Kai studentai dalyvauja VEX AIM kursų veikloje, jie naudoja ciklišką judėjimo pirmyn ir atgal procesą tarp roboto vairavimo VEX One Stick valdikliu ir roboto kodavimo naudojant VEXcode AIM. Šiame straipsnyje aprašomas ciklas, kodėl jis svarbus ir kaip jį palengvinti klasėje.
Kas yra vairavimo ir kodavimo ciklas?
Vairavimo ir kodavimo ciklas yra pasikartojantis mokymosi procesas, kai mokiniai pirmiausia rankiniu būdu vairuoja robotą, kad atliktų užduotį, sukurdami fizinį norimo elgesio modelį, o tada naudoja šį modelį informuodami apie savo kodavimą. Vairuodami robotą naudodami valdiklį, mokiniai tiesiogiai patiria roboto judesius ir sąveiką su objektais ir aplinka. Ši praktinė patirtis padeda mokiniams koduoti robotą, kad jis veiktų savarankiškai, o kodavimo įžvalgos savo ruožtu patobulins jų būsimas vairavimo strategijas.
Kodėl ciklas yra svarbus?
Tyrimai rodo, kad konkrečių patyrimų ir abstrakčių vaizdų derinimas žymiai pagerina mokymąsi, palyginti su bet kurio iš metodų taikymu atskirai1. Ciklas mokiniams suteikia galimybę pereiti nuo konkretaus prie abstrakčios ir atgal, kad būtų lengviau spręsti problemas naudojant robotą.
Fizinio modelio kūrimas vairuojant
Vairuojant robotą, kad jis atliktų užduotį prieš kodavimą, mokiniai gali praktiškai ir apčiuopiamai įsivaizduoti:
- Kaip robotas juda erdvėje, įskaitant greitį, kryptį ir posūkio spindulį.
- Kaip robotas reaguoja į jutiklio įvestį, pvz., iš kokio atstumo AI Vision Sensor gali atpažinti tam tikrą objektą.
- Kaip robotas sąveikauja su objektais, pavyzdžiui, lauke esančiomis kliūtimis, kurių reikia vengti arba kurias reikia pakelti ir perkelti.
- Kaip skirtingi keliai gali būti naudojami tam pačiam galutiniam rezultatui pasiekti.
Šis konkretus skirtingų robotų elgsenos vaizdavimas gali būti išverstas į abstraktesnes kodavimo koncepcijas, reikalingas sėkmingam kodavimo projektui sukurti. Vairuojant padarytų atradimų dokumentavimas yra papildomas paramos šaltinis mokiniams, kuriais jie gali remtis pereidami į kodavimo etapą.
Skaičiavimo modelio kūrimas koduojant
Tfizinį psichinį modelį, kurį mokiniai sukūrė vairuodami, galima pritaikyti savo kodavimo projektams. Mokiniai gali pradėti nuo supratimo, kurį įgijo vairuodami, kad planuotų ir sukurtų savo kodavimo projektą, kuris buvo konkretesnis, nes jie remiasi realiu pasauliu, apčiuopiama vairavimo patirtimi. Kai mokiniai išbando savo kodavimo projektus, jie gali grįžti į konkretų vairavimo pasaulį, kad padėtų jiems kartoti ir tobulinti savo projektus.
Projektų ir bet kokių jų pakeitimų dokumentavimas ciklo kodavimo etape vėl suteikia studentams metakognityvinį įrankį, kurį jie gali naudoti, kad padėtų jiems kartoti savo kodavimo projektus.
Vairavimo ir kodavimo ciklo palengvinimas
Kiekvienos VEX AIM kurso pamokos ir padalinio iššūkio skyriuje Vadovaujamos praktikos mokiniui ir mokytojui pateikiamos nuoseklios instrukcijos, kaip įsitraukti į šią pamokos dalį. Pateikiamos nuorodos į spausdinamas užduočių korteles, skirtas tiek vairavimo ciklo daliai, tiek kodavimo ciklui. Norėdami sužinoti daugiau apie užduočių kortelių naudojimą, straipsnį Užduočių kortelių naudojimas su mokiniais.
