VEX GO gebruiken ter ondersteuning van het onderwijzen van geletterdheid en wiskundig denken – VEX-bibliotheek

Vaak is er in de basisschooljaren een sterke focus op het onderwijzen van geletterdheid en wiskunde. Hoewel spelling, het zien van woorden en vloeiendheid belangrijk zijn voor de ontwikkeling van geletterdheid bij jonge leerlingen, houdt geletterdheid meer in dan alleen deze elementen. Geletterdheid omvat ook taalvaardigheden zoals spreken en luisteren, evenals visuele en schriftelijke vaardigheden die bij het schrijven horen.¹ Op dezelfde manier zijn wiskundige feiten, rekenvaardigheid en bewerkingen inderdaad van fundamenteel belang voor het leren van wiskunde, maar ze vormen slechts een stukje van de puzzel. Wiskundig denken omvat ruimtelijk redeneren en abstractie, maar ook zaken als visueel-motorische vaardigheden of het vermogen om getallen en kwantiteiten met elkaar te verbinden.²

Wanneer er echter zorgen zijn over geletterdheid of rekenprestaties (of het gebrek daaraan), is de eerste instinct vaak om het leerplan te beperken – bijvoorbeeld: ‘No Child Left Behind (NCLB) heeft de toewijzing van instructietijd verschoven naar wiskunde en lezen, de onderwerpt doelstellingen van de nieuwe verantwoordingssystemen."³Hoewel dit soort verschuivingen vaak goed bedoeld zijn, houden ze niet noodzakelijkerwijs rekening met het grotere plaatje van het leren en de ontwikkeling van leerlingen, of met de manier waarop geletterdheid en wiskundig denken zich in de loop van de tijd ontwikkelen.

Infographic met de belangrijkste onderzoeksresultaten op het gebied van onderwijs, met grafieken en statistieken die trends en inzichten benadrukken die relevant zijn voor lesgeven en leren.

Uitvoerende functie en fundamentele vaardigheden

Onderliggende geletterdheid en wiskundig denken, en veel van wat doorgaans als ‘schoolgedrag’ wordt beschouwd, zijn zaken als uitvoerende functies, werkgeheugen, motorische vaardigheden en ruimtelijke vaardigheden.⁴ Vaak gezien als voorspellers van schoolsucces, krijgen deze fundamentele componenten van leren zelden tijd of ruimte tijdens de schooldag, laat staan ingebed in alfabetiserings- of wiskundelessen als het gaat om het vormgeven van leerplannen. Toch is bekend dat ruimtelijke vaardigheden een voorspeller zijn van rekenprestaties, dat motorische vaardigheden een voorwaarde zijn voor schrijven, en dat de executieve functies leerlingen in staat stellen een leespassage te lezen, een onbekend woord te decoderen en de betekenis van zinnen te begrijpen.⁵

De term uitvoerende functie omvat een aantal vaardigheden en processen, waaronder zelfbeheersing (zoals het stoppen van een impuls en iets anders doen), cognitieve flexibiliteit (zoals het verschuiven of overschakelen van de ene activiteit naar de andere) en werkgeheugen (de processen die nodig zijn om bijhouden van informatie terwijl we ermee werken).⁶ Gerelateerd aan de uitvoerende functie zijn motorische en ruimtelijke vaardigheden, en de onderliggende cognitieve processen die betrokken zijn bij beweging en onze perceptie van objecten en hun bewegingen.⁷ Deze zijn allemaal betrokken bij het leren van leerlingen in een klaslokaal, maar ook bij de ontwikkeling van alfabetisering en wiskunde in het bijzonder.⁸

Executieve functie in context

Neem bijvoorbeeld de taak van een leerling die aan een bureau zit om een zin te lezen en een antwoord te schrijven.

Motorische vaardigheden zijn nodig om de leerling de kernstabiliteit te geven om rechtop aan een bureau te zitten, en de fijne motoriek om een potlood vast te houden, vast te pakken en te besturen om te kunnen schrijven.
Er zijn ruimtelijke vaardigheden nodig om het geschreven antwoord op de lijn op het papier te plaatsen en om binnen een bepaalde ruimte te schrijven, met letters die leesbaar zijn. Visuo-ruimtelijke vaardigheden zijn noodzakelijk voor leerlingen om hun schrijven op papier te houden en er niet van af te schrijven, of om met hun schrijven van de ene regel naar de volgende te gaan.
Om de zin te kunnen lezen en begrijpen, is het werkgeheugen nodig om een antwoord accuraat te kunnen formuleren.
Zelfbeheersing is nodig voor de leerling om aandacht te besteden aan de taak die hij moet uitvoeren, en niet op te staan en iets spannenders voor hem of haar te gaan doen, of te dagdromen over wat hij na school gaat doen.
Er is cognitieve flexibiliteit nodig om klank- en taalkennis correct toe te passen (zoals dat het meervoud van 'bus' 'bussen' is, maar het meervoud van 'dag' 'dagen') om de zin nauwkeurig te lezen en een passend en leesbaar antwoord te schrijven.⁹

