A VEX GO használata a műveltség és a matematikai gondolkodás tanításának támogatására – VEX könyvtár

Az általános iskolás korban gyakran nagy hangsúlyt fektetnek az írás-olvasás és a matematika tanítására. Míg a helyesírás, a látványszavak és a folyékonyság fontosak a fiatal diákok írás-olvasási képességének fejlesztésében, az írástudásban nem csak ezek az elemek állnak rendelkezésre. Az írni-olvasni tudás magában foglalja az olyan nyelvi készségeket is, mint a beszéd és a hallás, valamint az íráshoz szükséges vizuális és írásbeli készségeket.¹ Hasonlóképpen, a matematikai tények, a számolás és a műveletek valóban alapjai a matematika tanulásának, de ezek csak egy darabja a kirakósnak. A matematikai gondolkodás magában foglalja a térbeli érvelést és az absztrakciót, valamint olyan dolgokat, mint a vizuális-motoros készségek vagy a szám és a mennyiség összekapcsolásának képessége.²

Ha azonban aggodalomra ad okot az írástudással vagy a matematikai teljesítménnyel (vagy ezek hiányával) kapcsolatban, az első ösztön gyakran a tananyag szűkítése – például: „No Child Left Behind (NCLB) a tanítási idő felosztását a matematika és az olvasás irányába tolta el, az új elszámoltathatósági rendszerek céljait."³Bár az ilyen jellegű váltások gyakran jó szándékúak, nem feltétlenül a tanulók tanulásának és fejlődésének átfogó képét, vagy azt, hogy az írás-olvasás és a matematikai gondolkodás hogyan fejlődik az idő múlásával.

Infografika, amely az oktatással kapcsolatos legfontosabb kutatási eredményeket illusztrálja, diagramokkal és statisztikákkal, amelyek kiemelik a tanítás és tanulás szempontjából releváns trendeket és betekintéseket.

Vezetői funkció és alapozó készségek

A mögöttes műveltség és matematikai gondolkodás, valamint az általában „iskolai viselkedésnek” tekintett dolgok nagy része olyan dolgok, mint a végrehajtó funkciók, a munkamemória, a motoros készségek és a térbeli készségek.⁴ A tantervek alakításakor gyakran úgy gondolják, mint az iskolai siker előrejelzői, a tanulás ezen alapvető összetevői ritkán kapnak időt vagy teret az iskolai nap során, nem is beszélve arról, hogy beágyazódnak az olvasás- vagy matematikaoktatásba. A térbeli készségek azonban köztudottan a matematikai eredmények előrejelzői, a motoros készségek pedig az írás előfeltételei, a végrehajtó funkció pedig lehetővé teszi a tanulóknak, hogy részt vegyenek egy olvasmányban, dekódoljanak egy ismeretlen szót, és megértsék a mondat jelentését.⁵

A végrehajtó funkció kifejezés számos készségre és folyamatra vonatkozik, beleértve az önkontrollt (például egy impulzus megállítását és valami mást), a kognitív rugalmasságot (például az egyik tevékenységről a másikra való váltást) és a munkamemóriát (azokat a folyamatokat, amelyek a fenntartásához szükségesek). nyomon követni az információkat, miközben dolgozunk vele).⁶ A végrehajtó funkcióhoz kapcsolódnak a motoros és térbeli készségek, valamint a mögöttes kognitív folyamatok, amelyek a mozgáshoz, valamint a tárgyakról és mozgásukról alkotott észlelésünkhöz kapcsolódnak.⁷ Mindezek részt vesznek a tanulók osztálytermi tanulásában, valamint kifejezetten az írás-olvasás és a matematika fejlesztésében.⁸

Végrehajtó funkció összefüggésben

Vegyük például azt a feladatot, hogy egy diák az asztalnál ülve olvasson fel egy mondatot és írjon választ.

