Nelle unità di laboratorio STEM come la Clean Water Mission, gli studenti si immergono nel regno delle sfide aperte. Queste sfide invitano gli studenti ad approfondire i concetti appresi, utilizzando le proprie conoscenze in modo dinamico ed esplorativo. Dopo aver completato numerosi laboratori introduttivi STEM, come Treasure Hunt e Castle Crasher, gli studenti hanno costruito solide basi. Hanno imparato a conoscere le funzionalità di EXP, a padroneggiare i componenti tecnici e a programmare in VEXcode concetti quali sequenziamento e variabili. Quando gli studenti affrontano la loro prima sfida aperta, hanno già gli strumenti e le conoscenze necessarie per affrontarla. Ora, con tutta questa conoscenza a loro disposizione e la possibilità di cercare informazioni aggiuntive, gli studenti sono pronti ad andare oltre le indicazioni dettagliate fornite nelle Unità precedenti.
Le sfide aperte sono esattamente ciò che sembrano: aperte. Agli studenti viene presentato un problema reale e un quadro di riferimento per affrontarlo, ma i percorsi che sceglieranno saranno diversi come il loro modo di pensare. È in questa varietà di approcci e soluzioni che avviene la vera magia. L'apprendimento e la scoperta in queste unità sono profondamente legati all'attività stessa, influenzati dal contesto e dalla cultura della classe.1 Quando gli studenti affrontano queste sfide, iniziano il percorso di preparazione per l'apprendimento futuro e, per estensione, per le loro potenziali future carriere.2
Imparare in una sfida aperta
Il processo in tre fasi che gli studenti seguono in una sfida aperta è progettato per alimentare il loro apprendimento. Queste sfide hanno lo scopo di spingere gli studenti verso lotta produttivaspazio in cui possono sviluppare abitudini critiche come la perseveranza, il pensiero flessibile e l'apprendimento attivo. Questa lotta può essere dura e talvolta può generare frustrazione negli studenti quando ripetono il processo. Potrebbe essere allettante intervenire e offrire soluzioni, ma il vero successo nel facilitare queste sfide sta nel guidare gli studenti con domande che li aiutino a gestire le loro frustrazioni da soli: e non nel fatto che tu fornisca una soluzione.
Promuovere la lotta produttiva
L'ambiente della classe, compresa la relazione tra insegnante e studente, svolge un ruolo cruciale nel supportare gli studenti nelle difficoltà produttive.3 Queste difficoltà incoraggiano gli studenti ad affrontare e ampliare le proprie conoscenze e competenze esistenti, nonché la loro capacità di comunicare dubbi e frustrazioni.4 Mentre apprendono informazioni sul sensore di visione AI, sui componenti VEX EXP, sulle materie STEM del mondo reale, sulla codifica e persino sulle proprie competenze socio-emotive, il tuo ruolo di insegnante è quello di stare al loro fianco. Osservando, verificando e ponendo domande perspicaci, puoi assicurarti che gli studenti si sentano supportati e ascoltati durante tutto il processo.5
Imparare attraverso la scoperta
Gli studenti imparano attraverso la scoperta, interagendo attivamente con il materiale e i concetti in un modo che incoraggia l'esplorazione e la ricerca, come presentato in queste sfide aperte. Questo approccio all'apprendimento consente agli studenti di assumersi la responsabilità del proprio percorso formativo, poiché non sono semplici destinatari di informazioni, ma partecipanti attivi nel processo di apprendimento. Quando agli studenti viene data la libertà di esplorare, porre domande e testare ipotesi, sviluppano una comprensione più profonda dell'argomento. Questo tipo di apprendimento promuove il pensiero critico e le capacità di risoluzione dei problemi, poiché incoraggia gli studenti a pensare in modo creativo e a stabilire collegamenti tra concetti che potrebbero non incontrare tramite l'insegnamento tradizionale. Tali incroci e connessioni avvengono in ciascuna fase, ma sono più evidenti quando gli studenti iniziano la transizione da una fase all'altra.
