抽象的な
教育ロボット工学は、学生が STEM の概念を理解し、幼い頃から STEM 科目に対する肯定的な認識を高めるのに役立つ統合された STEM アプローチに学生を参加させます。 新型コロナウイルス感染症のパンデミックが発生したとき、対面式の教室で物理的なロボットを使用することは不可能になりました。 仮想ロボット プログラムは、使い慣れたコーディング プラットフォームで機能するように迅速に開発され、どこからでも使用できる代替ロボット ソリューションを生徒と教師に提供しました。 このペーパーでは、世界中の 100 万人を超える生徒の使用状況データを 2 つの教師の事例とともに解釈します。 このデータの組み合わせにより、学習ツールおよび教育リソースとしての仮想ロボットについての洞察が得られました。 教師のケーススタディでは、このような予測不可能な状況での教育を促進する一連の重要なニーズも明らかになりました。 最後に、このデータは、仮想ロボット学習環境が物理ロボットの共生補完として使用でき、生徒が反復プログラミングに自信を持ち、教育ロボット工学への興奮を高め、教師に今後の非常に柔軟な教育オプションを提供できることを示しています。
キーワード
バーチャルロボット、教育ロボット工学、教育ロボット工学、新型コロナウイルス感染症対策ソリューション、STEM教育、コンピュータサイエンス、プログラミング
導入
米国では近年、国の報告書や政策の影響で、ロボティクスとコンピューターサイエンスが初等中等学校（幼稚園から12年生まで）にますます取り入れられるようになってきている。 2015年、全米科学財団は、米国人がテクノロジー集約型の世界経済に本格的に参加するためには、科学、技術、工学、数学（STEM）の知識とスキルの習得がますます重要になっており、それはすべての人にとって重要であると述べた。 STEM トピックに関する質の高い教育へのアクセス。 全米科学技術会議の STEM 教育委員会は 2018 年に、STEM 教育に関する連邦戦略の概要を示す報告書を発表しました。 この報告書では、「STEM 教育自体の性格は、一連の重複する分野から、学習とスキル開発に対するより統合された学際的なアプローチへと進化しつつある」と述べています。 この新しいアプローチには、現実世界の応用を通じて学術概念を教えることが含まれており、学校、地域社会、職場での公式学習と非公式学習を組み合わせています。 批判的思考や問題解決などのスキルを、協力や適応力などのソフトスキルとともに身につけることを目指しています。」 このように国が STEM 学習に重点を置くことに伴い、教育現場では STEM トピックの教室にテクノロジーをより適切に組み込む方法に関する研究と革新が増加しています。
ロボット工学は、学生が STEM の概念を探求する実践的な方法を提供します。 基礎的な STEM トピックは、労働力の技術スキルの向上だけでなく、大学や大学院での高度な研究に不可欠な前提条件であるため、初等教育と中等教育において重要なトピックです1。 メタ分析2 では、一般的に、教育用ロボットは特定の STEM 概念の学習を向上させることが明らかになりました。 の年齢層を対象とした調査、ロボット工学は STEM 科目生徒 興味と肯定的な認識それが学校の成績を向上させ、科学 , 高校生の場合、ロボット工学は大学進学準備や技術的なキャリアスキルのサポートに使用されており9, 10, 11、一方、小学生に対しては、探究心や問題解決能力を養い、STEM トピックに対する肯定的な認識を育むためにロボット工学が導入されています12, 13。 教育用ロボットの導入は、4年生という早い段階から STEM 科目に対して否定的な態度を形成し始める可能性がある若い生徒にとって特に有益です14。 若い学生は統合された学習環境から恩恵を受け、早期の成功体験を通じて STEM 科目に対するより前向きな態度を育みます15。