Motoros készségekre van szükség ahhoz, hogy a tanuló alapvető stabilitást biztosítson ahhoz, hogy egyenesen üljön az asztalnál, és finom motoros készségei legyenek a ceruza tartásához, megfogásához és irányításához ahhoz, hogy írni tudjon.
Térbeli ismeretekre van szükség ahhoz, hogy az írásbeli választ a papíron lévő vonalra helyezzük, és egy adott térközön belül, olvasható betűkkel írjunk. A vizuális-térbeli készségek szükségesek ahhoz, hogy a tanulók írásaikat a papírra rögzítsék, ne leírják, vagy írásukkal egyik sorról a másikra léphessenek.
Munkamemória szükséges a mondat olvasásához és megértéséhez, a válasz pontos megfogalmazásához.
Az önkontroll szükséges ahhoz, hogy a tanuló elvégezze a feladatot, és ne keljen fel és ne menjen el valami izgalmasabbat csinálni vele, vagy arról ábrándozzon, hogy mit fog csinálni az iskola után.
A kognitív rugalmasság szükséges a hangtan és a nyelvtudás helyes alkalmazásához (mint például a „busz” többes száma „buss”, de a „day” többes száma a „napok”) a mondat pontos olvasásához és a megfelelő és olvasható válasz megírásához.⁹

Hasonló minta rajzolódik ki a matematikánál, ahol a tanulóknak számokat kell értelmezniük, elméjükben kell tartaniuk, számításokat kell végezniük, és pontos válaszokat kell írniuk. És ha már szóba kerül egy szöveges probléma, akkor az olvasás, a probléma értelmezése, valamint a nyelv és a számok értelmezésének kognitív terhelése a helyes válasz kiszámítása és írása érdekében növeli ezen alapkészségek fontosságát. A jó hír az, hogy az olyan dolgok, mint például a térbeli készségek fejleszthetők gyakorlással és visszajelzéssel,¹⁰ és hogy a gyakorlást számtalan módon lehet elvégezni – beleértve az építést, kódolást és a gyakorlati STEM tanulást a VEX GO segítségével. .

Az oktatás kulcsfontosságú kutatási koncepcióit szemléltető diagram, amely címkézett elemeket és folyamatábrákat tartalmaz az oktatási módszertanok jobb megértése érdekében.

Alapozó készségek, vezetői funkció és VEX GO

A VEX GO-val való építés magában foglalja az iskolai felkészültség, valamint a műveltség és a matematika fejlesztésének számos alapvető készségét. Vegyük például azt a feladatot, hogy egy Code Base robotot építsünk össze az építési utasításokból. Ennek a célnak a megvalósításába számos dolog beletartozik, többek között:

Finommotorika szükséges ahhoz, hogy fel tudja venni a darabokat és hatékonyan összekapcsolja őket. Ha a Pin eszközt használja, a motoros készségeket használják az eszköz manipulálására, például a csapok sikeres eltávolításához.
Térbeli készségekre van szükség ahhoz, hogy a kézben lévő valódi darabokat az építési útmutatóban szereplő darabok diagramjához igazítsák. Az észlelési készségeket a darabok mozgatására és forgatására használják, hogy megfeleljenek a diagram szögének és tájolásának.
Vizuális-térbeli készségekre van szükség ahhoz, hogy tudjuk, hogyan, mikor és hol kapcsoljuk össze a robot darabjait az építéshez. A térbeli munkamemória részt vesz a darabok megfelelő helyen történő összekapcsolásában, ami magában foglalhatja az átalakítási készségeket is.
Nyelvi és hallási készségre van szükség a többlépcsős utasítások követéséhez, önuralomra a feladaton maradáshoz, az építési utasítások követéséhez és a partnerrel való együttműködéshez. A térbeli nyelvet arra használják, hogy leírják, hogyan illeszkednek egymáshoz a darabok építés közben.
A számolási készségeket arra használják, hogy minden lépéshez kiválasszák a megfelelő darabszámot, valamint a térbeli nyelvet, hogy leírják, hogyan illeszkednek egymáshoz.
Kognitív rugalmasságra és vizuális-térbeli készségekre van szükség ahhoz, hogy meghatározzuk, hogyan lehet megjavítani az építést, ha az nem megy együtt a tervezettnek megfelelően, vagy folytatni az építési folyamat következő részében.