Palengvinkite vairavimo etapą
- Nusistatykite bendradarbiavimo lūkesčius, kad kiekvienas grupės narys dalyvautų pamokos vadovaujamos praktikos dalyje. Norėdami gauti daugiau informacijos apie bendradarbiavimą koduojant, žr. straipsnį Naudojant porinį programavimą studentų bendradarbiavimui.
- Pasidalykite vairavimo užduoties kortele su Mokiniais. Įsitikinkite, kad visi mokiniai supranta užduoties tikslą ir yra sukūrę savo laukus, kaip parodyta pamokos puslapyje.
- Pasukite per kambarį, kai mokiniai paeiliui atlieka vairavimo užduotį, kaip nurodyta užduoties kortelėje. Mokiniai turėtų naudoti užduoties kortelėje esančius diskusijos klausimus, kad vadovautų pokalbiui vairuodami. Kai lankotės kiekvienoje grupėje, naudokite pateiktų mokytojų pastabų klausimus, kad mokiniai galėtų susidaryti hipotezę apie geriausią būdą pradėti koduoti savo projektus, remiantis jų vairavimo patirtimi.
- Mokiniai turėtų naudoti sėkmės kriterijus ir kontrolinį sąrašą užduoties kortelėje, kad įsitikintų, jog jie baigė vairavimo vadovaujamos praktikos dalį. Tai padarę ir dokumentuodami savo praktiką naudodami sakinio kamieną ir piešinį užduoties kortelės apačioje, jie turi užsiregistruoti su jumis ir pasidalyti hipoteze, kurią jų grupė sukūrė vairuojant, ir įrodymus, kuriuos jie turi pagrįsti.
Palengvinkite kodavimo etapą
- Išdalinkite kodavimo užduoties kortelę, primindami mokiniams, kad jie pasinaudotų hipoteze, kurią jie iškėlė vairavimo etape, kad pradėtų kurti savo VEXcode AIM projektą.
- Pereikite per kambarį, kai mokiniai paeiliui atlieka kodavimo užduotį, kaip nurodyta užduoties kortelėje. Mokiniai turėtų naudoti užduoties kortelėje esančius diskusijos klausimus, kad vadovautų savo pokalbiui koduodami. Kai lankotės kiekvienoje grupėje, naudokite pateiktų mokytojo pastabų klausimus, kad mokiniai suprastų pamokos turinį ir nukreiptumėte juos prie išvadų.
Jei reikia, pereikite tarp vairavimo ir kodavimo
Sukūrę pradinį kodavimo projektą ir įregistravę testavimą savo kodavimo užduočių kortelėje, mokiniai turėtų kartoti pirmyn ir atgal nuo vairavimo iki kodavimo, kad patobulintų savo projektą tiek kartų, kiek reikia. Mokiniai visada turėtų būti skatinami pasirinkti vieną idėją, kurią reikia išbandyti ir tobulinti vienu metu, o ne atlikti daug pakeitimų vienu metu. Toliau cirkuliuokite po kambarį, prašydami mokinių paaiškinti, kur jie vyksta, kokius pakeitimus jie padarė savo projekte ir kodėl.
Veiksmingai palengvindami ciklą, mokytojai gali padėti mokiniams įsitraukti į kodavimo sąvokas tiek abstrakčiais, tiek konkrečiais būdais, skatindami gilesnį supratimą. Išsamesnės informacijos apie ciklo įgyvendinimą galite rasti VEX AIM įvadiniame PD+.kurse.
1 Pashler, Harold ir kt. Mokymo ir studijų organizavimas siekiant pagerinti mokinių mokymąsi (NCER 2007-2004). Nacionalinis švietimo tyrimų centras, JAV Švietimo skyrius, 2007 m.