研究では、教員養成教育中にロボット工学を導入すると、教員の自己効力感、内容知識、計算的思考スキルが向上することも示されています16。 ロボット工学の利点が生徒だけでなく教師にも見られるのは論理的ですが、正式な教師教育へのロボット工学の導入はまだ限定的です。 多くの国では、伝統的な教員教育は科学と数学の専門分野に基づいたトピックに重点を置いているため、ほとんどの教員が工学と技術の準備が不十分であり17、正式な教員研修でカバーされていない STEM トピックを教えたり、STEM 分野間のつながりを構築したりすることに自信が持てません18, 19。 Bybee20 は、教員教育における STEM トピックのこの制限により、特に K-8 教育においてエンジニアリングとテクノロジーの表現が不足していると指摘しました。 ロボット工学を教師教育に取り入れることの利点は明らかです代替はコミュニティを通じた継続的な専門能力開発と非公式学習を通じて達成できる可能性があります。 Bandura21 は社会的学習の文脈の重要な側面を表現し、その概念から Lave と Wenger22 は実践コミュニティ (CoP) の概念を概説しました。 CoP では、メンバーが特定分野におけるの関心事を中心に集まり、コミュニティ形成し、研究や洞察を共有してスキルと知識高め、実践を開発します。 正式な教師教育におけるロボット工学の代わりに、非公式な学習と CoP は教師、さらには生徒に同様の利点を提供する可能性があります。
残念なことに、COVID-19パンデミックは対面学習に世界的な混乱を引き起こし、世界中のほぼすべての学生に影響を与えました23。 VEX 教育ロボットラインで使用されるロボットカリキュラムを含む、ほとんどのロボット STEM カリキュラムの基礎部分である実践的な学習体験は中止されました。 学生が本格的で有意義な方法で STEM トピックに取り組むのに役立つ仮想学習環境を迅速に提供するには、リモート学習ソリューションが必要でした。 VEX Robotics は、物理的なロボットと同様の方法で使用できる仮想ロボットを備えたプラットフォームである VEXcode VR (以下、単に「VR」と呼びます) をすぐに作成しました。
このペーパーでは、VR プラットフォームによって収集された使用状況データをレビューして、この世界的な混乱の中でこの仮想代替品がどのように機能したかについての洞察を得る予定です。 教師が遠隔学習環境に VR をどのように導入したかについてのコンテキストを提供する 2 つのケーススタディも紹介されます。 この論文の 2 つの主要な研究課題は次のとおりです。
- 新型コロナウイルス感染症流行後の VR を使用した生徒の学習について、使用状況データと教師の事例研究からどのような洞察が得られるでしょうか?
- 教師は教室への VR の導入に関してどのような洞察を提供できますか?
新型コロナウイルス感染症による混乱は、特に教育関係者の間で感じられました。 対面学習を目的として設計された数十年の経験とレッスンは即座に覆されましたが、この混乱はまた、教育者が新しいツールや指導方法を試すことを奨励しました。 革新的なソリューションを主導した教育者の視点から下された決定と達成された成果を理解することで、今後ロボット工学や STEM 科目における生徒の学習を強化するために新しいテクノロジーをどのように組み込むかについての洞察が得られます。
方法
VEX コード VR。 2020 年 3 月に米国の学校が閉鎖されたとき、学生がリモートで作業しながらロボット工学や STEM のトピックに集中できるソリューションが必要でした。 VR は、ほとんどの学校が仮想形式に移行してからわずか数週間後の 2020 年 4 月 2 日に開発され、発売されました。 VR アクティビティは、コンテンツ標準に合わせた学際的なレッスンを備えた他のロボット カリキュラムと一致するように作成されました。 VEXcode VR コーディング プラットフォームは、図 1 に示すように、学生が物理ロボットで通常使用するコーディング環境と同じですが、仮想インターフェイスが追加されています。 学生は、物理的なロボットの代わりに、アクティビティに基づいて変化するテーマ別の「遊び場」で仮想ロボットを制御するプロジェクトを作成します。 コーディング初心者はブロックベースのプログラミングを使用し、上級者は Python ベースのテキストを使用します。
図1。 サンゴ礁クリーンアップ アクティビティ用の VEXcode VR プラットフォーム インターフェイス。
