Utiliser VEX GO pour soutenir l'enseignement de la littératie et de la pensée mathématique – Bibliothèque VEX

Souvent, au cours des années d’école primaire, l’accent est mis sur l’enseignement de l’alphabétisation et des mathématiques. Bien que l’orthographe, les mots à vue et la maîtrise soient importants pour développer l’alphabétisation des jeunes élèves, l’alphabétisation ne se limite pas à ces éléments. L'alphabétisation comprend également des compétences linguistiques telles que parler et écouter, ainsi que des compétences visuelles et écrites qui se transforment en écriture.¹ De même, les faits mathématiques, les notions de calcul et les opérations sont effectivement essentiels à l'apprentissage des mathématiques, mais ils ne constituent qu'une pièce du puzzle. La pensée mathématique englobe le raisonnement spatial et l'abstraction, ainsi que des éléments tels que les compétences visuo-motrices ou la capacité de relier le nombre et la quantité.²

Cependant, lorsqu'il y a des inquiétudes concernant les résultats en littératie ou en mathématiques (ou leur absence), le premier réflexe est souvent de restreindre le programme – par exemple, « No Child Left Behind (NCLB) a réorienté l'allocation du temps d'enseignement vers les mathématiques et la lecture, le sujets cibles par les nouveaux systèmes de responsabilisation.³Même si de tels changements sont souvent bien intentionnés, ils n'envisagent pas nécessairement le tableau d'ensemble de l'apprentissage et du développement des élèves, ni la manière dont la littératie et la pensée mathématique se développent au fil du temps.

Fonction exécutive et compétences fondamentales

À la base de la littératie et de la pensée mathématique, et d’une grande partie de ce qui est généralement considéré comme le « comportement scolaire », se trouvent des éléments tels que la fonction exécutive, la mémoire de travail, les aptitudes motrices et les aptitudes spatiales.⁴ Souvent considérées comme des indicateurs de la réussite scolaire, lorsqu’il s’agit d’élaborer les programmes scolaires, ces éléments fondamentaux de l’apprentissage reçoivent rarement du temps ou de l’espace dans la journée scolaire, et encore moins sont intégrés dans l’enseignement de la littératie ou des mathématiques. Pourtant, on sait que les compétences spatiales sont un prédicteur de la réussite en mathématiques, que les capacités motrices sont une condition préalable à l'écriture et que les fonctions exécutives permettent aux élèves de s'occuper d'un passage de lecture, de décoder un mot inconnu et de donner un sens au sens d'une phrase.⁵

Le terme fonction exécutive englobe un certain nombre de compétences et de processus, notamment la maîtrise de soi (comme arrêter une impulsion et faire autre chose), la flexibilité cognitive (comme passer ou passer d'une activité à une autre) et la mémoire de travail (les processus nécessaires pour maintenir suivi des informations pendant que nous travaillons avec elles).⁶ Les capacités motrices et spatiales ainsi que les processus cognitifs sous-jacents qui entrent dans le mouvement et notre perception des objets et de leurs mouvements sont liés à la fonction exécutive.⁷ Tous ces éléments participent à l’apprentissage des élèves en classe, ainsi qu’au développement de la littératie et des mathématiques en particulier.⁸

Fonction exécutive en contexte

Par exemple, considérons la tâche d’un étudiant assis à un bureau pour lire une phrase et rédiger une réponse.

Les habiletés motrices sont nécessaires pour que l'élève ait la stabilité de base pour s'asseoir droit à un bureau, la motricité fine pour tenir, saisir et contrôler un crayon afin d'écrire.
Des compétences spatiales sont nécessaires pour positionner la réponse écrite sur la ligne du papier et pour écrire dans un espace donné, avec des lettres lisibles. Les compétences visuo-spatiales sont nécessaires pour que les élèves puissent contenir leurs écrits sur le papier et ne pas les effacer, ou pour passer d'une ligne à l'autre avec leur écriture.
La mémoire de travail est nécessaire pour lire et comprendre la phrase, afin de formuler avec précision une réponse.
La maîtrise de soi est nécessaire pour que l'élève puisse s'occuper de la tâche à accomplir, et ne pas se lever et aller faire quelque chose de plus excitant pour lui, ou rêver à ce qu'il fera après l'école.
La flexibilité cognitive est impliquée pour appliquer correctement les connaissances phonétiques et linguistiques (comme le pluriel de « bus » est « bus » mais le pluriel de « jour » est « jours ») pour lire la phrase avec précision et écrire une réponse appropriée et lisible.⁹