Een soortgelijk patroon komt naar voren voor wiskunde, waarbij leerlingen getallen moeten interpreteren, in gedachten moeten houden, berekeningen moeten uitvoeren en nauwkeurige antwoorden moeten schrijven. En als er eenmaal sprake is van een woordprobleem, draagt de cognitieve belasting van het lezen, het interpreteren van het probleem en het toepassen van zowel taal- als getalbegrip, om het juiste antwoord te berekenen en te schrijven, bij aan het belang van deze fundamentele vaardigheden. Het goede nieuws is dat zaken als ruimtelijke vaardigheden kunnen worden verbeterd door oefening en feedback,¹⁰ en dat oefenen op talloze manieren kan worden gedaan – inclusief bouwen, coderen en deelnemen aan praktijkgericht STEM-leren met VEX GO .

Diagram dat de belangrijkste onderzoeksconcepten op het gebied van onderwijs illustreert, met gelabelde elementen en stroomdiagrammen om het begrip van onderwijsmethodologieën te verbeteren.

Fundamentele vaardigheden, uitvoerende functie en VEX GO

Bouwen met VEX GO omvat veel van de fundamentele vaardigheden voor schoolbereidheid, evenals de ontwikkeling van geletterdheid en wiskunde. Denk bijvoorbeeld eens aan de taak om een Code Base-robot te bouwen aan de hand van bouwinstructies. Er zijn veel dingen geïntegreerd om dit doel te bereiken, waaronder:

Om de stukken op te kunnen pakken en effectief met elkaar te verbinden is fijne motoriek nodig. Als u de Pin Tool gebruikt, worden motorische vaardigheden gebruikt om de tool te manipuleren om bijvoorbeeld pinnen met succes te verwijderen.
Er zijn ruimtelijke vaardigheden nodig om de echte stukken in de hand te matchen met het diagram van de stukken in de bouwinstructies. Perceptuele vaardigheden worden gebruikt om de stukken te verplaatsen en te draaien, zodat ze overeenkomen met de hoek en oriëntatie van het diagram.
Er zijn visueel-ruimtelijke vaardigheden nodig om te weten hoe, wanneer en waar delen van de robot met elkaar moeten worden verbonden om te bouwen. Het ruimtelijk werkgeheugen is betrokken bij het verbinden van stukken op de juiste locaties, wat ook transformatieve vaardigheden met zich mee kan brengen.
Er zijn taal- en luistervaardigheden nodig om de gegeven instructies in meerdere stappen te volgen, met zelfbeheersing om bij de taak te blijven, de bouwinstructies te volgen en met een partner te werken. Ruimtelijke taal wordt gebruikt om te beschrijven hoe onderdelen tijdens het bouwen in elkaar passen.
Er wordt gebruik gemaakt van rekenvaardigheden om het juiste aantal stukjes voor elke stap te selecteren, evenals ruimtelijke taal om te beschrijven hoe ze samengaan.
Cognitieve flexibiliteit en visueel-ruimtelijke vaardigheden zijn nodig om te bepalen hoe het bouwwerk gerepareerd moet worden als het niet gaat zoals bedoeld, of om door te gaan naar het volgende deel van het bouwproces.

Diagram dat de belangrijkste onderzoeksconcepten in het onderwijs illustreert, met gelabelde secties en visuele elementen om het begrip van het onderwerp te vergroten.

Zodra we de robot coderen om van de ene locatie naar de andere op een veld te rijden, worden deze vaardigheden op extra manieren versterkt, waaronder:

Er zijn ruimtelijke vaardigheden nodig om de Veld- en Codebasis in de juiste positie en oriëntatie op te zetten. Ruimtelijke taal wordt gebruikt om de taak te beschrijven, of de richting van de beweging die nodig is om de robot naar de juiste locatie te laten rijden.
Visuo-ruimtelijke vaardigheden zijn nodig om het pad van de robot te plannen. Dit wordt gecombineerd met de motorische en ruimtelijke vaardigheden die nodig zijn om te schrijven en het plan op een printable te documenteren.
Er zijn motorische vaardigheden nodig om de robot aan te zetten, en om het apparaat met VEXcode GO te gebruiken om blokken aan te sluiten en naar het project te slepen.
Werkgeheugen en motorische vaardigheden zijn nodig om het project in VEXcode GO te bouwen om de robot te coderen volgens het plan. Leerlingen moeten onthouden wat elk blok doet en hoe ze deze met elkaar moeten verbinden om een reeks te creëren die de uit te voeren taak zal volbrengen.
Er wordt gebruik gemaakt van rekenvaardigheden om de juiste parameters in de blokken in te voeren om het gewenste gedrag te bereiken (dwz de parameter van het blok [Drive for] wijzigen in 300 mm om de robot een bepaalde afstand te laten rijden).
Er zijn taal- en luistervaardigheden nodig om de gegeven instructies in meerdere stappen te volgen, met zelfbeheersing om zich op de gegeven taak te concentreren en het probleem samen met een partner op te lossen.
Cognitieve flexibiliteit en visueel-ruimtelijke vaardigheden zijn nodig om te bepalen hoe het project moet worden opgespoord als de robot niet beweegt zoals bedoeld, of om door te gaan naar het volgende deel van de codeeruitdaging.