VR アクティビティは、仮想ロボットの制御の基礎となるコンピューター サイエンスのスキルと科学や数学のトピックを組み合わせた、学際的なものとなるように作成されました。 これらの VR アクティビティを通じて、生徒はプログラミングだけでなく、科学的探究、数学的思考、技術的リテラシーなど、統合 STEM フレームワークの構成要素も学びます19。 新型コロナウイルス感染症によってもたらされた特殊な状況では、生徒が混合、同期、または非同期の設定で自主的にレッスンに取り組むことができる必要がありました。 これを達成するために、生徒は学習目標と活動の目標を説明されます。 次に、直接指導を使用して、理解のための順序学習に段階的な指導と意図的な足場を提供します24、2 。 その後、生徒は最終的なコーディング課題26を解決するための的を絞った支援を受けます。 学生は、ロボット工学とコーディングが実践的で学際的な問題を解決するために使用されることを学びます。 たとえば、サンゴ礁の清掃活動では、生徒たちはロボットをサンゴ礁の周りで操作して、太陽電池で充電したバッテリーが切れる前にできるだけ多くのゴミを集めるという課題に挑戦します。 汚染は、明日の学生によって解決される世界的な問題であり、これらの本格的なシナリオベースのプロジェクトに参加することは、学生が分野を超えてコンピュータ サイエンスのスキルを応用するのに役立ちます。
図2. サンゴ礁清掃活動のミッション コンテキスト。
学生が講師から離れていることを考慮すると、注意の分散と認知負荷を軽減するために、仮想環境は可能な限りシームレスである必要がありました27, 28。 学生はコマンドをプロジェクトにドラッグ アンド ドロップし、ロボットが同じウィンドウ内で VR プレイグラウンドを移動するのを観察できます。 生徒は一度に任意の数のブロックを追加でき、追加するたびにプロジェクトを実行して、ロボットが遊び場でどのように動くかを確認できます。 これにより、生徒は即座にフィードバックを得ることができ、成功したという初期の感覚を得ることができます。
さらに、リモート学習により、VR が克服する必要のある実際的なハードルが生じました。 学校のコンピュータにはアプリケーションのダウンロードに制限があることが多く、学生が学校のコンピュータを使用して離れている場合はもちろんのこと、最も通常の状況でもプログラムの追加がハードルとなります。 しかし、学生は仕事をするために学校のコンピューターにアクセスすることさえできないかもしれません。 VR へのアクセスを最大限に高めるために、プログラムは完全に Web ベース (ダウンロードやプラグインは必要ありません) で構築され、学生が VR を使用できる可能性を高めるためにさまざまな種類のデバイスで実行できるようになりました。
結果
使用状況データ。 表示されるデータは Google Analytics によって提供されます。 VEXcode VR は完全にブラウザベースであるため、この仮想ロボット環境が世界中でどのように使用されているかについての洞察を提供するさまざまな指標が多数あります。 2020 年 4 月のサービス開始以来、VR ユーザーは毎月増加しており、そのユーザー数は 150 か国以上で 145 万人を超えています。
図3. 世界中で VR ユーザーがいる国。
新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) と VR リリースのタイムラインを考慮して、時間の経過に伴う使用状況もレビューしました。 図 4 に示すように、ユーザー数はリリース直後に急速に増加しましたが、その後、学生が学校が休みになる夏の間は減少しました。 典型的な学校復帰月（8月/9月）には大幅な増加が見られ、それが学年の残りの期間も続きました。 ユーザー数が定期的に減少することは、週末や休暇期間中の使用量が減少していることを示しています。
図4. VR の開始以降のユーザー数の推移。