Un schéma similaire apparaît en mathématiques, où les élèves doivent interpréter les nombres, les garder à l’esprit, effectuer des calculs et rédiger des réponses précises. Et une fois qu’un problème de mots est impliqué, la charge cognitive de lire, d’interpréter le problème et d’y appliquer à la fois le sens du langage et du nombre, afin de calculer et d’écrire la bonne réponse, ajoute à l’importance de ces compétences fondamentales. La bonne nouvelle est que des éléments tels que les compétences spatiales peuvent être améliorés grâce à la pratique et aux commentaires,¹⁰ et que la pratique peut être effectuée de multiples façons, notamment en construisant, en codant et en s'engageant dans un apprentissage pratique des STEM avec VEX GO. .

Compétences fondamentales, fonction exécutive et VEX GO

Construire avec VEX GO implique de nombreuses compétences fondamentales pour la préparation à l'école, ainsi que le développement de l'alphabétisation et des mathématiques. Par exemple, considérons la tâche consistant à créer un robot Code Base à partir d’instructions de construction. De nombreux éléments sont intégrés à la réalisation de cet objectif, notamment :

La motricité fine est nécessaire pour pouvoir rassembler les pièces et les relier efficacement. Si vous utilisez l'outil Épingles, les capacités motrices sont utilisées pour manipuler l'outil afin d'effectuer des opérations telles que le retrait réussi des épingles.
Des compétences spatiales sont nécessaires pour faire correspondre les vraies pièces en main au diagramme des pièces dans les instructions de construction. Les compétences perceptuelles sont utilisées pour déplacer et tourner les pièces afin qu'elles correspondent à l'angle et à l'orientation du diagramme.
Des compétences visuo-spatiales sont nécessaires pour savoir comment, quand et où relier les pièces du robot entre elles pour construire. La mémoire de travail spatiale est impliquée dans la connexion des éléments aux emplacements corrects, ce qui pourrait également impliquer des compétences transformationnelles.
Des compétences linguistiques et d'écoute sont nécessaires pour suivre les instructions en plusieurs étapes données, avec une maîtrise de soi pour rester concentré sur la tâche, suivre les instructions de construction et travailler avec un partenaire. Le langage spatial est utilisé pour décrire la façon dont les pièces s’assemblent lors de la construction.
Les compétences en calcul sont utilisées pour sélectionner le nombre correct de pièces pour chaque étape, ainsi que le langage spatial pour décrire comment elles s'assemblent.
Une flexibilité cognitive et des compétences visuo-spatiales sont nécessaires pour déterminer comment réparer la construction si elle ne se déroule pas comme prévu, ou pour passer à la partie suivante du processus de construction.

Une fois que nous avons ajouté le codage du robot pour se déplacer d'un endroit à un autre sur un terrain, ces compétences sont renforcées de manières supplémentaires, notamment :

Des compétences spatiales sont nécessaires pour configurer le champ et la base de code dans la position et l'orientation correctes. Le langage spatial est utilisé pour décrire la tâche ou la direction du mouvement nécessaire pour que le robot se dirige vers le bon emplacement.
Des compétences visuo-spatiales sont nécessaires pour planifier la trajectoire du robot. Ceci est combiné avec les compétences motrices et spatiales nécessaires pour écrire, pour documenter le plan sur un imprimable.
Des compétences motrices sont nécessaires pour allumer le robot et utiliser l'appareil avec VEXcode GO pour connecter et faire glisser des blocs dans le projet.
La mémoire de travail et la motricité sont nécessaires pour construire le projet dans VEXcode GO afin de coder le robot pour qu'il corresponde au plan. Les élèves doivent se rappeler ce que fait chaque bloc et comment les connecter pour créer une séquence qui permettra d'accomplir la tâche à accomplir.
Les compétences en calcul sont utilisées pour saisir les paramètres corrects dans les blocs afin d'obtenir les comportements souhaités (c'est-à-dire changer le paramètre du bloc [Conduire pour] à 300 mm pour que le robot parcoure une distance donnée).
Des compétences linguistiques et d'écoute sont nécessaires pour suivre les instructions en plusieurs étapes données, avec une maîtrise de soi pour se concentrer sur la tâche donnée et résoudre le problème avec un partenaire.
Une flexibilité cognitive et des compétences visuo-spatiales sont nécessaires pour déterminer comment déboguer le projet si le robot ne bouge pas comme prévu, ou pour passer à la partie suivante du défi de codage.

