VEX GO を使用して教育リテラシーと数学的思考をサポート – VEX ライブラリ

多くの場合、小学校では読み書きと数学の教育に重点が置かれます。若い生徒の読み書き能力を高めるには、綴り、サイトワード、流暢さが重要ですが、読み書きにはこれらの要素だけではありません。読み書き能力には、スピーキングやリスニングなどの言語スキルや、書くための視覚スキルや筆記スキルも含まれます。¹ 同様に、数学の事実、計算、演算も確かに数学学習の基礎ですが、それらはパズルの 1 ピースにすぎません。数学的思考には、空間的推論と抽象化だけでなく、視覚運動能力や数と量を結びつける能力なども含まれます。²

しかし、読み書き能力や数学の達成度（またはその欠如）に懸念がある場合、最初に本能的にカリキュラムを制限することがよくあります。たとえば、「取り残されない児童（NCLB）は、指導時間の配分を数学と読解にシフトしました。新しい責任システムによって対象者が対象となります。」³このような変更は多くの場合善意によるものですが、必ずしも生徒の学習と発達の全体像、または時間の経過とともに読み書き能力と数学的思考がどのように発達するかを考慮しているわけではありません。

教育における主要な研究結果を示すインフォグラフィック。指導と学習に関連する傾向と洞察を強調するグラフと統計を特集しています。

実行機能と基礎スキル

根底にある読み書き能力や数学的思考、そして一般的に「学校行動」と考えられているものの多くは、実行機能、作業記憶、運動能力、空間スキルなどです。⁴ 学校の成功を予測するものとして考えられがちですが、カリキュラムの形成に関して言えば、これらの学習の基本的な要素は、授業中に時間やスペースが与えられることはほとんどなく、ましてや読み書きや数学の指導に組み込まれることはありません。しかし、空間スキルは数学の成績を予測する因子であり、運動スキルは作文の前提条件であり、実行機能により、生徒は文章を読むことに注意を払い、なじみのない単語を解読し、文の意味を理解することができます。⁵

実行機能という用語には、自制心 (衝動を止めて別のことをするなど)、認知的柔軟性 (ある活動から別の活動に移行または切り替えるなど)、作業記憶 (活動を維持するために必要なプロセスなど) など、多くのスキルとプロセスが含まれます。作業中に情報を追跡します)。⁶ 実行機能に関連するのは、運動スキルと空間スキル、そして動きや物体とその動きの認識に関わる基礎的な認知プロセスです。⁷ これらはすべて、教室環境での生徒の学習、特に読み書きと数学の発達に関係しています。⁸

状況に応じた実行機能

たとえば、机に座っている生徒が文章を読んで答えを書くというタスクを考えてみましょう。

運動能力は、生徒が机に向かって直立して座るための体幹の安定性と、書くために鉛筆を持ち、握り、制御するための細かい運動能力を身につけるために必要です。
書かれた答えを紙の線上に配置し、所定のスペース内に読みやすい文字で書くには、空間スキルが必要です。視覚空間スキルは、学生が紙に書いたことを書き消したり、ある行から次の行に移動したりするのではなく、紙に書き続けるために必要です。
文章を読んで理解し、応答を正確に組み立てるためには、作業記憶が必要です。
生徒が目の前の課題に集中し、立ち上がってもっと楽しいことをしに行ったり、放課後に何をするか空想したりしないようにするためには、自制心が必要です。
認知の柔軟性は、フォニックスと言語知識を正しく適用して (「バス」の複数形は「バス」ですが、「日」の複数形は「デイズ」であるなど)、文章を正確に読み、適切で読みやすい応答を書くために必要です。⁹

同様のパターンは数学にも現れ、生徒は数字を解釈し、頭の中に入れ、計算を実行し、正確な答えを書く必要があります。そして、文章問題が絡むと、正しい答えを計算して書くために、問題を読み、解釈し、言語と数の感覚を適用するという認知的負荷がかかるため、これらの基礎スキルの重要性がさらに高まります。良いニュースは、空間スキルなどは練習とフィードバックによって向上させることができ、¹⁰ であり、その練習は構築、コーディング、VEX GO による実践的な STEM 学習への参加など、無数の方法で行うことができるということです。。

教育における主要な研究概念を示す図。教育方法論の理解を深めるために、ラベル付きの要素とフローチャートを備えています。

基礎スキル、実行機能、VEX GO

VEX GO を使用した構築には、読み書き能力や数学の発達だけでなく、学校への準備のための基礎的なスキルの多くが含まれます。たとえば、ビルド命令からコードベースロボットを構築するタスクを考えてみましょう。この目標を達成するには、次のような多くのことが統合されています。