プロジェクトは、生徒がレッスンや課題のために作成するプログラムです。 プロジェクトを実行するために保存する必要はありませんが、保存されたプロジェクトは、ユーザーが後で使用できるようにダウンロードされます。 保存されたプログラムは 252 万以上ありました。 ただし、プロジェクトを実行するために保存する必要はありません。 VR は完全にブラウザベースであるため、「開始」を選択すると、プロジェクトの編集とテストがすぐに行われます。 このソフトウェアでは 8,400 万以上のプロジェクトが実行されており、学生が頻繁にプロジェクトをテストしたことがわかります。 この即時のフィードバック ループにより、学生は物理的なロボットを使用する場合に比べて、はるかに速いペースで実験と反復を行う機会を得ました。 この反復プロセスは、複数回の反復によって学生の関与と興味が維持されることが示されているため、学生の学習にとって良い指標となります29。
| VEXcode VRデータ | |
|---|---|
| ユーザー | 1,457,248 |
| 保存されたプロジェクト | 2,529,049 |
| プロジェクトの実行 | 84,096,608 |
| 国 | 151 |
表1。 2020 年 4 月から 2021 年 4 月までのすべての VEXcode VR 使用状況データ。
認証データ. VR プログラム自体とそれに付随するカリキュラムに加えて、VR には VEXcode VR 教育者認定コースを使用した CS と呼ばれる無料の教師トレーニングが含まれています。 2020 年 6 月の開始以来、550 名を超える教育者が 17 時間以上のカリキュラムとサポートを含む認定資格を取得し、VEX 認定教育者になりました。 この認定コースには、コンピューター サイエンスやロボット工学の経験がない教師の準備を目的とした 10 単位の教材が含まれています。 内容は、プログラミングの基礎、VR ロボットのコーディング方法、VR アクティビティでの指導方法、教室での VR の実装方法などのトピックに及びます。 図 5 は、2020 年 6 月から 2021 年 3 月までの月次および累計の認定教育者の数を示しています。 データの傾向は、2020 年の 8 月と 9 月から 10 月にかけて、新学期前後に認定教育者の数が増加していることを示しています。
ケーススタディ1
エイミー・デフォーは、伝統的かつ革新的な教育方法と学習方法を組み合わせた米国ピッツバーグの小さな私立学校、ケンタッキー・アベニュー・スクールの校長です。 ほとんどの学校と同様に、ケンタッキーアベニュースクールも新型コロナウイルス感染症（COVID-19）によって混乱に陥り、状況がどのように変化するか分からない中で、2020年秋学年度の開始に向けた代替計画を特定する必要があった。 年の最初の 6 週間は完全にバーチャルで授業が行われ、残りの 1 年間は学生集団が対面授業と遠隔授業を交互に行うハイブリッド形式で過ごしました。 生徒が自宅で学習している場合でも、生徒が教室での授業と同じ問題解決や批判的思考の活動を継続することが重要でした。
Aimee さんが 6 年生と 7 年生の生徒に VR を使用することを選択したのには、いくつかの理由があります。 VR は完全に仮想的な学習環境であるため、生徒は学習活動に影響を与えるポリシーを変更することなく、自宅と学校を切り替えることができます。 ブロックベースのコーディング環境は、コーディングに慣れていない学生にとっても怖がることはなく、さまざまな経験レベルに合わせて設計されたアクティビティもありました。 彼女はまた、学生たちは VR ロボットを刺激的でやる気を起こさせるだろうと信じていましたが、それは真実であることがわかりました。 学生が VR から得られることを望んでいたことを振り返り、Aimee 氏は次のように述べました。
VR の使用は、物理的なロボットを使用するのと同じくらい厳密で、やりがいがあり、エキサイティングであり、生徒たちが経験を逃していると感じることなく、むしろ新しい種類のコーディング経験を得ることができることを期待していました。刺激的です。 私は、生徒たちに教室で繰り返し挑戦し、粘り強く挑戦し、最終的に成功を収めたときに感じるのと同じ種類の達成感を感じてもらいたかったのです。
エイミーは唯一のロボット工学教師として、学校の始まりから冬休みまで週に 1 回、合計 15 回の授業を 23 人の生徒に教えました。 学生は「コンピューター サイエンス レベル 1 - ブロック」コースから始めました。 エイミーは最初の単元をグループで生徒たちと取り組みましたが、残りのレッスンでは生徒たちが自分のペースで取り組めるようにし、進行役の役割を果たしました。 ほとんどの生徒は追加の海洋清掃活動を含めて 7 ～ 9 単位を終了しました。