Niet alleen omvatten de activiteiten van het bouwen en coderen van een robot om een taak te volbrengen veel fundamentele vaardigheden, VEX GO kan ook worden gebruikt om specifieke academische vaardigheden te versterken, en om de motivatie en betrokkenheid van praktische ervaringen te benutten om het leren op andere gebieden te ondersteunen. gebieden. Alle bovenstaande praktijken komen nog steeds aan bod, en worden bovendien verbeterd door geletterdheid of wiskundige vaardigheden wanneer VEX GO-materialen worden gebruikt om dingen te doen als:

Creëer een build om gelijkwaardige breuken op een tastbare manier te verkennen
Bouw een functionerende klok om de tijd te oefenen
Construeer een hellend vlak om metingen en/of conversies te oefenen
Oefen met het plotten van coördinaten door een 'BattleBoats'-spel te construeren en te spelen
Codeer het aantal wielomwentelingen dat nodig is om de robot een bepaalde afstand te laten afleggen
Speel een verhaal na met behulp van VEX GO-stukken om personages of instellingen te construeren om begrijpend lezen te tonen
Schrijf een logboekvermelding over elke fase van de levenscyclus van een kikker die je hebt gebouwd
Creëer en beschrijf een leefgebied voor een gemotoriseerd wezen om in te leven
Schrijf bouwinstructies voor wat je hebt gebouwd, zodat een partner hetzelfde kan maken

Diagram dat de belangrijkste onderzoeksconcepten in het onderwijs illustreert, met gelabelde secties en visuele elementen die het begrip van het onderwerp vergroten.

Elk van deze voorbeelden laat manieren zien om leerlingen niet alleen STEM te laten leren, maar ook om STEM te gebruiken om andere vaardigheden te leren en te ontwikkelen. Wanneer leerlingen extra praktische mogelijkheden krijgen om deel te nemen aan geïntegreerd leren, kunnen ze “meer neurale verbindingen maken en wordt er meer betekenis gegeven aan het leerproces en de concepten die worden onderwezen”.¹¹ Hoe meer contactpunten in een activiteit, hoe dieper het leerproces kan zijn. En wanneer leerlingen open gesprekken over hun werk kunnen voeren en een emotionele band kunnen opbouwen met wat ze doen, wordt hun leerproces nog dieper.

VEX GO sluit aan bij de leerplandoelen

Om het anders te zeggen, hier zijn enkele belangrijke beoordelingscriteria die vaak in klaslokalen worden gebruikt, samen met activiteiten die met VEX GO kunnen worden gedaan om daarop af te stemmen.

Taal en alfabetisering:¹²

Spreekt effectief met behulp van steeds preciezere woordenschat - Elke keer dat studenten een bouw- of codeerproject binnen hun groep bespreken, of hun kennis delen tijdens de Mid-Play Break of Share-sectie van een STEM Lab Unit (zoals praten over hoe de robot moet bewegen om monsters te verzamelen in de Mars Rover – Surface Operations STEM Lab Unit), gebruiken ze ruimtelijke, beschrijvende en precieze taal om hun ideeën uit te leggen, voorspellingen te doen en vragen te beantwoorden.
Begrijpt en interpreteert fictie- en non-fictieteksten en reageert hierop. - De Intro to Building STEM Lab Unit betrekt leerlingen bij een verhaal om meer te leren over de kenmerken en functies van de VEX GO Kit en begeleidt ze bij hun eerste bouwwerk met behulp van Kit-onderdelen. In de Creature Feature Activity Series beschrijven leerlingen met behulp van creatief schrijven hoe hun bouwwerk aansluit bij de kenmerken van een denkbeeldig eiland.
Schrijft voor verschillende doeleinden in verschillende formaten. - Het gebruik van VEX GO-printables ter ondersteuning van padplanning en projectdocumentatie, samen met opmerkingen in een VEXcode GO-project zoals die worden gebruikt in de Float STEM Lab Unit. laat studenten oefenen met schrijven en tekenen om hun codeerprojecten op gedetailleerde manieren weer te geven. Daarnaast zorgen activiteiten zoals het schrijven van een Field Journal-vermelding in de Fun Frogs STEM Lab Unit ervoor dat leerlingen creatiever kunnen schrijven over hun bouwprojecten.
Verzamelt en gebruikt informatie voor onderzoeksdoeleinden - Studenten verzamelen gegevens via activiteiten en experimenten zoals die in de Simple Machines STEM Lab Unit of de Look Alike STEM Lab UnitVervolgens gebruiken ze die informatie om hun discussies te voeden en vragen te beantwoorden over hun leerproces tijdens de Mid-Play Break en Share-secties van de Labs.