Le tre fasi presentate per aiutare a organizzare gli studenti nelle unità di sfida aperta contribuiscono a fornire sia una struttura per completare la sfida sia una struttura per incoraggiare gli studenti a riflettere sul proprio pensiero. Durante ogni fase, gli studenti si concentreranno su un aspetto specifico del processo di risoluzione dei problemi e saranno invitati a chiedere la tua approvazione prima di procedere. Si noti che questo non è un processo puramente lineare. Nel corso della sfida, gli studenti passeranno inevitabilmente da una fase all'altra man mano che scopriranno nuove domande o cercheranno di perfezionare i loro piani.
La struttura di queste fasi obbliga gli studenti a riflettere costantemente su ciò che sanno, su ciò che non sanno e su ciò che devono imparare per raggiungere l'obiettivo della sfida.
Fase 1: Pianificazione
Il primo passo per risolvere un problema è comprenderlo e formulare un piano. L'obiettivo della Fase 1 è che gli studenti documentino e presentino possibili soluzioni per risolvere la sfida.
Tra la fase 1 e la fase 2, gli studenti devono stabilire come passare dalla loro ideazione a un piano concreto con pseudocodice. Per passare con successo dall'idea allo pseudocodice è necessaria una conoscenza concettuale approfondita della sfida e dei comportamenti associati all'esecuzione del piano. Questa è una cosadifficile da fare. Sono queste transizioni a creare la lotta produttiva e l'opportunità di porre domande e indagare. Ad esempio, se gli studenti non sono sicuri di quali comportamenti siano coinvolti nell'utilizzo dei dati provenienti dal sensore di visione AI o quali dati siano forniti dal sensore, possono utilizzare le risorse apprese in precedenza per determinare tali comportamenti e dati.
Fase 2: Pseudocodifica
Il passo successivo è scomporre il piano nei singoli passaggi che lo compongono. L'obiettivo della Fase 2 è che gli studenti documentino e presentino uno pseudocodice dettagliato che mostri i passaggi e i comportamenti necessari per attuare il loro piano per superare la sfida.
Tra la fase 2 e la fase 3, gli studenti devono mettere a frutto la loro comprensione concettuale dello pseudocodice e tradurre tali comportamenti nel codice. Questa transizione presenta molteplici elementi su cui gli studenti devono lavorare. Il primo elemento è la correlazione diretta nel loro pseudocodice tra comportamenti come vedere se un Buckyball rosso è nel campo visivo del sensore e utilizzare il blocco Scatta un'istantanea. Il secondo è la sequenza di tali comportamenti. Gli studenti dovrebbero avere un'idea di partenza della sequenza, ma questa cambierà quando inizieranno a testare e iterare sui loro progetti VEXcode. Gli studenti si confrontano sia con le conoscenze tattiche per creare un progetto VEXcode, sia con gli elementi concettuali per trasformare lo pseudocodice in elementi logici come le istruzioni condizionali. Anche in questo caso, gli studenti inevitabilmente incontreranno difficoltà. Devono fare affidamento sul loro gruppo, sulle risorse a cui hanno accesso e sulla propria creatività per superare questi momenti frustranti.
Fase 3: Costruzione e test
Il passo successivo è creare e testare un progetto VEXcode per risolvere la sfida. L'obiettivo della Fase 3 è che gli studenti creino un progetto VEXcode che completi la sfida, basandosi sul piano e sullo pseudocodice creati in precedenza.
Come accennato in precedenza, queste fasi sono di natura iterativa e verranno ripetute più volte. Ricorda che gli studenti potrebbero sentirsi frustrati da queste transizioni o dalla continua iterazione tra le fasi: va bene! La lotta produttiva e l'apprendimento attraverso la scoperta possono essere scomodi, ma tu sei lì per supportare i tuoi studenti durante il percorso. Se desideri approfondire l'argomento della lotta produttiva e delle unità di sfida aperta, condividi le tue domande nella community + o programma una sessione individuale .
Per ulteriori informazioni sulle sfide aperte e su come facilitarle, consulta le guide di facilitazione per ciascuna unità di sfida aperta. Le guide di facilitazione sono disponibili nel Portale Insegnanti per ogni Unità di Laboratorio STEM.