クリーン ウォーター ミッションのような STEM ラボ ユニットでは、生徒は制限のない課題の領域に取り組みます。 これらの課題は、学生が習得した概念を深く掘り下げ、知識を動的かつ探究的な方法で活用することを促します。 トレジャーハントやキャッスルクラッシャーなどの多くの入門 STEM ラボを完了した後、生徒たちは強固な基礎を築きました。 彼らは EXP の機能について学び、技術的なコンポーネントを習得し、シーケンスや変数などの概念を使用して VEXcode でコーディングしてきました。 生徒たちは最初のオープンエンドの課題に取り組む際に、その課題に取り組むために必要なツールと理解力を身に付けています。 これで、すべての知識を自由に利用でき、追加情報を探し出す能力を備えた生徒は、以前のユニットで提供された詳細なガイダンスを超えて進む準備が整いました。
オープンエンドのチャレンジは、まさにその名の通り、オープンです。 学生には現実世界の問題とそれに取り組むための枠組みが提示されますが、彼らが選択する道は彼ら自身の考え方と同じくらい多様になります。 この多様なアプローチとソリューションこそが、本当の魔法が起こる場所です。 これらのユニットでの学習と発見は、活動自体と深く結びついており、教室の文脈と文化の影響を受けます。1 生徒がこれらの課題に移行すると、将来の学習、ひいては将来のキャリアに備える旅が始まります。2
オープンエンドのチャレンジで学ぶ
生徒がオープンエンドの課題で従う 3 段階のプロセスは、生徒の学習を促進するように設計されています。 これらの課題は、学生を 的な闘い、つまり忍耐力、柔軟な思考、能動的な学習などの重要な習慣を身につけることができるに押し込むことを目的としています。 この闘いは困難な場合があり、生徒がプロセスを繰り返すにつれて、時にはフラストレーションを感じることもあります。 介入して解決策を提示したくなるかもしれませんが、これらの課題を解決する上での真の成功は、生徒が自らのフラストレーションを乗り越えられるような質問をして生徒を導くことにあります。つまり、あなたが解決策を提示しても ではなく なのです。
生産的な闘争の促進
教師と生徒の関係を含む教室環境は、生徒が生産的な努力を続ける上で重要な役割を果たします。3 こうした努力は、生徒が既存の知識やスキルに立ち向かい、それらを伸ばすとともに、疑問や不満を伝える能力を高めるよう促します。4 生徒が AI ビジョン センサー、VEX EXP コンポーネント、現実世界の STEM、コーディング、さらには自分自身の社会的感情的スキルについて学ぶとき、教師としてのあなたの役割は生徒のそばに立つことです。 観察し、確認し、洞察力のある質問をすることで、プロセス全体を通して生徒がサポートされ、自分の意見が聞き入れられていると感じられます。0
発見を通して学ぶ
生徒は、これらのオープンエンドの課題で示されているように、探索と探究を促す方法で教材や概念に積極的に取り組むことで、発見を通じて学習します。 この学習アプローチにより、生徒は単に情報を受け取るだけでなく、学習プロセスに積極的に参加するため、学習の過程を自らの責任で進めることができます。 学生に自由に探求し、質問し、仮説を検証する権利が与えられると、主題に対する理解が深まります。 このタイプの学習では、生徒が創造的に考え、従来の指導では遭遇しない可能性のある概念間のつながりを描くことが奨励されるため、批判的思考力と問題解決能力が養われます。 こうした交差とつながりは各段階内で起こりますが、生徒が 1 つの段階から別の段階に移行し始めるときに最も顕著になります。
オープンエンド チャレンジ ユニットで生徒を整理するのに役立つ 3 つのフェーズは、チャレンジを完了するためのフレームワークと、生徒が自分の考えについて考えるように促すフレームワークの両方を提供するのに役立ちます。 各フェーズで、生徒は問題解決プロセスの特定の側面に焦点を当て、先に進む前に承認を得るために教師にチェックインするように指示されます。 これは純粋に線形のプロセスを意味するものではないことに注意してください。 学生は、新しい疑問を発見したり、計画を改良したりしながら、チャレンジの過程を通じて必然的に各フェーズを行ったり来たりします。
これらのフェーズの構造により、生徒は自分が何を知っているか、何を知らないか、そして課題の目標を達成するために何を学ぶ必要があるかについて常に考えるようになります。
フェーズ1: 計画
課題を解決するための第一歩は、課題を理解し、計画を立てることです。 フェーズ 1 の目標は、学生が課題を解決するための可能な解決策を文書化して提示することです。
フェーズ 1 と 2 の間で、学生はアイデアを擬似コードを使用して具体的な計画に進める方法を決定する必要があります。 アイデアから疑似コードへの移行を成功させるには、課題と計画の実行に関連する動作に関する徹底した概念的知識が必要です。 これは ことです。 こうした移行こそが、生産的な闘争と、質問や調査の機会を生み出すのです。 たとえば、AI ビジョン センサーのデータの使用にどのような動作が関係しているか、またはセンサーによってどのようなデータが提供されるかがわからない場合は、生徒は以前に学習したリソースを使用してそれらの動作とデータを判断できます。
フェーズ2: 疑似コーディング
次のステップは、計画を構成要素のステップに分解することです。 フェーズ 2 の目標は、学生が課題を達成するための計画を実行するために必要な手順と動作を示す詳細な疑似コードを文書化して提示することです。
フェーズ 2 と 3 の間で、生徒は疑似コードの概念的理解を深め、それらの動作をコードに移行する必要があります。 この移行には、生徒が取り組むべき複数の要素があります。 最初の要素は、赤い Buckyball がセンサーの視野内にあるかどうかを確認する動作と、スナップショットを取得するブロックを使用する動作との間の疑似コード内の直接的な相関関係です。 2 つ目は、それらの動作の順序です。 生徒はシーケンスについての最初のアイデアを持っているはずですが、VEXcode プロジェクトでテストと反復を開始すると、シーケンスは変化します。 学生たちは、VEXcode プロジェクトを作成するための戦術的な知識と、疑似コードを条件文などの論理要素に変換する方法の概念的要素の両方に取り組んでいます。 繰り返しになりますが、学生はこのプロセスで必然的に苦労することになります。 このようなイライラする瞬間を乗り越えるには、グループ、利用できるリソース、そして自分自身の創造力に頼る必要があります。
フェーズ3: 構築とテスト
次のステップは、課題を解決するために VEXcode プロジェクトを構築してテストすることです。 フェーズ 3 の目標は、生徒が以前に作成した計画と疑似コードに基づいて、課題を完了する VEXcode プロジェクトを作成することです。
前述したように、これらのフェーズは本質的に反復的であり、何度も繰り返されます。 学生はこれらの移行やフェーズ間の絶え間ない反復にイライラする可能性があることを覚えておいてください – それは問題ありません! 生産的な努力と発見を通じた学習は不快なものになることもありますが、その過程を通して生徒をサポートするのが教師の役割です。 生産的な闘争とオープンエンドチャレンジユニットについてさらに詳しく話し合いたい場合は、 PD+コミュニティ で質問を共有するか、 1対1セッションをスケジュールしてください。
オープンエンド チャレンジとその促進に関する追加情報については、各オープンエンド チャレンジ ユニットの促進ガイドを参照してください。 ファシリテーション ガイドは、各 STEM ラボ ユニットの教師ポータルにあります。