エイミーは、生徒たちが授業での挑戦によって非常にやる気を出していることに気づきました。そのため、生徒に体系的にレッスンを進めさせるのが難しい場合もありました。 注意力や読解に苦労する一部の生徒には追加のサポートが必要で、より大きい/より小さい、およびブールの概念は困難でした。 しかし、ほとんどの学生は適切な量の挑戦、苦労、そして成功を経験しました。 生徒たちは、授業に戻って物理的なロボットを使って作業するというアイデアに興奮していました。 VR に取り組んだ後、エイミーは「間違いなく、誰もがより自信を持ったプログラマーとしてクラスを去った」と述べました。
ケーススタディ2
マーク・ジョンストンは、米国エルパソのベルエア中学校で 7 年生と 8 年生を教えています。 STEM 1 コースでは、Mark はオートメーションとロボティクス、デザインとモデリングに関するプロジェクト リード ザ ウェイ ゲートウェイ コースを約 100 人の学生に教えています。 STEM 1 コースには VEX IQ ロボットが組み込まれ、VEXcode IQ (低学年向けのプラスチック製ロボット キット) を使用して基本的な力学と基礎的なコーディングを教えました。 このコースは秋学期に教えられるため、最初の新型コロナウイルス感染症による混乱は春には彼のロボット工学に影響を与えませんでした。 しかし、2020 年 4 月にマークは VEX VR ロボットを見て、それを使い始めました。 「VR が同じセットアップ (つまり VEXcode) を使用しているのを見たとき、可能性を感じてとても興奮しました。まるで、私がすでにやっていることと完全に適合することがわかっていたパズルのピースのように。 VR が Python を含むように更新されたとき、私はさらに興奮しました。」 マークは他の教師向けにチュートリアル ビデオを作成し、ソーシャル メディア プラットフォームで多くのフォロワーを集めました。 マーク氏は、自身の非営利教育会社を通じて、2020/21 学年度に備えた教師のトレーニングに加えて、学生向けに VR を使った無料のサマーキャンプを提供しました。
不確実な指導状況により、計画を立てることが困難になります。 「遠隔教育が2020/21学年度も続くとわかったとき、最初にデザインを教え、次にロボット工学を教える… に決めましたが、あまりにも多くのことが未定で、何も計画するのが困難でした。 再び対面で会うのか、それともオンラインで続けるのかはわかりませんでした。当時は明らかな情報がほとんどありませんでした。 結局、ロボット工学とデザインを組み合わせて、1 ～ 2 日前に計画を立てることにしました。」 マークは、学年度の初めに (2021 年までは 100% リモートのままになります)、サイトからさまざまなアクティビティを選択して VR の使用を開始しました。これは、さまざまな経験レベルと編集可能な指示があったため、うまくいきました。 「コンピューター サイエンス レベル 1 - ブロック」コースがリリースされたとき、彼は学生にコース全体を説明しましたが、次回はレッスンを短い講義に要約する予定であると述べました。 VR の使用は、対面でのロボット工学のレッスンとは本質的に異なりますが、それでも、Mark がこれらのレッスンに対して抱いていた一連の重要な目標がありました。
- 生徒に VEXcode に慣れてもらう
- プログラミングに対する自信（自己効力感）を高める
- 脅迫的でない方法でプログラミングのアイデアや語彙を紹介します
- 彼らを「だまして」、気づかぬうちに数学を使わせる ;)
- 制約を与えられた上で、明確に定義された問題を解決するよう生徒に指示します。
- 不明確な問題を導入する
- 「失敗してやり直し」の姿勢を奨励する
- 問題解決を楽しく続ける
仮想体験は異なりますが、マークは VR を使用することに明確な利点があることに気づきました。 学生たちは、RobotC (他のロボットで使用される別のコーディング言語) と比較して VR を使用して実験することをあまり恐れていませんでした。 マークはまた、STEM 活動がどれほど優れているかを判断するために、生徒が「勝利」を得るまでにかかる時間の測定値を使用し、次のように述べています。従事しています。」