Az oktatás kulcsfontosságú kutatási koncepcióit szemléltető diagram, címkézett részekkel és vizuális elemekkel a téma jobb megértése érdekében.

Ha hozzáadjuk a robot kódolását, hogy egyik helyről a másikra vezessen a pályán, ezek a készségek további módokon erősíthetők, többek között:

Térbeli ismeretekre van szükség ahhoz, hogy a Field and Code Base-t a megfelelő pozícióba és tájolásba állítsa be. A térbeli nyelvet használják a feladat leírására, vagy a mozgás irányának leírására, amely ahhoz szükséges, hogy a robot a megfelelő helyre hajtson.
A robot útvonalának megtervezéséhez vizuális-térbeli ismeretekre van szükség. Ez ötvöződik az íráshoz, a terv nyomtatható papírra való dokumentálásához szükséges motoros és térbeli készségekkel.
Motoros készségek szükségesek a robot bekapcsolásához, és a készülék VEXcode GO-val való használatához blokkok csatlakoztatásához és a projektbe való behúzásához.
A projekt VEXcode GO-ban való felépítéséhez munkamemóriára és motoros készségekre van szükség ahhoz, hogy a robotot a tervnek megfelelően kódolhassuk. A tanulóknak emlékezniük kell arra, hogy az egyes blokkok mit csinálnak, és hogyan kapcsolják össze őket, hogy létrehozzanak egy sorozatot, amely elvégzi az adott feladatot.
A számolási készségeket arra használják, hogy a blokkokban a megfelelő paramétereket adják meg a kívánt viselkedés elérése érdekében (azaz a [Drive for] blokk paraméterének módosítása 300 mm-re, hogy a robot adott távolságot hajtson meg).
Nyelvi és hallási készség szükséges az adott többlépcsős utasítások követéséhez, önkontrollal az adott feladatra való összpontosításhoz és a partnerrel való problémamegoldáshoz.
Kognitív rugalmasságra és vizuális-térbeli készségekre van szükség ahhoz, hogy meghatározzuk, hogyan lehet hibakeresni a projektet, ha a robot nem a szándék szerint mozog, vagy hogy folytassuk a kódolási kihívás következő részével.

A feladatok elvégzéséhez szükséges robotok építése és kódolása nemcsak számos alapkészséget foglal magában, a VEX GO felhasználható bizonyos tudományos készségek megerősítésére is, valamint a gyakorlati tapasztalatok motivációjának és elkötelezettségének erősítésére, hogy támogassa a tanulást más területeken. területeken. A fenti gyakorlatok mindegyike továbbra is foglalkozik, és az írástudás vagy a matematikai készségek tovább erősítik, amikor VEX GO anyagokat használnak például:

Hozzon létre egy buildet, hogy kézzelfogható módon fedezze fel az egyenértékű törteket
Építsen egy működő órát az időmondó készség gyakorlásához
Készítsen egy ferde síkot a mérés és/vagy átalakítás gyakorlásához
Gyakorold a koordináták ábrázolását egy „BattleBoats” játék megszerkesztésével és játékával
Kódolja be a kerékfordulatok számát, amely a robot adott távolság megtételéhez szükséges
Játsszon újra egy történetet a VEX GO darabjaival, hogy karaktereket vagy beállításokat hozzon létre, hogy megmutassa a szövegértést
Írj egy naplóbejegyzést egy általad épített béka életciklusának minden fázisáról
Hozzon létre és írjon le egy élőhelyet egy motorizált lény számára
Írjon összeállítási utasításokat az Ön által épített dolgokhoz, hogy egy partner is létrehozhassa ugyanazt

Az oktatás kulcsfontosságú kutatási koncepcióit szemléltető diagram, amely feliratozott részeket és vizuális elemeket tartalmaz, amelyek elősegítik a téma megértését.

