukaan lukien itsehillintä (kuten impulssin pysäyttäminen ja jonkin muun tekeminen), kognitiivinen joustavuus (kuten siirtyminen toiminnosta toiseen) ja työmuisti (prosessit, joita tarvitaan tiedon seuranta työskennellessämme sen parissa).⁶ Toimeenpanotoimintoihin liittyvät motoriset ja spatiaaliset taidot sekä niiden taustalla olevat kognitiiviset prosessit, jotka liittyvät liikkeeseen ja havaintoosi esineistä ja niiden liikkeistä.⁷ Kaikki nämä liittyvät oppilaiden oppimiseen luokkahuoneessa sekä erityisesti lukutaidon ja matematiikan kehittämiseen.⁸

Toimeenpanotehtävä kontekstissa

Harkitse esimerkiksi pöydän ääressä istuvan opiskelijan tehtävää lukea lause ja kirjoittaa vastaus.

Motorisia taitoja tarvitaan, jotta opiskelija pystyy istumaan pystyssä pöydän ääressä, sekä hienomotorisia taitoja pitää kynästä, pitää sitä ja hallita kynää kirjoittaakseen.
Tilataitoja tarvitaan kirjoitetun vastauksen sijoittamiseen paperin riville ja kirjoittamiseen tietyn tilan sisällä luettavilla kirjaimilla. Visuaaliset taidot ovat välttämättömiä, jotta opiskelijat voivat sisällyttää kirjoituksensa paperille, ei kirjoittaa siitä pois tai siirtyä kirjoituksellaan riviltä toiselle.
Työmuistia tarvitaan lauseen lukemiseen ja ymmärtämiseen, jotta vastaus voidaan muotoilla tarkasti.
Itsehillintä on välttämätöntä, jotta oppilas osallistuisi käsillä olevaan tehtävään, eikä nouse ja menisi tekemään jotain jännittävämpää tai haaveilemaan siitä, mitä hän aikoo tehdä koulun jälkeen.
Kognitiivinen joustavuus on mukana sovellettaessa äänen ja kielitaidon oikein (kuten että monikko "buss" on "busses", mutta monikko "päivä" on "päivää" lukea lause tarkasti ja kirjoittaa sopiva ja luettava vastaus.⁹

Samanlainen malli ilmenee matematiikassa, jossa oppilaiden on tulkittava numeroita, pidettävä ne mielessään, suoritettava laskelmia ja kirjoitettava tarkkoja vastauksia. Ja kun sanaongelma on mukana, kognitiivinen kuormitus, joka liittyy lukemiseen, ongelman tulkitsemiseen ja sekä kielen että numeroiden soveltamiseen oikean vastauksen laskemiseksi ja kirjoittamiseksi, lisää näiden perustaitojen merkitystä. Hyvä uutinen on, että esimerkiksi tilataitoja voidaan parantaa harjoittelemalla ja palautteella,¹⁰ ja että harjoittelua voidaan tehdä lukemattomilla tavoilla – mukaan lukien rakentaminen, koodaaminen ja käytännön STEM-oppiminen VEX GO:lla. .

Kaavio, joka havainnollistaa keskeisiä koulutuksen tutkimuskonsepteja, ja siinä on merkittyjä elementtejä ja vuokaavioita koulutusmenetelmien ymmärtämisen parantamiseksi.

Perustaidot, johtotehtävät ja VEX GO

VEX GO:lla rakentaminen sisältää monia kouluvalmiuden perustaitoja sekä lukutaidon ja matematiikan kehittämistä. Harkitse esimerkiksi Code Base -robotin rakentamista rakennusohjeiden perusteella. Tämän tavoitteen saavuttamiseen on integroitu monia asioita, mukaan lukien:

