Ondersteuning van actief leren met 123 en GO STEM Labs

VEX GO en 123 STEM Labs richten zich op drie fundamentele componenten om alle studenten betekenisvolle STEM-leerervaringen te bieden. Elk STEM Lab beschikt over het volgende:

• Actief leren
• De nadruk ligt op het begrip van de leerlingen
• Door onderzoek ondersteunde pedagogie

Actief leren

Actief leren is een instructiebenadering¹waarbij leerlingen deelnemen aan het leerproces door het opbouwen van hun kennis en begrip. Actief leren helpt het zelfvertrouwen van studenten te vergroten en de academische prestaties te verbeteren.²

Elk VEX GO en 123 STEM Lab begint ermee dat de leerlingen een persoonlijke verbinding maken met het primaire leerresultaatthema van het STEM Lab. Vervolgens gaan de leerlingen meteen aan de slag met creëren! Studenten zullen hun VEX GO-robot of hun VEX 123-code gebruiken om de leerresultaten actief te onderzoeken en te verkennen. Gedurende de STEM Labs worden studenten aangemoedigd om deel te nemen aan reflectieve discussies of hun projecten te demonstreren.

Alle STEM-labs bevatten een keuzebord, dat kan worden gebruikt om de instructie te helpen differentiëren en tegelijkertijd de stem en keuze van studenten bij hun leerproces te bevorderen, wat leidt tot een grotere betrokkenheid van studenten.³ Keuzebordactiviteiten kunnen op elk moment worden gedaan. Studenten kunnen actieve deelnemers worden aan hun leerproces door het gebruik van het keuzebord

Een nadruk op het begrip van studenten

Elke VEX GO- en 123 STEM Lab-eenheid is ontworpen rond essentiële vragen en unit-begrippen.

Essentiële vragen zijn om het denken te stimuleren, onderzoek uit^{lokken en het leerproces van leerlingen te begeleiden. Unit Understandings sluit aan bij de essentiële vragen en helpt het hoofdthema van de STEM Lab-eenheid te verklaren.}

De Unit Understandings worden vervolgens gebruikt om leerdoelen voor elk STEM-lab te creëren. Deze leerdoelen zijn allemaal specifiek, meetbaar en waarneembaar. Bovendien zijn de leerdoelen duidelijk verbonden met de studentenactiviteiten binnen het lab; en op de beoordelingen waarmee de studenten hun begrip kunnen aantonen. Als de doelstellingen, activiteiten en beoordelingen allemaal op elkaar zijn afgestemd, worden zowel de motivatie als het leerproces van studenten bevorderd.⁵

In elk STEM Lab is het onderzoek van leerlingen bepalend voor de les, waardoor docenten een coach van begrip kunnen zijn, en geen leverancier van feiten.

Onderzoek ondersteunde pedagogie

Elk STEM Lab biedt studenten de mogelijkheid om hun vaardigheden op het gebied van ruimtelijk redeneren te verbeteren. Ruimtelijk redeneren⁶ omvat het vermogen om zich te verhouden tot en door de wereld te navigeren en het vermogen om representaties van ingebeelde en echte vormen, objecten en structuren te creëren en mentaal te manipuleren. Ruimtelijk redeneren is een overkoepelende term die veel cognitieve processen omvat, waaronder het begrijpen van de kenmerken van een bepaald object, het herkennen van de overeenkomsten en verschillen tussen objecten, en het mentaal kunnen samenstellen/ontbinden van een object op basis van het zien van de stukken of delen ervan. Een onderzoek⁷ uit 2013 bevestigde dat ruimtelijk redeneren geen vaste vaardigheid is en dat deze kan worden verbeterd.

Deze nadruk op ruimtelijk redeneren helpt een basis te leggen voor toekomstig wiskunde- en STEM-succes. Ruimtelijk redeneren is verbonden met wiskunde: de vooruitgang vanaf de leeftijd van 4 tot 7 jaar vormt de basis voor wiskundesucces tot aan de leeftijd van 15 jaar. Onderzoek toont zelfs aan dat ruimtelijk redeneren gekoppeld is aan prestaties binnen veel onderdelen van de wiskunde, waaronder: basisgrootte en telvaardigheden⁸, hoofdrekenen⁹en woordproblemen.¹⁰ Ruimtelijk redeneren is een belangrijke voorspeller van prestaties in STEM-carrières. STEM-competenties zijn¹¹ geworteld in ruimtelijke kennis. Recent onderzoek¹² geeft aan dat vroege aandacht voor de ontwikkeling van het ruimtelijk denken van kinderen de prestaties op het gebied van wiskunde en wetenschappen vergroot en de belangstelling voor toekomstige carrières in STEM-disciplines kan bevorderen.

Als leerlingen het gevoel hebben dat ze niet succesvol kunnen zijn met een activiteit, trekken ze zich terug. Mensen, inclusief studenten, vinden het leuk om¹³ problemen op te lossen. Mensen houden er niet van om aan een probleem te werken dat onhaalbaar lijkt. Voor docenten betekent dit dat ze lessen moeten gebruiken waarmee leerlingen direct succes kunnen ervaren en dat ze feedback moeten krijgen op hun successen. VEX GO en 123 STEM Labs zijn ontworpen om studenten onmiddellijk succes te laten ervaren en bevatten bovendien aanwijzingen voor docenten over hoe ze effectieve feedback kunnen geven.

Leraren kunnen soms het gevoel hebben dat ze altijd de aandacht van hun leerlingen proberen te trekken. Daar is een goede reden voor: studenten worden op elk moment voortdurend overspoeld met informatie. Slechts een van die informatie wordt echter opgeslagen in het langetermijngeheugen, waar het kan worden opgehaald voor later gebruik. Om ervoor te zorgen dat informatie in het langetermijngeheugen wordt opgeslagen, moeten leerlingen zijn bij de informatie. Zoals cognitieve wetenschapper Daniel Willingham heeft opgemerkt: ‘Het geheugen is het residu van het denken.’¹⁶ Hoe zorgen docenten ervoor dat leerlingen zich concentreren en nadenken over de informatie in de les of activiteit? Moedig leerlingen aan om een ​​persoonlijke connectie te maken. VEX GO en 123 STEM Labs bieden studenten aan het begin van elke les een persoonlijke connectie.