Non seulement les activités de construction et de codage d'un robot pour accomplir une tâche intègrent de nombreuses compétences fondamentales, mais VEX GO peut également être utilisé pour renforcer des compétences académiques spécifiques et pour tirer parti de la motivation et de l'engagement des expériences pratiques pour soutenir l'apprentissage dans d'autres domaines. zones. Toutes les pratiques ci-dessus sont toujours abordées et sont en outre renforcées par des compétences en lecture et en mathématiques lorsque les matériaux VEX GO sont utilisés pour faire des choses comme :

Créez une construction pour explorer les fractions équivalentes de manière tangible
Construisez une horloge fonctionnelle pour pratiquer les compétences de lecture de l'heure
Construire un plan incliné pour pratiquer la mesure et/ou la conversion
Entraînez-vous à tracer des coordonnées en construisant et en jouant à un jeu « BattleBoats »
Coder le nombre de tours de roue nécessaires pour conduire le robot sur une distance spécifique
Reconstituez une histoire à l'aide de pièces VEX GO pour construire des personnages ou des décors afin de montrer la compréhension en lecture.
Écrivez une entrée de journal sur chaque phase du cycle de vie d'une grenouille que vous avez construite
Créer et décrire un habitat dans lequel une créature motorisée pourra vivre
Écrivez des instructions de construction pour ce que vous avez construit afin qu'un partenaire puisse créer la même chose

Chacun de ces exemples montre des moyens non seulement de préparer les étudiants à apprendre les STEM, mais aussi de les utiliser pour apprendre et développer d'autres compétences. Lorsqu’on leur donne des opportunités pratiques supplémentaires pour s’engager dans un apprentissage intégré, les étudiants sont capables « d’établir davantage de connexions neuronales et plus de sens est donné à l’apprentissage et aux concepts enseignés ».¹¹ Plus une activité comporte de points de contact, plus l'apprentissage peut être approfondi. Et lorsque les étudiants sont capables de s’engager dans des conversations ouvertes sur leur travail et d’établir un lien émotionnel avec ce qu’ils font, leur apprentissage s’approfondit encore.

VEX GO s'aligne sur les objectifs du programme

En d’autres termes, voici quelques critères d’évaluation clés qui sont souvent utilisés en classe, ainsi que des activités qui peuvent être réalisées avec VEX GO pour s’y conformer.

Langue et alphabétisation :¹²

S'exprime efficacement en utilisant un vocabulaire de plus en plus précis - Chaque fois que les élèves discutent d'un build ou d'un projet de codage au sein de leur groupe, ou partagent leur apprentissage pendant la section Mid-Play Break ou Share d'une unité de laboratoire STEM (par exemple, parler de la façon dont le robot doit se déplacent pour collecter des échantillons dans l'unitédu laboratoire STEM Mars Rover – Surface Operations), ils utilisent un langage spatial, descriptif et précis pour expliquer leurs idées, faire des prédictions et répondre aux questions.

Comprend et interprète ou répond à des textes de fiction et de non-fiction - La Introduction à la construction de l'unité du laboratoire STEM engage les étudiants dans une histoire pour en apprendre davantage sur les caractéristiques et les fonctions du kit VEX GO, et les guide à travers leur première construction en utilisant Pièces du kit. La série d'activités sur les fonctionnalités Creature incite les élèves à utiliser l'écriture créative pour décrire comment leur construction est liée aux caractéristiques d'une île imaginaire.

Écrit à des fins différentes dans différents formats - L'utilisation d'imprimables VEX GO pour prendre en charge la planification du chemin et la documentation du projet, ainsi que des commentaires dans un projet VEXcode GO comme ceux utilisés dans l'unité de laboratoire Parade Float STEM, permet aux étudiants de s'entraîner à l'écriture. et des dessins pour représenter leurs projets de codage de manière détaillée. De plus, des activités telles que la rédaction d'une entrée dans le journal de terrain dans l'unité du laboratoire Fun Frogs STEM permettent aux étudiants d'écrire de manière plus créative pour décrire leurs projets de construction.

