Wspieranie aktywnego uczenia się za pomocą laboratoriów 123 i GO STEM

VEX GO i 123 laboratoria STEM skupiają się na trzech podstawowych komponentach, które pomagają zapewnić wszystkim uczniom znaczące doświadczenia edukacyjne STEM. Każde laboratorium STEM charakteryzuje się następującymi cechami:

• Aktywne uczenie się
• Nacisk na zrozumienie uczniów
• Pedagogika wspierana badaniami

Aktywne uczenie się

Aktywne uczenie się to podejście instruktażowe¹, w którym uczniowie uczestniczą w procesie uczenia się poprzez budowanie swojej wiedzy i zrozumienia. Aktywna nauka pomaga zwiększyć pewność siebie uczniów i poprawić wyniki w nauce.²

Każde laboratorium VEX GO i 123 STEM rozpoczyna się od nawiązania przez uczniów osobistego kontaktu z głównym tematem efektów uczenia się laboratorium STEM. Następnie uczniowie natychmiast zaczynają tworzyć! Uczniowie będą używać robota VEX GO lub kodu VEX 123 do aktywnego badania i odkrywania efektów uczenia się. W trakcie zajęć STEM Labs uczniowie są zachęcani do udziału w refleksyjnych dyskusjach lub prezentowania swoich projektów.

Wszystkie laboratoria STEM zawierają tablicę wyboru, którą można wykorzystać do różnicowania nauczania, jednocześnie wspierając głos uczniów i możliwość wyboru w procesie uczenia się, co prowadzi do większego zaangażowania uczniów.³ Działania Komisji Wyborczej można wykonywać w dowolnym momencie. Korzystając z tablicy wyboru, uczniowie mogą stać się aktywnymi uczestnikami procesu uczenia się

Nacisk na zrozumienie uczniów

Każda jednostka laboratoryjna VEX GO i 123 STEM została zaprojektowana w oparciu o podstawowe pytania i zrozumienie jednostek.

Pytania podstawowe mają na celu⁴ stymulowanie myślenia, prowokowanie dociekań i ukierunkowanie uczniów na naukę. Zrozumienie jednostki łączy się z zasadniczymi pytaniami i pomaga wyjaśnić główny temat jednostki STEM Lab.

Wyjaśnienia jednostek są następnie wykorzystywane do tworzenia celów edukacyjnych dla każdego laboratorium STEM. Wszystkie te cele nauczania są konkretne, mierzalne i obserwowalne. Co więcej, cele nauczania są wyraźnie powiązane z zajęciami studentów w laboratorium; oraz do ocen, które pozwalają uczniom wykazać się zrozumieniem. Ujednolicenie celów, działań i ocen pomaga zwiększyć motywację uczniów i proces uczenia się.⁵

W każdym laboratorium STEM dociekanie uczniów napędza lekcję, dzięki czemu nauczyciele mogą być trenerami zrozumienia, a nie dostarczaczem faktów.

Pedagogika wspierana badaniami

Każde laboratorium STEM zapewnia uczniom możliwość doskonalenia umiejętności rozumowania przestrzennego. Rozumowanie przestrzenne⁶ obejmuje zdolność odnoszenia się do świata i poruszania się po nim, a także zdolność tworzenia i mentalnego manipulowania reprezentacjami wyimaginowanych i rzeczywistych kształtów, obiektów i struktur. Rozumowanie przestrzenne to termin ogólny obejmujący wiele procesów poznawczych, w tym rozumienie cech konkretnego obiektu, rozpoznawanie podobieństw i różnic między obiektami oraz zdolność mentalnego komponowania/rozkładania obiektu na podstawie zobaczenia jego kawałków lub części. Badanie⁷ przeprowadzone w 2013 r. potwierdziło, że rozumowanie przestrzenne nie jest umiejętnością stałą i można ją doskonalić.

Nacisk na rozumowanie przestrzenne pomaga zapewnić podstawę przyszłego sukcesu w matematyce i STEM. Rozumowanie przestrzenne jest powiązane z matematyką — osiągnięcia w wieku 4–7 lat przygotowują grunt pod sukcesy matematyczne aż do 15. roku życia. W rzeczywistości badania pokazują, że rozumowanie przestrzenne jest powiązane z wynikami w wielu obszarach matematyki, w tym: podstawowych umiejętnościach obliczania wielkości i liczenia⁸, arytmetyce mentalnej⁹i zadaniach tekstowych.¹⁰ Rozumowanie przestrzenne jest ważnym czynnikiem prognostycznym osiągnięć w karierze zawodowej w dziedzinach STEM. Kompetencje STEM są zakorzenione¹¹ w wiedzy przestrzennej. Niedawne badania¹² wskazują, że wczesne zwracanie uwagi na rozwijanie u dzieci myślenia przestrzennego zwiększa osiągnięcia w matematyce i naukach ścisłych oraz może promować zainteresowanie przyszłą karierą w dyscyplinach STEM.

Jeśli uczniowie poczują, że nie mogą odnieść sukcesu w danym działaniu, wycofują się. Ludzie, w tym studenci, lubią rozwiązywać¹³ problemów. Ludzie nie lubią pracować nad problemem, który wydaje się nieosiągalny. Dla nauczycieli oznacza to korzystanie z lekcji, które pozwalają uczniom doświadczyć natychmiastowego sukcesu i zapewnianie uczniom informacji zwrotnej na temat ich sukcesów. Laboratoria VEX GO i 123 STEM zostały zaprojektowane tak, aby umożliwić uczniom osiągnięcie natychmiastowego sukcesu i dodatkowo zawierają wskazówki dla nauczycieli, jak przekazywać skuteczną informację zwrotną.

Nauczyciele mogą czasami mieć wrażenie, że zawsze starają się zwrócić na siebie uwagę uczniów. Jest ku temu dobry powód: w każdej chwili uczniowie są nieustannie zasypywani informacjami. Jednak tylko tych informacji jest przechowywana w pamięci długotrwałej, skąd można je odzyskać do późniejszego wykorzystania. Aby informacje mogły zostać zapisane w pamięci długotrwałej, uczniowie muszą aktywnie się nimi posługiwać¹⁵. Jak zauważył kognitywista Daniel Willingham: „Pamięć jest pozostałością myśli”.¹⁶ W jaki sposób nauczyciele zachęcają uczniów do skupienia się i przemyślenia informacji zawartych na lekcji lub zadaniu? Zachęć uczniów do nawiązania osobistych kontaktów. VEX GO i 123 laboratoria STEM zapewniają uczniom osobisty kontakt na początku każdej lekcji.