Hienomotorisia taitoja tarvitaan, jotta palat poimitaan ja yhdistetään toisiinsa tehokkaasti. Jos käytät Pin Toolia, motorisia taitoja käytetään työkalun manipuloimiseen esimerkiksi tappien poistamiseen.
Tilataitoja tarvitaan, jotta kädessä olevat oikeat kappaleet sovitetaan rakennusohjeiden kappalekaavioon. Havaintotaitoja käytetään siirtämään ja kääntämään nappuloita kaavion kulman ja suunnan mukaan.
Visuo-spatiaalisia taitoja tarvitaan, jotta tiedetään, miten, milloin ja missä robotin osat liitetään yhteen rakentamista varten. Tilatyömuisti liittyy kappaleiden yhdistämiseen oikeisiin paikkoihin, mikä voi sisältää myös muunnostaitoja.
Kieli- ja kuuntelutaitoja tarvitaan annettujen monivaiheisten ohjeiden noudattamiseen, itsehillintään pysyäkseen tehtävässä, noudattaakseen rakennusohjeita ja työskennelläkseen kumppanin kanssa. Tilakieltä käytetään kuvaamaan, kuinka palaset menevät yhteen rakentamisen aikana.
Laskentataitoa käytetään oikean kappalemäärän valitsemiseen kullekin vaiheelle sekä tilakielellä kuvaamaan niiden yhteensopivuutta.
Kognitiivista joustavuutta ja visuaalisia taitoja tarvitaan sen määrittämiseksi, miten rakennelma korjataan, jos se ei sovi yhteen, tai rakennusprosessin seuraavaan osaan.

Kaavio, joka havainnollistaa koulutuksen keskeisiä tutkimuskonsepteja, ja siinä on merkittyjä osia ja visuaalisia elementtejä, jotka parantavat aiheen ymmärtämistä.

Kun lisäämme robotin koodauksen ajamaan kentällä paikasta toiseen, nämä taidot vahvistuvat muilla tavoilla, kuten:

Kenttä- ja koodikannan asettamiseksi oikeaan asentoon ja suuntaukseen tarvitaan tilataitoja. Tilakielellä kuvataan tehtävää tai liikkeen suuntaa, jota robotti tarvitsee ajaakseen oikeaan paikkaan.
Robotin polun suunnitteluun tarvitaan visuaalisia taitoja. Tämä yhdistetään motorisiin ja tilallisiin taitoihin, joita tarvitaan kirjoittamiseen, suunnitelman dokumentoimiseen tulostettavalle paperille.
Motorisia taitoja tarvitaan robotin käynnistämiseen ja laitteen VEXcode GO:n kanssa yhdistämiseen ja lohkojen vetämiseen projektiin.
Työmuistia ja motorisia taitoja tarvitaan projektin rakentamiseen VEXcode GO:ssa, jotta robotti voidaan koodata suunnitelman mukaiseksi. Opiskelijoiden on muistettava, mitä kukin lohko tekee ja miten ne yhdistetään, jotta voidaan luoda sekvenssi, joka suorittaa käsillä olevan tehtävän.
Laskentataitoa käytetään syöttämään oikeat parametrit lohkoihin halutun käyttäytymisen saavuttamiseksi (eli [Drive for] -lohkon parametrin muuttaminen 300 mm:iin, jotta robotti ajaa tietyn matkan).
Kieli- ja kuuntelutaitoja tarvitaan annettujen monivaiheisten ohjeiden noudattamiseen, itsehillintään keskittyä annettuun tehtävään ja ratkaista ongelma kumppanin kanssa.
Kognitiivista joustavuutta ja visuaalisia taitoja tarvitaan määrittämään, kuinka projektin virheenkorjaus tehdään, jos robotti ei liiku suunnitellulla tavalla, tai jatkaa koodaushaasteen seuraavaan osaan.

Sen lisäksi, että tehtävän suorittamiseen tarvittavan robotin rakentaminen ja koodaaminen sisältää monia perustaitoja, VEX GO:ta voidaan käyttää myös tiettyjen akateemisten taitojen vahvistamiseen sekä käytännön kokemusten motivaation ja sitoutumisen tukemiseen oppimisen tukemiseksi muilla aloilla. alueilla. Kaikkia yllä olevia käytäntöjä käsitellään edelleen, ja niitä parannetaan lisäksi luku- tai matemaattisilla taidoilla, kun VEX GO -materiaaleja käytetään mm.