ピースを拾い上げて効果的に接続するには、細かい運動能力が必要です。ピンツールを使用する場合は、運動スキルを使用してツールを操作し、ピンを正常に削除するなどの作業を実行します。
手持ちの実際の部品を組み立て説明書にある部品の図と一致させるには、空間スキルが必要です。知覚スキルを使用して、図の角度と方向に合わせてピースを移動したり回転させたりします。
ロボットの各部分を組み立てるために、いつ、どこでどのように接続するかを知るには、視覚空間スキルが必要です。空間作業記憶はピースを正しい位置に接続するのに関係しており、これには変換スキルも必要となる可能性があります。
与えられた複数のステップの指示に従うには、言語とリスニングのスキルが必要です。タスクを続行し、構築の指示に従い、パートナーと協力するための自制心も必要です。空間言語は、構築中にピースがどのように結合するかを説明するために使用されます。
計算スキルは、各ステップで正しい数のピースを選択するために使用され、空間言語を使用してそれらがどのように組み合わされるかを説明します。
意図したとおりに組み立てられない場合にビルドを修正する方法を決定したり、ビルドプロセスの次の部分に進んだりするには、認知の柔軟性と視空間スキルが必要です。

教育における主要な研究概念を示す図。トピックの理解を深めるために、ラベル付きのセクションと視覚的な要素を備えています。

フィールド上のある場所から別の場所に移動するロボットのコーディングを追加すると、これらのスキルは次のような追加の方法で強化されます。

フィールドとコードベースを正しい位置と方向に設定するには、空間スキルが必要です。空間言語は、タスク、またはロボットが正しい位置に移動するために必要な移動の方向を説明するために使用されます。
ロボットの経路を計画するには、視覚空間スキルが必要です。これは、計画を印刷可能なものに文書化するために必要な運動能力と空間スキルと組み合わされます。
ロボットの電源を入れ、VEXcode GO でデバイスを使用してブロックを接続してプロジェクトにドラッグするには、運動スキルが必要です。
計画に合わせてロボットをコーディングするには、VEXcode GO でプロジェクトを構築するための作業記憶と運動スキルが必要です。生徒は、各ブロックが何を行うのか、また、目の前のタスクを達成するためのシーケンスを作成するためにそれらを接続する方法を覚えておく必要があります。
数値的スキルを使用して、ブロックに正しいパラメーターを入力して目的の動作を実現します (つまり、[Drive for] ブロックのパラメーターを 300mm に変更して、ロボットを所定の距離だけ駆動させます)。
与えられた複数のステップの指示に従うには、言語とリスニングのスキルが必要です。また、与えられたタスクに集中してパートナーと問題を解決するための自制心も必要です。
ロボットが意図したとおりに動かない場合にプロジェクトをデバッグする方法を決定したり、コーディングの課題の次の部分に進んだりするには、認知の柔軟性と視空間スキルが必要です。

タスクを達成するためにロボットを構築およびコーディングする活動には多くの基礎的なスキルが組み込まれるだけでなく、VEX GO を使用して特定の学力スキルを強化したり、実践的な経験の動機と関与を活用して他の分野の学習をサポートしたりすることもできます。地域。上記のすべての実践は引き続き対応されており、VEX GO マテリアルを使用して次のようなことを行う場合、読み書き能力や数学スキルによってさらに強化されます。

ビルドを作成して、具体的な方法で同等の部分を調査します
機能する時計を組み立てて、時間を伝えるスキルを練習します
測定や変換を練習するための傾斜面を作成します。
「BattleBoats」ゲームを構築してプレイして、座標のプロットを練習します
ロボットを特定の距離だけ駆動するために必要な車輪の回転数をコード化します。
VEX GO ピースを使用してストーリーを再現し、キャラクターや設定を構築して読解力を示します
作成したカエルのライフサイクルの各段階についてログエントリを書きます。
モーターを備えた生き物が住むための生息地を作成して説明する
パートナーが同じものを作成できるように、自分が構築したものの構築手順を作成します。

教育における主要な研究概念を示す図。トピックの理解を深めるラベル付きのセクションと視覚的な要素が特徴です。

これらの各例は、生徒に STEM を学習させるだけでなく、他のスキルを学習および開発するために STEM を使用する方法を示しています。総合的な学習に取り組む追加の実践的な機会が与えられると、生徒は「より多くの神経接続を確立し、学習と教えられる概念により多くの意味を与える」ことができます。¹¹ アクティビティ内のタッチポイントが多ければ多いほど、学習はより深くなります。そして、生徒たちが自分の仕事について自由な会話に参加し、自分のやっていることに対して感情的なつながりを築くことができれば、学習はさらに深まります。