Wiskundig denken:¹³

Past concepten en strategieën toe om wiskundige problemen op te lossen - In Unit van het Fractions STEM Lab maken leerlingen een bouwwerk en gebruiken ze VEX GO Kit-stukken om equivalente breuken te onderzoeken door breuken op grootte te vergelijken.
Communiceert en vertegenwoordigt wiskundig denken - Terwijl leerlingen bouwen aan de hand van bouwinstructies, gebruiken ze ruimtelijke taal om met hun partner te communiceren over de stukken, hun oriëntatie, hoeveelheid, vorm, grootte, enz. Bij activiteiten zoals die in de Ocean Emergency STEM Lab Unitplannen en construeren leerlingen een pad. Daarbij gebruiken ze verbale en schriftelijke beschrijvingen, ruimtelijke en numerieke taal om te bespreken hoe ze hun robot effectief kunnen coderen om op hun pad te rijden.
Onderzoekt en lost ruimtelijke problemen op met behulp van hulpmiddelen, tekeningen en ruimtelijke taal. - Ontdekkingsactiviteiten zoals Vlaggen omdraaien, Roteren, en Symmetrie geven leerlingen oefening met symmetrie, spiegelingen en rotatie. Studenten kunnen het gebruik van coördinaten verkennen om punten op een raster te vinden via spellen zoals die in de Battle Boats STEM Lab Unit.
Gebruikt hulpmiddelen en technieken om te schatten en te meten - Elke keer dat leerlingen een project plannen om de VEX GO-robot naar een specifieke locatie te rijden, moeten ze de afstand verwerken die nodig is om hun bestemming te bereiken, en die schatting of meting invoeren in hun effectief coderen. In de Code Base STEM Lab Unit coderen de Code Base om een slalomparcours af te leggen door rij- en draaiafstanden te coderen in millimeters, inches of graden.

Diagram met onderzoeksmethodologieën in het onderwijs, met verschillende benaderingen en technieken voor effectief leren en beoordelen.

De veelzijdigheid van VEX GO als leermiddel stelt leraren in staat STEM te integreren in veel gebieden van hun klaslokaal, waaronder alfabetisering en wiskunde. Of het nu in een leercentrum is of als onderdeel van een les voor de hele klas, VEX GO biedt docenten en studenten de mogelijkheid om oefening en feedback te krijgen over een schat aan fundamentele vaardigheden om het leren en de ontwikkeling te ondersteunen. Om meer te weten te komen over uitvoerende functies, ruimtelijke en motorische vaardigheden en hun verband met leren, bekijk de interviews met Claire Cameron, auteur van Hands On, Minds On, in de PD+ videobibliotheek.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Het werkbemonsteringssysteem Kleuterschool tot en met het derde leerjaar: Omnibusrichtlijnen. 4e druk, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Praktisch, geest bij: hoe executieve functies, motorische en ruimtelijke vaardigheden de schoolbereidheid bevorderen. Leraren College Press, 2018.

³ Dee, Thomas S., et al. "De impact van No Child Left Behind op studenten, docenten en scholen [met commentaar en discussie]." Brookings-artikelen over economische activiteit (2010): 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Praktisch, geest bij: hoe uitvoerende functies, motorische en ruimtelijke vaardigheden de schoolbereidheid bevorderen. Leraren College Press, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Interview door Jason McKenna. Interview met Claire Cameron Deel 2: Executive Function, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Idem.

⁷Idem.

⁸Cameron, Claire E. Hands on, mind on: hoe uitvoerende functies, motorische en ruimtelijke vaardigheden de schoolbereidheid bevorderen. Leraren College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Interview door Jason McKenna. Interview met Claire Cameron Deel 4: Ruimtelijke vaardigheden, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Interview door Jason McKenna. Interview met Claire Cameron Deel 8: Key Takeaways, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Het werkbemonsteringssysteem Kleuterschool tot en met het derde leerjaar: Omnibusrichtlijnen. 4e druk, Pearson, 2001.

¹² Idem.