Luo versio tutkiaksesi vastaavia murtolukuja konkreettisella tavalla
Rakenna toimiva kello harjoitellaksesi ajan kertomistaitoja
Rakenna kalteva taso harjoittelemaan mittausta ja/tai muuntamista
Harjoittele koordinaattien piirtämistä rakentamalla ja pelaamalla "BattleBoats" -peliä
Koodaa pyörän kierrosten määrä, joka tarvitaan ajamaan robotti tietyn matkan
Esitä tarina uudelleen käyttämällä VEX GO -kappaleita luomaan hahmoja tai asetuksia, jotka osoittavat luetun ymmärtämistä
Kirjoita lokimerkintä jokaisesta rakentamastasi sammakon elinkaaren vaiheesta
Luo ja kuvaile elinympäristö moottoroidulle olennolle
Kirjoita rakentamisohjeet siitä, mitä olet rakentanut, jotta kumppani voi luoda saman asian

Kaavio, joka havainnollistaa koulutuksen keskeisiä tutkimuskonsepteja, ja siinä on merkittyjä osia ja visuaalisia elementtejä, jotka parantavat aiheen ymmärtämistä.

Jokainen näistä esimerkeistä näyttää tapoja, joilla oppilaat voivat oppia STEM-tekniikan lisäksi myös käyttää STEM-tekniikkaa muiden taitojen oppimiseen ja kehittämiseen. Kun opiskelijat saavat lisää käytännön mahdollisuuksia osallistua integroituun oppimiseen, he pystyvät "luomaan enemmän hermoyhteyksiä ja oppimiselle ja opetetuille käsitteille annetaan enemmän merkitystä".¹¹ Mitä enemmän kosketuspisteitä toiminnassa, sitä syvempää oppiminen voi olla. Ja kun opiskelijat voivat osallistua avoimiin keskusteluihin työstään ja muodostaa emotionaalisen yhteyden tekemiseensä, heidän oppimisensa syvenee entisestään.

VEX GO on linjassa opetussuunnitelman tavoitteiden kanssa

Toisin sanoen tässä on joitain keskeisiä arviointikriteerejä, joita käytetään usein luokkahuoneissa, sekä toimintoja, jotka voidaan tehdä VEX GO:lla niiden mukauttamiseksi.

Kieli ja lukutaito:¹²

Puhuu tehokkaasti käyttämällä yhä tarkempaa sanastoa – Aina kun oppilaat keskustelevat rakennus- tai koodausprojektista ryhmässään tai jakavat oppimistaan STEM-laboratorioyksikön Mid-Play Break- tai Share-osiossa (kuten puhuvat siitä, kuinka robotin täytyy siirtyä keräämään näytteitä Mars Roveriin – Surface Operations STEM Lab Unit), he käyttävät tilallista, kuvailevaa ja tarkkaa kieltä selittääkseen ideoitaan, tehdäkseen ennusteitaan ja vastatakseen kysymyksiin.
Ymmärtää ja tulkitsee fiktio- ja tietotekstejä tai vastaa niihin - Intro to Building STEM Lab Unit saa opiskelijat mukaan tarinaan, jossa hän oppii VEX GO Kitin ominaisuuksista ja toiminnoista, ja opastaa heitä ensimmäisen rakentamisen läpi käyttämällä Sarjan osat. Creature Feature Activity Series ssä oppilaat kuvaavat luovalla kirjoittamisella, kuinka heidän rakennelmansa yhdistyy kuvitteellisen saaren ominaisuuksiin.
Kirjoittaa eri tarkoituksiin eri muodoissa - VEX GO -tulostustulosteiden käyttö polun suunnittelun ja projektidokumentaation tukemiseksi sekä kommentit VEXcode GO -projektissa, kuten Parade Float STEM -laboratorioyksikössä, saa opiskelijat harjoittelemaan kirjoittamista ja piirustus edustamaan heidän koodausprojektejaan yksityiskohtaisesti. Lisäksi toiminnot, kuten Field Journal -merkinnän kirjoittaminen Fun Frogs STEM Lab Unit -yksikköön, antavat opiskelijoille mahdollisuuden kirjoittaa luovemmin kuvaillessaan rakennusprojektejaan.
Kerää ja käyttää tietoa tutkimustarkoituksiin - Oppilaat keräävät tietoja toimintojen ja kokeiden avulla, kuten Simple Machines STEM Lab Unit tai Look Alike STEM Lab Unit, ja käyttävät sitten näitä tietoja keskusteluihinsa ja kysymyksiin vastaamiseen. oppimisestaan Labsin Mid-Play Break- ja Share -osioissa.

