학생들이 VEX AIM 과정의 활동에 참여할 때, VEX One Stick Controller로 로봇을 구동하고 VEXcode AIM으로 로봇을 코딩하는 순환적 과정을 사용합니다. 이 기사에서는 이러한 순환을 설명하고, 왜 그것이 중요한지, 그리고 교실에서 이를 촉진하는 방법을 설명합니다.
운전과 코딩의 주기는 무엇인가?
운전 및 코딩 주기는 학생들이 먼저 로봇을 수동으로 운전하여 작업을 완료하고, 원하는 동작에 대한 물리적 모델을 만든 다음, 이 모델을 사용하여 코딩을 알리는 반복적 학습 과정입니다. 컨트롤러를 사용하여 로봇을 구동함으로써 학생들은 로봇의 움직임과 물체 및 환경과의 상호 작용을 직접 경험하게 됩니다. 이러한 실습 경험을 통해 학생들은 로봇이 자율적으로 작동하도록 코딩할 수 있으며, 코딩을 통해 얻은 통찰력을 바탕으로 미래의 운전 전략을 다듬을 수 있습니다.
사이클이 중요한 이유는?
연구에 따르면 구체적 경험과 추상적 표현을 결합하는 것이 각 방법을 단독으로 사용하는 것에 비해 학습을 상당히 향상시키는 것으로 나타났습니다.1. 이 사이클은 학생들에게 구체적에서 추상적 개념으로, 그리고 다시 추상적 개념으로 이동하는 과정을 제공하여 로봇으로 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
운전을 통한 물리적 모델 생성
코딩 전에 로봇을 운전하여 작업을 완료하면 학생들은 다음을 직접적이고 구체적으로 시각화할 수 있습니다.
- 로봇이 공간에서 어떻게 움직이는지, 속도, 방향, 회전 반경을 포함합니다.
- 로봇이 센서 입력에 어떻게 반응하는지, 예를 들어 AI 비전 센서가 특정 물체를 얼마나 멀리서 인식할 수 있는지 등입니다.
- 로봇이 필드에서 피해야 하거나 집어 올려 옮겨야 하는 장애물과 같은 물체와 상호 작용하는 방식입니다.
- 동일한 최종 결과에 도달하기 위해 어떻게 다양한 경로를 사용할 수 있는가.
다양한 로봇 행동에 대한 이러한 구체적인 표현은 성공적인 코딩 프로젝트를 만드는 데 필요한 보다 추상적인 코딩 개념으로 변환될 수 있습니다. 운전 중 발견한 사항을 기록해 두면 학생들이 코딩 단계로 넘어갈 때 참고할 수 있는 추가 지원 자료가 제공됩니다.
코딩을 통한 계산 모델 생성
T학생들이 운전을 통해 만든 물리적 정신 모델은 코딩 프로젝트에 적용할 수 있습니다. 학생들은 운전하는 동안 개발한 이해를 바탕으로 코딩 프로젝트를 계획하고 구축할 수 있으며, 실제 운전 경험을 바탕으로 프로젝트를 구축함에 따라 프로젝트가 더욱 구체화됩니다. 학생들이 코딩 프로젝트를 테스트한 후, 운전의 구체적인 세계로 돌아와 프로젝트를 반복하고 개선할 수 있습니다.
코딩 단계에서 프로젝트와 프로젝트에 적용된 모든 변경 사항을 문서화하면 학생들은 코딩 프로젝트를 반복할 때 도움이 되는 메타인지 도구를 사용할 수 있습니다.
운전과 코딩의 사이클을 용이하게 하다
VEX AIM 과정의 각 수업과 단원 과제에 대한 안내 연습 섹션에서는 학생과 교사 모두가 수업의 이 부분에 참여하기 위한 단계별 지침을 제공합니다. 사이클의 주행 부분과 코딩 사이클을 위한 인쇄 가능한 작업 카드에 대한 링크가 제공됩니다. 작업 카드 사용에 대해 자세히 알아보려면 학생과 함께 작업 카드 사용 문서를 참조하세요.
운전 단계를 용이하게 하다
- 각 그룹 구성원이 수업의 지도 연습 부분에 참여할 수 있도록 협업에 대한 기대치를 설정합니다. 코딩 중 협업에 대한 자세한 내용은 학생 협업을 위한 페어 프로그래밍 사용 문서를 참조하세요.
- 학생들과 운전 과제 카드를 공유하세요. 모든 학생이 과제의 목표를 이해하고 수업 페이지에 표시된 대로 필드를 설정했는지 확인하세요.
- 학생들이 과제 카드에 설명된 대로 운전 과제를 차례로 완료하는 동안 교실을 돌아다닙니다. 학생들은 운전을 하면서 대화를 이끌기 위해 과제 카드에 있는 토론 질문을 활용해야 합니다. 각 그룹을 방문할 때 제공된 교사 노트에 있는 질문을 사용하여 학생들이 주도적인 경험을 바탕으로 프로젝트 코딩을 시작하는 가장 좋은 방법에 대한 가설을 개발하도록 안내합니다.
- 학생들은 과제 카드에 있는 성공 기준과 체크리스트를 사용하여 지도 연습의 주요 부분을 완료했는지 확인해야 합니다. 학생들이 과제 카드 아랫부분에 문장의 줄기와 그림을 사용하여 연습 내용을 기록한 후, 운전 중에 그룹에서 세운 가설과 이를 뒷받침하는 증거를 공유하기 위해 담당자에게 확인해야 합니다.
코딩 단계를 용이하게 하다
- 코딩 작업 카드를 나눠주고, 학생들에게 운전 단계에서 수립한 가설을 사용하여 VEXcode AIM 프로젝트를 구축하도록 상기시킵니다.
- 학생들이 과제 카드에 설명된 대로 코딩 과제를 차례로 완료하는 동안 교실을 돌아다닙니다. 학생들은 코드를 작성할 때 대화의 방향을 잡기 위해 작업 카드에 있는 토론 질문을 활용해야 합니다. 각 그룹을 방문할 때 제공된 교사 노트에 있는 질문을 활용하여 학생들이 수업 내용을 이해하도록 돕고 결론을 내릴 수 있도록 안내하세요.
필요에 따라 운전과 코딩 사이를 전환하세요
학생들이 초기 코딩 프로젝트를 만들고 코딩 작업 카드에 테스트 결과를 기록한 후에는 운전과 코딩을 반복하며 필요한 만큼 프로젝트를 개선해야 합니다. 학생들은 한 번에 많은 변경을 하는 것보다는, 한 번에 하나의 아이디어를 선택해서 테스트하고 개선하도록 항상 장려해야 합니다. 교실을 돌아다니며 학생들에게 현재 진행 상황과 프로젝트에 어떤 변경을 했는지, 그리고 그 이유는 무엇인지 설명하도록 요청합니다.
교사는 효과적으로 순환을 촉진함으로써 학생들이 추상적, 구체적인 방법으로 코딩 개념을 다루도록 돕고, 이를 통해 더 깊은 이해를 촉진할 수 있습니다. 사이클 구현에 대한 심층적인 정보는 PD+.의 VEX AIM 소개 과정에서 찾을 수 있습니다.
1 Pashler, Harold 외 학생 학습 개선을 위한 교육 및 연구 조직 (NCER 2007-2004). 미국 교육 연구 국립 센터 교육부, 2007년.