VEX GOの構築の進捗状況

導入

この記事の目的は、VEX GO で構築を開始するためのロードマップを示すことです。この記事は、キットに慣れていない初心者を対象としており、VEX GO システムを操作する上で重要な情報を提供します。自由に構築するのに正しい方法も間違った方法もないことを覚えておいてください。キットにはほぼ無限に近いパーツの組み合わせがあるのに、解決策が 1 つしかないのはなぜでしょうか? この記事では、この恐ろしいテーマについて少しでも触れて、怖さを和らげることができれば幸いです。

建築のロードマップには、建築の最終目的地に自由に向かうための基本的に 3 つの関心点があります。

• 組み立て説明書
• 修正
• 無料の建物

建築の旅を続ける前に、各停留所を徹底的に探索することをお勧めします。私たちの旅程の最初の目的地は組み立て説明書です。

組み立て手順

まず、builds.vex.com にある VEXビルド手順 を参照することをお勧めします。ビルド手順は、特定のビルドを構築する手順をユーザーに説明する、あらかじめ定められた段階的な手順です。一部のビルドは 構築のみであり、つまり 電源なしスーパーカーのようにまったく電源が供給されません。その他には、 グラフのように、モーターとスイッチ (前進、後進、オフ を使用して駆動される もあります。一方、コード ベース などVEX GO Brain を使用して が供給され、コード化される もあります。これらの事前に決定されたビルドは、さまざまな VEX GO STEM ラボで使用されます。これらのラボでは、教師が各ビルドで行うための高度な足場を備えたアクティビティを提供し、ビルドの使用方法や生徒とのビルド手順の開始点を提供します。組み立て説明書と STEM ラボのアクティビティから始めることで、教師は生徒の基礎を築くことができ、生徒が後でより複雑な課題に取り組む準備が整います。

ここの写真 (左から右の順): 動力のないスーパーカー (建設のみ)。スパイログラフ (動力付き);コードベース (パワードおよびコード化)

組み立て手順は生徒の学習をサポートします

一連の個別のビルド手順に従って開始することは、キットとそれに含まれるパーツに慣れるだけでなく、特定のパーツがどのように機能するか、および特定のビルドでそれらが使用される理由の例を確認するための優れた方法です。これらの入門ビルドに従うことで、認知負荷が軽減され、構築の旅をさらに進めることができます。認知負荷理論は、生徒が新しい情報を処理する能力が、タスクを完了するために使用する必要がある情報の負荷によってどのような影響を受けるかを説明しようとします。¹ たとえば、タスクを完了するためにオブジェクトを設計して構築するなどの問題解決プロセス中、生徒は、目標、計画、制約など、作業記憶にすぐに利用できる非常に多くの情報を用意しておく必要があります。 2 つの部品を接続できるようになる実際のプロセスまで。このような大きなタスクを学生が管理できるようにするには、タスクを小さなコンポーネントに分割すると、負荷がより管理しやすくなります。組み立て説明書に基づいて組み立てることにより、生徒はより大きなオブジェクトを作成するためにピースがどのように接続されるかに集中することができます。生徒がこれを実践すればするほど、建築タスクに含まれるアクションに同じ量の思考が必要なくなります。したがって、設計やビルドの反復などの概念のための認知能力が解放されます。

また、空間推論など、個別の構築指示に従うときに利用および開発されるスキルは他にもたくさんあります。空間スキルは学習の基礎的な要素であり、空間情報に気づき、それを扱うために使用される多くの認知プロセスの総称です。² 物体とその特性、空間内の動きをどのように理解するか、物体や問題のメンタル モデルを作成する能力、または頭の中でその物体を変換する能力は、すべて空間推論の一部です。これが実際にどのように見えるかを考え、組み立て説明書に示されているのと同じ方法でビルドまたはピースの向きを調整することで、空間的推論を養うことができます。これは、後でより高度な建築を行う際に必要となる重要なスキルです。

この構築戦略は、学生が構築する際のさまざまな種類の接続を理解し、すべての構築がこれらの接続の特別なシーケンスにすぎないことを理解するのに役立ちます。時間が経つにつれて、形、構造、動き、知性、装飾など、組み立てに使用されるすべての部品には特定の機能が必要であるという理解を育むことができます。

これらのスキルは構築時に役立つだけでなく、これらのスキルを構築および強化することで、生徒の数学的思考もサポートできます。³ 数学的思考の多くは、問題のメンタル モデルを作成する生徒の能力に基づいています。組み立てを練習することで、生徒は空間推論力を鍛えるだけでなく、後の数学の学習に役立つメンタルモデリング能力を養います。⁴ VEX GO を使用して数学的思考をサポートする方法の詳細については、 この記事を参照してください。

変更

このように考えてください。 「変更」は、構造化された建物 (構築説明書を使用) と自由な建物の間の架け橋となります。構造化された建物では、基本的に、 なぜ建てるのか、 どうやって建てるのか、 何を建てるのかに対するすべての答えがあります。自由な建築では、すべての答えを自分で見つけなければなりません。変更は、これらの質問に一度にすべて答えることなく、簡単に答えられる優れた方法です。