A példák mindegyike bemutatja, hogyan lehet a tanulókat felkészíteni a STEM elsajátítására, hanem a STEM használatát más készségek elsajátítására és fejlesztésére is. Ha további gyakorlati lehetőségeket kapnak az integrált tanulásban való részvételhez, a tanulók „több idegi kapcsolatot létesítenek, és több jelentést kapnak a tanulás és a tanított fogalmak”.¹¹ Minél több érintkezési pont van egy tevékenységben, annál mélyebb lehet a tanulás. És amikor a tanulók képesek nyílt végű beszélgetéseket folytatni a munkájukról, és érzelmi kapcsolatot tudnak kialakítani azzal, amit csinálnak, tanulásuk még mélyebbé válik.

A VEX GO illeszkedik a tantervi célokhoz

Másképp fogalmazva, itt van néhány kulcsfontosságú értékelési kritérium, amelyeket gyakran használnak az osztálytermekben, valamint olyan tevékenységeket, amelyeket a VEX GO-val el lehet végezni, hogy ezekhez igazodjanak.

Nyelv és írástudás:¹²

Hatékonyan beszél, egyre precízebb szókincs használatával – Valahányszor a tanulók megvitatnak egy építési vagy kódolási projektet a csoportjukon belül, vagy megosztják a tanulást a játék közbeni szünet vagy a megosztás szakaszában egy STEM laboratóriumi egységben (például arról beszélnek, hogy a robotnak hogyan kell mintákat gyűjteni a Mars Rover – Surface Operations STEM Lab Unit-ban), térbeli, leíró és pontos nyelvezetet használnak ötleteik magyarázatára, előrejelzések készítésére és kérdésekre válaszolni.
Megérti és értelmezi a szépirodalmi és nem fikciós szövegeket, vagy válaszol rájuk – A Bevezetés a STEM építésébe laboratóriumi egység egy történetbe hívja a tanulókat, hogy megismerjék a VEX GO Kit jellemzőit és funkcióit, és végigvezeti őket az első összeállításukon. Kit darabok. A Creature Feature Activity Series -ben a tanulók kreatív írással írják le, hogyan kapcsolódik összeépítésük egy képzeletbeli sziget jellemzőihez.
Különböző célokra ír különböző formátumokban - A VEX GO nyomtatható anyagok használata az útvonaltervezés és a projektdokumentáció támogatására, valamint megjegyzések egy VEXcode GO projektben, mint amilyeneket a Parade Float STEM Lab Unitban használnak, a tanulók gyakorolják az írást. és rajz, hogy részletesen ábrázolják a kódolási projekteiket. Ezenkívül az olyan tevékenységek, mint a Field Journal bejegyzés írása a Fun Frogs STEM Lab Unit -ben, lehetővé teszik a tanulók számára, hogy kreatívabban írják le építési projekteiket.
Összegyűjti és felhasználja az információkat kutatási célokra – A tanulók olyan tevékenységek és kísérletek révén gyűjtenek adatokat, mint például a Simple Machines STEM Lab Unit vagy a Look Alike STEM Lab Unit, majd ezt az információt felhasználják a megbeszélésekhez és a kérdések megválaszolásához. tanulásukról a Labs játék közbeni szünet és megosztás szakaszában.