Recueille et utilise des informations à des fins de recherche - Les élèves rassemblent des données à travers des activités et des expériences comme celles de l'unité du laboratoire STEM Machines simples ou de l'unitédu laboratoire STEM Look Alike, puis utilisent ces informations pour éclairer leurs discussions et répondre aux questions. sur leur apprentissage au cours des sections Mid-Play Break and Share des Labs.

Pensée mathématique :¹³

Applique des concepts et des stratégies pour résoudre des problèmes mathématiques - L'unité du laboratoire STEM fractions demande aux élèves de construire une construction et d'utiliser les pièces du kit VEX GO pour explorer des fractions équivalentes en comparant les fractions par taille.

Communique et représente la pensée mathématique - À mesure que les élèves construisent à partir des instructions de construction, ils utilisent le langage spatial pour communiquer avec leur partenaire au sujet des pièces, de leur orientation, de leur quantité, de leur forme, de leur taille, etc. Dans des activités comme celles de l'unitédu laboratoire Ocean Emergency STEM, les élèves planifient et construisent un chemin, en utilisant des descriptions verbales et écrites, un langage spatial et numérique pour discuter de la façon de coder efficacement leur robot pour qu'il suive son chemin.

Explorez et résout des problèmes spatiaux à l'aide d'objets de manipulation, de dessins et de langage spatial - Des activités de découverte telles que Retourner des drapeaux, Faites pivoter, et Symétrie permettent aux élèves de s'entraîner avec la symétrie, les réflexions et la rotation. Les élèves peuvent explorer en utilisant des coordonnées pour localiser des points sur une grille grâce à des jeux comme celui de l'unité de laboratoire STEM Battle Boats.
Utiliser des outils et des techniques pour estimer et mesurer - Chaque fois que les élèves planifient un projet pour conduire le robot VEX GO vers un emplacement spécifique, ils doivent traiter la distance nécessaire à parcourir pour atteindre leur destination et saisir cette estimation ou mesure dans leur coder efficacement. Dans l'unité de laboratoire Code Base STEM, étudiants codent la base de code pour naviguer sur un parcours de slalom en codant les distances de conduite et de virage en millimètres, pouces ou degrés.

La polyvalence de VEX GO en tant qu'outil pédagogique permet aux enseignants d'intégrer les STEM dans de nombreux domaines de leur classe, notamment l'alphabétisation et les mathématiques. Que ce soit dans un centre d'apprentissage ou dans le cadre d'une leçon en classe entière, VEX GO offre aux enseignants et aux étudiants la possibilité d'acquérir de la pratique et des commentaires sur une multitude de compétences fondamentales pour soutenir l'apprentissage et le développement. Pour en savoir plus sur les fonctions exécutives, les compétences spatiales et motrices et leur lien avec l'apprentissage, visionnez les entretiens avec Claire Cameron, auteur de Hands On, Minds On, dans la vidéothèque PD+.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. Al. Le système d'échantillonnage du travail de la maternelle à la troisième année : lignes directrices omnibus. 4e éd., Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Pratique, esprit actif : Comment les fonctions exécutives, motrices et spatiales favorisent la préparation à l'école. Presse du Collège des enseignants, 2018.

³ Dee, Thomas S. et coll. "L'impact de No Child Left Behind sur les élèves, les enseignants et les écoles [avec commentaires et discussion]." Documents Brookings sur l'activité économique (2010) : 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Pratique, esprit actif : Comment les fonctions exécutives, motrices et spatiales favorisent la préparation à l'école. Presse du Collège des enseignants, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Entretien avec Jason McKenna. Entretien avec Claire Cameron Partie 2 : Fonction exécutive, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Idem.

⁷Idem.

⁸Cameron, Claire E. Pratique, esprit actif : Comment les fonctions exécutives, motrices et spatiales favorisent la préparation à l'école. Presse du Collège des enseignants, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Entretien avec Jason McKenna. Entretien avec Claire Cameron Partie 4 : Compétences spatiales, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Entretien avec Jason McKenna. Entretien avec Claire Cameron Partie 8 : Points clés à retenir, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. Al. Le système d'échantillonnage du travail de la maternelle à la troisième année : lignes directrices omnibus. 4e éd., Pearson, 2001.

¹² Idem.