VR には即時性があり、探索と積極的な関与を促進しました。 マークは、学生に VR を導入する例を挙げて、この種の「勝利」について次のように説明します。
私: 「皆さん、新しいタブを開いて、vr.vex.com にアクセスしてください。 みんなサイト見てる？ 良い。 さあ、ロボットを前進させてください。」
生徒「どうやって？」
私:「…がわかるか見てください。」
生徒:「わかりました!」
そして、彼らは夢中になります！ その頃には、彼らの多くは、あらゆる種類のさまざまなことを行う方法を私に尋ねてきます。 彼らは文字通り私に教えてほしいと頼んでいるのです！
結果と考察
学習ツールとしての VR。 使用状況データとケーススタディはどちらも、新型コロナウイルス感染症のパンデミック中に VR が学習ツールとしてどのように機能したのかという最初の研究課題に対する洞察を提供します。 最も簡単にわかるのは、使用量の多さです。 VR プラットフォームは世界中で 100 万人以上の学生に使用されており、仮想ロボット環境が危機状況下での対面学習の代替としてうまく機能したことを示しています。 個々のユーザーの数を考慮すると、実行されたプロジェクトの数 (8,400 万以上) も驚くべき結果でした。 平均して、ユーザーは 57 回のプロジェクト実行を完了しており、高度なテストと反復が行われていることがわかりました。 生徒に「もう一度試してみる」という態度を養うことの重要性を考えると、これは非常に有望な結果です。 VR アクティビティを解決するには複数の方法が考えられますが、これは生徒にとって重要な教訓です。 問題には複数の解決策があることを生徒が理解すると、生徒が教師にフィードバックを要求する可能性が高くなり、学習内容の理解も深まる可能性があります30。
ケーススタディからは、VR がリスクの低い学習環境として機能することも確認されています。 エイミー氏は、生徒たちがより自信を持ってプログラマーになり、物理的なロボットを扱うことを楽しみにしていると述べました。 Mark は、VEXcode VR でコーディングすることで学生が実験をあまり恐れなくなり、この環境では「勝利」の感覚が即時に得られることに気づきました。 これらの教師の観察を生の使用状況データと組み合わせて考慮すると、仮想ロボット環境により、生徒が学習プロセス中により自由に実験したり反復したりすることができ、ロボット工学全般に対する肯定的な認識が高まることが裏付けられているようです。
先生からのレッスン。 教室への VR の導入に関して教師がどのような洞察を提供できるかという 2 番目の研究課題を検討すると、ケーススタディからいくつかの共通点を特定できます。 どちらのケーススタディでも、新型コロナウイルス感染症流行下で教師がどのように意思決定を行い、ソリューションを実装したかに関する情報だけでなく、仮想環境やハイブリッド環境で生徒に効果的な学習ソリューションを提供するために何が必要かについても明らかになりました。 これらのテーマには、柔軟なソリューション、継続性、カリキュラムとサポートが含まれます。 サポートする教師は生徒をサポートするため、これらの発見はすべてのテクノロジー ソリューションの要件として考慮される必要があります。
教育条件に関する不確実性を考慮すると、マークとエイミーは両方とも柔軟な解決策が必要であると指摘しました。 遠隔学習は対面学習、またはその中間の形式に変更される可能性があります。 VR はどのような環境でも引き続き使用できますが、そのアプローチには柔軟性も備わっています。 生徒は、マークがアクティビティやコースで使用したように構造化された教師主導の授業に参加することも、エイミーが説明したように自分のペースで生徒主導の学習に参加することもできます。 教師はまた、すべての生徒のニーズを満たすために、アクティビティと提供されるプログラミング言語の種類の両方に関して、経験レベルに柔軟性を持たせる必要がありました。
