VEXcode VR を使用したコンピューター サイエンスの教育と学習

K-12 教育におけるコンピューター サイエンスの台頭

コンピューター サイエンスを 21 世紀の基礎的なスキルとして認識する教育制度が増えているため、コンピューター サイエンスの教育は米国および世界中で拡大しています。 学生の約 65% は、まだ存在しない仕事に就くことになります¹。 コンピュータ サイエンスの学習は、学生が今日および将来の仕事に備えるための^的な です。

VEXcode VR を使用してコンピューター サイエンスを教える

より多くの学生、特に過小評価された集団の学生を動機付け、引き付ける必要性により、多くの³ 豊かな⁴ プログラミング⁵ 環境が開発されました。 これらのビジュアル プログラミング環境はインタラクティブであることを目的としており、アルゴリズム、変数、抽象化などの基本的なコンピューター サイエンスのスキルを学生に教えることもできます。 さまざまなプログラミング環境が数多く存在しており、⁶ の研究では、それらがコンピューター サイエンスと STEM の教育に成功していることが示されています。 研究によれば、 のインタラクティブな視覚的環境の成功につながる^{の要素が存在することもわかっています。 これらの要素はすべて VEXcode VRの開発に適用されています。}

まず、VEXcode VR はプログラミングをパズルのピース⁸ メタファーとして使用し、コマンドをどこでどのように使用できるかについてのヒントをユーザーに提供します。 これにより、他の多くのプログラミング言語や環境に共通する構文エラーが排除されます。

VEXcode VR は、学生が自分のプログラムで⁹ を実験したりいじったりすることを奨励しており、すべてがより高いエンゲージメントにつながります。VEXcode VR のリリースから最初の 5 か月間で、1,000 万件を超えるプロジェクトが実行されました。 VEXcode VR のその他の利点としては、プロジェクトを迅速に実行し、結果を確認し、プロジェクトを編集し、再度実行できることが挙げられます。 この緊密なフィードバック ループ¹⁰ を持つことが、コンピューター サイエンスを教える効果的な方法であることが示されています。

効果的なカリキュラム - VEX のコンピューター サイエンス レベル 1 - VEXcode を使用したブロック VR コース

VEX の Computer Science Level 1 - Blocks with VEXcode VR は、誰でも教えることができ、誰もが学ぶことができるカリキュラムです。 さまざまな興味や経験レベルの学生向けに設計されており、学生は VR ロボットをコーディングしながら、コンピューター サイエンスの核となる概念を学びます。 コンピューター サイエンス レベル 1 - VEXcode VRを使用したブロックのレッスンと単元は、生徒が各レッスンを通じて独立して作業できるように設計されており、複数の方法 (ブレンド、同期、非同期など) で実装できます。

レッスンは、学習目標と共通の目標の確立とともに導入されます。 この共通の目標は、各単元の冒頭にある紹介ビデオによって確立されます。 このビデオでは、教師と生徒が「同じページに立つ」トピック領域、タスク、およびタスクのコンテキストを設定します。 研究¹¹ によると、生徒と教師がこの同様の焦点を確実に共有することが、教育と学習の重要な部分です。 さらに、このアプローチでは、生徒が の解決策を^{ことを中心にレッスンが行われます。 コンピューター サイエンス レベル 1 - VEXcode VRを使用したブロックでは、生徒が単に答えを「推測して確認する」のではなく、概念的に考えることに重点が置かれています。}

直接指導¹³ では、各単元内のレッスンに取り組む方法について段階的な指示を提供することで、生徒が学習を始めるのに役立ちます。 ¹⁴ の学習を注意深く順序付けることにより、表面的に複数のトピックをカバーするのではなく、理解を重視します。

レッスン構造の残りの部分では、部分的な足場アプローチ¹⁵ を使用して、学習者が単元コーディングの課題に対する解決策を構築できるように支援します。 以前に適用された直接指示は、単元コーディングの課題を解決するために必要なすべてのスキルと概念を前面に打ち出します。 たとえば、各レッスンには、生徒が使用、学習、変更できる高品質のコード例が含まれています。 単元のコーディングの課題により、教師は生徒が各レッスンを通じて学んだことをどれだけうまく応用できるかを確認する機会が得られます。

形成的評価は各レッスンと単元に組み込まれており、生徒と教師の両方に生徒の理解を確認し、学習ニーズを特定する機会を提供し、教育者が指導を適切に調整できるようにします。 形成的評価は、教師に指導の指針に必要な適切な情報を取得する手段と機会を提供し、より高い学習成果につながります¹⁶。 さらに、形成 評価^{使用する教師は、生徒の多様なニーズに応える準備ができているため、生徒の成果の公平性を高めることができます。}

VEXcode VR および VEX の コンピューター サイエンス レベル 1 - VEXcode VR によるブロックコースは、すべての生徒と教室をサポートするように設計された一連のリソースをコンピューター サイエンスの教室に提供するように設計されています。 さらに、コンピューター サイエンスとロボット工学の関係は明らかです。学生はロボットをプログラムして複雑なタスクを実行する能力を持っています。 複雑なタスクを実行することが目的であるかもしれませんが、その手段には、これらのタスクを小さな部分に分解し、それらを繰り返し構築してソリューションを作成することが含まれます。これはすべて、コンピューター サイエンスと計算論的思考の基礎となる部分です。