Matematikai gondolkodás:¹³

Fogalmakat és stratégiákat alkalmaz matematikai problémák megoldására - A Fractions STEM Lab Unit segítségével a tanulók összeállítanak egy összeállítást, és a VEX GO Kit darabjait használják az egyenértékű törtek felfedezéséhez a törtek méret szerinti összehasonlításával.
Kommunikál és képviseli a matematikai gondolkodást - Miközben a tanulók építkezési utasításokból építkeznek, térbeli nyelvet használnak, hogy kommunikáljanak partnerükkel a darabokról, azok tájolásáról, mennyiségéről, alakjáról, méretéről stb. Az olyan tevékenységek során, mint a Ocean Emergency STEM Lab Unit, a tanulók megterveznek és megépítenek egy útvonalat verbális és írásbeli leírások, térbeli és numerikus nyelvezet segítségével, hogy megvitassák, hogyan kódolják hatékonyan robotjukat, hogy az úton haladjon.
Feltárja és megoldja a térbeli problémákat manipulatív eszközök, rajzok és térbeli nyelv segítségével. - Felfedezés Az olyan tevékenységek, mint zászló felforgatása, forgatás, és szimmetria gyakorlatot adnak a tanulóknak a szimmetriával, a tükröződéssel és a forgatással. A diákok a koordináták segítségével felfedezhetik a pontokat egy rácson olyan játékokon keresztül, mint a Battle Boats STEM Lab Unitban.
Eszközöket és technikákat használ a becsléshez és méréshez - Minden alkalommal, amikor a tanulók projektet terveznek a VEX GO robot egy adott helyre történő elvezetésére, fel kell dolgozniuk a célállomás eléréséhez szükséges távolságot, és ezt a becslést vagy mérést be kell vinniük hatékonyan kódolni. A Code Base STEM Lab Unitban tanuló kódolja a Code Base-t, hogy a vezetési és fordulási távolságokat milliméterben, hüvelykben vagy fokban kódolva navigálhasson egy szlalompályán.

Az oktatásban alkalmazott kutatási módszertanokat bemutató diagram, amely a hatékony tanulás és értékelés különféle megközelítéseit és technikáit mutatja be.

A VEX GO mint tanítási eszköz sokoldalúsága lehetővé teszi a tanárok számára, hogy a STEM-et beépítsék osztálytermük számos területébe, beleértve az olvasási és matematikai ismereteket is. Akár egy oktatási központban, akár egy egész osztályos óra részeként, a VEX GO lehetőséget kínál a tanároknak és a diákoknak, hogy gyakorlatot szerezzenek és visszajelzést szerezzenek a tanulást és a fejlődést támogató alapkészségekről. Ha többet szeretne megtudni a végrehajtó funkciókról, a térbeli és motoros készségekről, valamint ezek kapcsolatáról a tanulással, tekintse meg a PD+ videótárban a Interjúk Claire Cameronnal, a Hands On, Minds On szerzőjével.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. A munka mintavételi rendszere az óvodától a harmadik osztályig: Omnibus irányelvek. 4. kiadás, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Hands on, mind on: Hogyan segítik elő a végrehajtó funkciók, a motoros és a térbeli készségek az iskolai felkészültséget? Teachers College Press, 2018.

³ Dee, Thomas S. et al. "A No Child Left Behind hatása a diákokra, a tanárokra és az iskolákra [megjegyzésekkel és vitákkal]." Brookings papírok a gazdasági tevékenységről (2010): 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Hands on, mind on: Hogyan segítik elő a végrehajtó funkciók, a motoros és a térbeli készségek az iskolai felkészültséget? Teachers College Press, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Interjú: Jason McKenna. Interjú Claire Cameronnal 2. rész: Executive Function, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Ugyanott.

⁷Ugyanott.

⁸Cameron, Claire E. Hands on, mind on: Hogyan segítik elő a végrehajtó funkciók, a motoros és a térbeli készségek az iskolai felkészültséget? Teachers College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Interjú: Jason McKenna. Interjú Claire Cameronnal 4. rész: Spatial Skills, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Interjú: Jason McKenna. Interjú Claire Cameronnal 8. rész: Key Takeaways, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. A munka mintavételi rendszere az óvodától a harmadik osztályig: Omnibus irányelvek. 4. kiadás, Pearson, 2001.

¹² Ugyanott.