どちらのケーススタディでも、学習の継続性が重要であることが示されました。 Aimee 氏は、学生たちは VR で作業した後、対面での学習が再開されるときに待っている VEX V5 ロボットを使って作業できることに興奮していると述べました。 VR は物理的なロボットを扱うための足がかりとして機能し、学生の興奮と前向きな認識を高めました。 Mark 氏はまた、VR から IQ までの VEXcode の継続性が彼にとって非常に重要であると述べました。「VEX では、小学 3 年生から大学まですべて VEXcode を使用して、非常に簡単に成長を追跡できることがどれほど素晴らしいかわかりません。 VR を使えば、自宅から学習を始めることができます。」
この進化する学習状況における教育の成功には、カリキュラムとサポートが明らかに重要でした。 VR ユニットは、生徒が学習するすべてのコンテンツと、レッスンを教えるために必要な教材を提供しました。 すべての教師がコンピューター サイエンスとコーディングの背景を持っているわけではありません。 エイミーさんは、ブロックベースのプログラムは生徒だけでなく彼女にとっても怖くなかったと述べました。 マークはまた、コンピューター サイエンスをそれほど教えることに慣れておらず、教える前に自分でレッスンを学ばなければならなかったとも述べました。 しかし、マークは、「もし明日、物事が「通常」に戻ったら、今ならもっと自信を持ってクラスのプログラミング部分を教えることができるでしょう。」と認めました。 教室での VR の導入には、VR のカリキュラムとプログラミングに対する教師のサポートが不可欠です。
デジタル学習は生徒だけのものではありません。教師たちもテクノロジーやソーシャルメディアを通じて教育実践やリソースについて知りたいと考えています。 約 50 か国の教師が VR 認定資格を取得しました。 VR を中心とした実践の世界的なコミュニティが形成されています。 Mark は VR に関するビデオをソーシャル メディアに投稿し始め、すぐに 1,000 人以上のフォロワーを獲得しました。 VR の仕事を通じて、スロベニアや台湾の教師と友達になりました。 教師が経験や実践を共有することで、最終的に生徒はこれらの非公式の教師サポート グループから恩恵を受けることができます。 実践コミュニティは、現在利用可能な教育用ロボット工学と、この技術を正式な教師教育に組み込むこととの間の架け橋となる可能性があります。 認定コースを修了した 550 人を超える教師など、専門能力開発を通じて、または非公式の学習コミュニティを通じて、より多くの教師が教育ロボットに精通するにつれて、より多くの生徒が統合的な STEM 学習に参加することになります。
結論
VEXcode VR は、不確実性が高く、早急な解決策が非常に必要とされている時代に作成されました。 革新的なソリューションは緊急の状況から生まれます。 VR は、150 か国以上で 145 万人以上のユーザーに影響を与え、252 万以上のプロジェクトを保存し、8,400 万以上のプロジェクトを実行しました。 パンデミックは世界中の学生や教師に影響を与えていますが、VR のおかげで学生や教師は物理的な障壁に関係なくロボット工学やコンピューター サイエンスの概念に取り組むことができました。 教師の事例研究から、柔軟性、継続性、カリキュラム、サポートというテーマが、このような不確実で困難な状況においてテクノロジーを使って教えるために重要であることが特定されました。
この前例のない時代から前進するために、VR の作成と実装から得られた教訓は、将来の VR の使用の道筋を示しています。 使用状況データと教師のケーススタディを組み合わせたところ、仮想環境でのコーディング中に生徒が反復作業にそれほど抵抗を感じていないことがわかりました。 これは、VR が物理的なロボットと組み合わせて使用できる貴重な足場ツールである可能性があることを示唆しています。 これは柔軟性の必要性によっても裏付けられています。 VR を学習ツールとして物理ロボットと組み合わせて使用すると、最適で柔軟なロボット学習環境が提供され、自宅で簡単にできるオプションが対面での物理ロボット工学カリキュラムを補うことができます。 私たちは、パンデミック後の世界で教師が仮想ロボット工学と物理ロボット工学をどのように組み合わせることができるかを調査する今後の研究を楽しみにしています。
謝辞
教育経験と貴重な洞察を共有してくださった Aimee DeFoe 氏と Mark Johnston 氏に感謝いたします。