たとえば、 ランプ レーサー アクティビティでは、生徒は「 傾斜面 のビルドに若干の変更を加えます。これにより、学生は、自由な構築にある構造の欠如を招くことなく、構築をどのように編集するかを選択することができます。これにより、生徒は、GO Kit の各要素、その機能、特定のメカニズムの構築方法について詳しく学ぶまで、一度に変更する変数の数を減らすことができます。

これを利用した他の例としては、 スーパーカー、 ロボットアーム、 コードベース、および適応クロー STEM ラボのラボ 2 のクローに対する 変更が挙げられます。

スーパーカー (下の写真) のような特定のビルド シリーズでは、改造を加えたビルドを探索する別の方法が提供されます。ロボットのニーズが変化するにつれて構築が進みます。スーパーカーのような一連のビルドは、修正とニーズの間の関係を調査する機会を提供します。「ニーズ」が STEM ラボの活動によって定義されるか、学生自身によって定義されるかにかかわらず、ビルドの変更をビルドの機能に結び付けることができることが重要です。

修正から自由な構築へのスキャフォールディングを支援する 1 つの戦略は、すでに完成した現在のビルドを改善するために実行できる修正を考えることです。これは、自由なビルドへの次のステップであり、ビルドのリビジョンを考え、計画し、作成することができます。

無料の建物

始まり

デザインをゼロから構築するのは、最初は大変なことのように思えるかもしれません。ただし、「 STEM ラボの構築入門ユニット や「 VEX GO を使用した構築の重要なアイデア 記事で紹介されているような構築テクニックを活用すれば、あらゆるタイプの構築に適用でき、このタスクをより管理しやすくなります。

このように考えてみてください。 VEX GO キットで提供されるパーツと接続パターンの組み合わせはほぼ無限です。このステートメントが真実であれば、数学的には何でも可能です。すべての問題を解決するには、その正確な公式を見つけるだけです。そこで生じる疑問は、「どこから始めればよいのか?」ということです。

開始線

この質問は難しい質問です。自由に構築し始めるときは、 なぜ、 と 何の目的で 自由に構築するのかを明確にすることは間違いなく価値があります。多くの場合、構築を開始する前に考え方と設計上の制約を文書化すると役立ちます。

• 設計で達成したい目標を示すグラフを作成できます。
  • 達成したい目標の例としては、次のようなものがあります。
    • デザインを早く進めたい
    • デザイン性を高めていきたい
    • デザインの重さを極力軽くしたい
    • デザインを非常に小さくしたい
    • 走って曲がるデザインが欲しい
    • オブジェクトを拾って移動できるデザインにしたい
• 設計上の制約を含むグラフを作成することもできます。たとえば、GO Kit にはピース数が決まっています。デザインを念頭に置いているものの、それを構築するための特定の要素が十分にない場合があります。 
  • 考慮する必要がある制約の例としては、次のようなものがあります。
    • GOパーツのみ使用可能
    • 構造コンポーネントのみを使用できます (モーターやその他の電力は使用できません)
    • 50個未満のみ使用可能
    • キットに含まれる 4 つのホイールのみを使用できます
    • 特定の期間内に構築する必要がある

これらの質問を整理することは、覚えておくためだけでなく、軌道に乗るためにも重要です。接続の組み合わせは無限にあるため、一度始めると、なぜ始めたのかを正確に思い出すのが難しい場合があります。目標とすべての制限要因をリストアップすると、当初望んでいたものを確実に作成するのに役立ちます。

設計、作成、反復

目標と制約を把握することで、ソリューションを設計するための準備が整います。構築する前に、計画を立てることが重要です。ビルド手順では、非常に具体的かつ詳細なビルド計画が提供されます。自由に建築する場合、生徒の計画はより緩やかなものになる可能性がありますが、何を建築しようとしているのかについて、ある種のスケッチを含める必要があります。これは、アイデアのメンタル モデルを作成し、それを紙に転写し、その図面をキットの実際の部品と照合する練習をすることを意味します。

ビルドで達成したいことと、その目標との間の要素を明確にしたら、バランスをとる作業です。達成しようとしているものを正確に生み出すには、制約と目標の間の完璧なバランスを見つける必要があります。

新しいことに挑戦することを恐れないでください！これらの考えられるソリューションやビルドを試すときは、特定の 1 つのパスに従わないことが重要です。キット内のパーツの組み合わせはほぼ無限であるため、問題に対するアプローチは間違いなく複数あります。ビルドをテストして繰り返し、目標を達成し、制約を満たしていることを確認します。無料の組み立てプロセス全体は、あなたを運転席に座らせるので、とても楽しいものです。

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¹ スウェラー、J.、ファン メリアンボーア、JJG & Paas, F. コグニティブ アーキテクチャとインストラクショナル デザイン: 20 年後。 Educ Psychol Rev 31、261–292 (2019)。 https://doi.org/10.1007/s10648-019-09465-5

² 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 1: 学校の準備状況、2022 年、https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-1-school-readiness。

³ 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。

⁴ 同上。