Matemaattinen ajattelu:¹³

Käyttää käsitteitä ja strategioita matemaattisten ongelmien ratkaisemiseen - Fractions STEM Lab Unit -yksikössä opiskelijat rakentavat rakenteen ja käyttävät VEX GO Kitin kappaleita tutkiakseen vastaavia murtolukuja vertaamalla murtolukuja koon mukaan.
Kommunikoi ja edustaa matemaattista ajattelua - Kun opiskelijat rakentavat rakennusohjeiden perusteella, he käyttävät tilakieltä kommunikoidakseen kumppaninsa kanssa kappaleista, niiden suunnasta, määrästä, muodosta, koosta jne. Ocean Emergency STEM -laboratorioyksikönkaltaisissa toimissa opiskelijat suunnittelevat ja rakentavat polun käyttämällä sanallisia ja kirjallisia kuvauksia sekä spatiaalista ja numeerista kieltä keskustellakseen siitä, miten robotti voidaan koodata tehokkaasti ajamaan polkuaan.
Tutki ja ratkaisee spatiaalisia ongelmia käyttämällä manipulaatioita, piirustuksia ja tilakieltä. - Löytö Aktiviteetit, kuten lippujen heilauttaminen, Kierrä, ja Symmetry antavat opiskelijoille harjoittelua symmetrian, heijastusten ja pyörimisen kanssa. Oppilaat voivat tutkia koordinaattien avulla löytääkseen pisteitä ruudukosta pelien, kuten Battle Boats STEM Lab Unit -yksikön, avulla.
Käyttää työkaluja ja tekniikoita arvioidakseen ja mitatakseen - Aina kun opiskelijat suunnittelevat projektia kuljettaakseen VEX GO -robotin tiettyyn paikkaan, heidän on käsiteltävä matka, joka tarvitaan matkaan päästäkseen määränpäähänsä, ja syötettävä tämä arvio tai mittausarvo koodia tehokkaasti. Code Base STEM -laboratorioyksikössä opiskelija koodaa Code Basea navigoidakseen pujotteluradalla koodaamalla ajo- ja kääntymisetäisyydet millimetreinä, tuumina tai asteina.

Kaavio, joka havainnollistaa koulutuksen tutkimusmenetelmiä, sisältäen erilaisia lähestymistapoja ja tekniikoita tehokkaaseen oppimiseen ja arviointiin.

VEX GO:n monipuolisuus opetustyökaluna antaa opettajille mahdollisuuden integroida STEM-teknologian moniin luokkahuoneensa osa-alueisiin, mukaan lukien lukutaitoon ja matematiikkaan. Olipa kyseessä oppimiskeskus tai osana koko luokan oppituntia, VEX GO tarjoaa opettajille ja opiskelijoille mahdollisuuden saada harjoittelua ja palautetta lukuisista perustaidoista, jotka tukevat oppimista ja kehitystä. Saat lisätietoja toimeenpanotoiminnasta, spatiaalisista ja motorisista taidoista ja niiden yhteydestä oppimiseen katsomalla Hands On, Minds On -kirjan kirjoittajan Claire Cameronin PD+-videokirjastossa.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Työnäytteenottojärjestelmä esikoulusta kolmanteen luokkaan: Omnibus-ohjeet. 4. painos, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Kuinka toimeenpanotoiminta, motoriset ja spatiaaliset taidot edistävät kouluvalmiutta. Teachers College Press, 2018.

³ Dee, Thomas S., et ai. "No Child Left Behind -ohjelman vaikutus opiskelijoihin, opettajiin ja kouluihin [kommenttien ja keskustelun kera]." Brookings papers on taloudellista toimintaa (2010): 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Kuinka toimeenpanotoiminta, motoriset ja spatiaaliset taidot edistävät kouluvalmiutta. Teachers College Press, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Jason McKennan haastattelu. Claire Cameronin haastattelu Osa 2: Executive Function, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Ibid.

⁷Ibid.

⁸Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Kuinka toimeenpanotoiminta, motoriset ja spatiaaliset taidot edistävät kouluvalmiutta. Teachers College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Jason McKennan haastattelu. Claire Cameronin haastattelu Osa 4: Spatial Skills, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Jason McKennan haastattelu. Claire Cameronin haastattelu Osa 8: Key Takeaways, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Työnäytteenottojärjestelmä esikoulusta kolmanteen luokkaan: Omnibus-ohjeet. 4. painos, Pearson, 2001.

¹² Ibid.