VEX GO はカリキュラムの目標と一致しています

別の言い方をすると、教室でよく使用されるいくつかの主要な評価基準と、それに合わせて VEX GO で実行できるアクティビティを示します。

言語と読み書き能力:¹²

より正確な語彙を使用して効果的に話す - 生徒がグループ内でビルドやコーディングプロジェクトについて話し合ったり、STEM ラボユニットの「遊びの合間」や「共有」セクションで学習内容を共有したりするときは (「 Mars Rover – Surface Operations STEM Lab Unit」でロボットがサンプルを収集するためにどのように移動する必要があるかについて話すなど)、空間的、説明的、正確な言語を使用して自分の考えを説明し、予測を立て、質問に答えています。
フィクションおよびノンフィクションのテキストを理解し、解釈したり、反応したりする - STEM 構築入門ラボユニット、ストーリーを通じて学生を VEX GO キットの特徴と機能について学習させ、キットのピースを使用して最初の構築を行う手順を説明します。クリーチャーフィーチャーアクティビティシリーズでは、生徒は創造的な文章を使って、自分の作品が架空の島の特徴とどのように関連しているかを説明します。
さまざまな目的でさまざまな形式で書き込みます - パス計画とプロジェクトドキュメントをサポートするために VEX GO 印刷物を使用し、 Parade Float STEM Lab Unit で使用されるものと同様の VEXcode GO プロジェクトでコメントを使用します生徒がコーディングプロジェクトを詳細に表現するために、書き込みと描画を練習します。さらに、 Fun Frogs STEM Lab Unit のフィールドジャーナルエントリの作成などのアクティビティにより、生徒はより創造的に文章を書いて建築プロジェクトについて説明できるようになります。
研究目的で情報を収集して使用します - 生徒は、 Simple Machines STEM Lab Unit や Look Alike STEM Lab Unitなどのアクティビティや実験を通じてデータを収集し、その情報を使用して、ラボのMid-Play BreakやShareのセクションでディスカッションを行い、学習に関する質問に答えます。

数学的思考:¹³

概念と戦略を適用して数学の問題を解決します - の分数 STEM ラボユニットでは、生徒にビルドを構築させ、VEX GO キットのピースを使用して、分数を大きさで比較することで同等の分数を調べさせます。
数学的思考を伝え、表現する - 生徒は組み立て説明書に基づいて組み立てる際、空間言語を使用して、ピース、方向、数量、形状、サイズなどについてパートナーとコミュニケーションします。 Ocean Emergency STEM Lab Unitのようなアクティビティでは、生徒は口頭と文章による説明、空間言語、数値言語を使用して経路を計画および構築し、経路に沿って走行するロボットを効果的にコーディングする方法を話し合います。
教具、描画、空間言語を使用して空間の問題を探索および解決します - 旗をひっくり返す、回転させる、および対称性などの発見アクティビティにより、生徒は対称性、反射、回転を練習できます。生徒は、 Battle Boats STEM Lab Unit のようなゲームを通じて、座標を使用してグリッド上の点を見つける方法を学習できます
ツールと技術を使用して推定と測定を行う - 学生が VEX GO ロボットを特定の場所まで駆動するプロジェクトを計画するたびに、目的地に到達するまでの移動に必要な距離を計算し、その推定または測定値を学習レポートに入力する必要があります。効果的にコーディングします。コードベース STEM ラボユニットでは、生徒が、走行距離と旋回距離をミリメートル、インチ、または度でコーディングして、スラロームコースをナビゲートするためのコードベースをコーディングします。

効果的な学習と評価のためのさまざまなアプローチとテクニックを紹介する、教育における研究方法論を示す図。

教育ツールとしての VEX GO の多用途性により、教師は読み書きや数学を含む教室の多くの分野に STEM を組み込むことができます。ラーニングセンターであっても、クラス全体のレッスンの一部であっても、VEX GO は教師と生徒に、学習と発達をサポートする豊富な基礎スキルの練習とフィードバックを得る機会を提供します。実行機能、空間能力、運動能力と学習との関連について詳しく知るには、PD+ ビデオライブラリで「Hands On, Minds On」の著者 Claire Cameron 氏へのインタビューをご覧ください

¹ ディクテルミラー、マーゴ L.、他アル。幼稚園から 3 年生までのワークサンプリングシステム: オムニバスガイドライン。第 4 版、ピアソン、2001 年。

² キャメロン、クレア E. 実践、マインド: 実行機能、運動能力、および空間スキルが学校への準備をどのように促進するか。ティーチャーズカレッジプレス、2018 年。

³ ディー、トーマス S.、他「『誰も置き去りにしない』が生徒、教師、学校に与えた影響（コメントとディスカッション付き）」経済活動に関するブルッキングスの論文 (2010): 149-207。

⁴ ² Cameron, Claire E. 実践、留意: 実行機能、運動能力、および空間スキルが学校への準備をどのように促進するか。ティーチャーズカレッジプレス、2018 年。

⁵ キャメロン、クレア E. ジェイソン・マッケンナによるインタビュー。クレア・キャメロンへのインタビューパート 2: 執行役員機能、2022 年、https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function。

⁶ 同上。

⁷同上。

⁸Cameron, Claire E. 実践と思考: 実行機能、運動能力、空間スキルが学校への準備をどのように促進するか。ティーチャーズカレッジプレス、2018 年。

⁹ キャメロン、クレア E. ジェイソン・マッケンナによるインタビュー。クレア・キャメロンへのインタビューパート 4: 空間スキル、2022 年、https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills。

¹⁰ キャメロン、クレア E. ジェイソン・マッケンナによるインタビュー。 クレア・キャメロンへのインタビューパート 8: 重要なポイント、2022 年 、https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways。

¹¹ ディクテルミラー、マーゴ L.、他アル。幼稚園から 3 年生までのワークサンプリングシステム: オムニバスガイドライン。第 4 版、ピアソン、2001 年。

¹² 同上。