Używanie VEX 123 do wspierania nauczania umiejętności czytania i pisania oraz myślenia matematycznego – Biblioteka VEX

Często w szkołach podstawowych duży nacisk kładzie się na nauczanie umiejętności czytania i pisania oraz matematyki. Chociaż fonika, słowa wzrokowe i płynność są ważne dla rozwijania umiejętności czytania i pisania u młodych uczniów, umiejętność czytania i pisania to coś więcej niż tylko te elementy. Umiejętność czytania i pisania obejmuje także umiejętności językowe, takie jak mówienie i słuchanie, a także umiejętności wizualne i pisemne, które przekładają się na pisanie.¹ Podobnie fakty matematyczne, liczenie i operacje są rzeczywiście podstawą uczenia się matematyki, ale to tylko jeden element układanki. Myślenie matematyczne obejmuje rozumowanie przestrzenne i abstrakcję, a także umiejętności wzrokowo-motoryczne lub umiejętność łączenia liczb i ilości.² Jednakże, gdy istnieją obawy dotyczące umiejętności czytania i pisania lub osiągnięć w matematyce (lub ich braku), pierwszym odruchem często jest dodanie większej liczby ćwiczeń na pamięć, niekoniecznie myśląc o szerszej perspektywie lub o tym, jak umiejętność czytania i pisania oraz myślenie matematyczne rozwijają się przez cały okres dzieciństwo.

Obraz ilustrujący wyniki badań w dziedzinie edukacji, zawierający wykresy i diagramy prezentujące trendy danych i analizy związane z wynikami w nauce.

Funkcja wykonawcza i umiejętności podstawowe

U podstaw umiejętności czytania i pisania, myślenia matematycznego oraz większości tego, co zwykle uważa się za „gotowość szkolną”, leżą funkcje wykonawcze, pamięć robocza, zdolności motoryczne i przestrzenne.³ Te podstawowe elementy uczenia się, często uważane za predyktory sukcesu szkoły, jeśli chodzi o kształtowanie programów nauczania, rzadko poświęca się czas lub miejsce w ciągu dnia szkolnego, nie mówiąc już o włączeniu ich do nauczania czytania i pisania lub matematyki. Wiadomo jednak, że umiejętności przestrzenne są predyktorem osiągnięć w matematyce, zdolności motoryczne są warunkiem wstępnym nauki pisania, a funkcje wykonawcze umożliwiają uczniom skupienie się na czytanym fragmencie, dekodowanie nieznanego słowa i nadanie sensu znaczeniu zdania.⁴

Termin funkcja wykonawcza obejmuje szereg umiejętności i procesów, w tym samokontrolę (np. zatrzymanie impulsu i zrobienie czegoś innego), elastyczność poznawczą (np. przechodzenie lub przechodzenie z jednej czynności do drugiej) oraz pamięć roboczą (procesy potrzebne do utrzymania śledzenie informacji podczas pracy z nimi).⁵ Z funkcjami wykonawczymi powiązane są umiejętności motoryczne i przestrzenne oraz leżące u ich podstaw procesy poznawcze związane z ruchem oraz naszą percepcją obiektów i ich ruchów.⁶ Wszystkie one są zaangażowane w naukę uczniów w klasie, a także w rozwój umiejętności czytania i pisania oraz matematyki.⁷

Funkcja wykonawcza w kontekście

Rozważmy na przykład zadanie ucznia siedzącego przy biurku, polegającego na przeczytaniu zdania i napisaniu odpowiedzi.

Umiejętności motoryczne są potrzebne, aby uczeń miał stabilność, aby móc siedzieć prosto przy biurku, oraz umiejętności motoryczne, aby trzymać, chwytać i kontrolować ołówek podczas pisania.
Aby umieścić pisemną odpowiedź na linii na papierze i pisać w zadanej przestrzeni, łącząc litery w słowa, potrzebne są umiejętności przestrzenne.
Umiejętności wzrokowo-przestrzenne są niezbędne, aby uczniowie mogli zapisywać swoje teksty na papierze, a nie przepisywać je lub przechodzić z jednego wiersza do drugiego.
Aby móc poprawnie sformułować odpowiedź, potrzebna jest pamięć robocza, aby przeczytać i zrozumieć zdanie.
Samokontrola jest konieczna, aby uczeń mógł zająć się danym zadaniem, a nie wstawać i robić dla niego coś bardziej ekscytującego, na przykład budowanie w przestrzeni z klocków lub rysowanie.
Elastyczność poznawcza jest konieczna do prawidłowego interpretowania liter i prawidłowego stosowania wiedzy o fonice (np. „e” w „zestawie” wydaje inny dźwięk niż każde „e” w „kasowaniu”), aby dokładnie przeczytać zdanie i napisać odpowiedni i czytelny odpowiedź.⁸

Podobny schemat pojawia się w przypadku matematyki, gdzie uczniowie muszą interpretować liczby, zapamiętywać je, wykonywać obliczenia i zapisywać dokładne odpowiedzi. A gdy w grę wchodzi problem słowny, obciążenie poznawcze związane z czytaniem, interpretacją problemu i stosowaniem do niego zarówno foniki, jak i zmysłu liczb, w celu obliczenia i napisania prawidłowej odpowiedzi, zwiększa znaczenie tych podstawowych umiejętności. Dobra wiadomość jest taka, że umiejętności przestrzenne można udoskonalić dzięki ćwiczeniom i informacjom zwrotnym,⁹ , a praktykę tę można wykonywać na niezliczone sposoby – łącznie z kodowaniem robota, takiego jak VEX 123.

Wizualna reprezentacja związana z badaniami edukacyjnymi, ilustrująca kluczowe koncepcje lub wyniki danych odnoszące się do danego tematu. Obraz uzupełnia treść sekcji „Badania” w kategorii Edukacja.

Umiejętności podstawowe, funkcja wykonawcza i VEX 123

Kodowanie robota 123 obejmuje wiele umiejętności podstawowych warunkujących gotowość szkolną, a także rozwój umiejętności czytania i pisania oraz matematyki. Rozważmy na przykład zadanie polegające na zakodowaniu robota 123 w celu przejazdu z jednego miejsca do drugiego na polu.

Na osiągnięcie tego celu składa się wiele elementów, m.in.:

Aby ustawić pole i robota we właściwej pozycji i orientacji, potrzebne są umiejętności przestrzenne.
Do zaplanowania ścieżki robota potrzebne są umiejętności wizualno-przestrzenne. Łączy się to z umiejętnościami motorycznymi i przestrzennymi niezbędnymi do pisania i dokumentowania planu na papierze do druku.
Aby obudzić robota 123 i ustawić go w pozycji wyjściowej, potrzebne są zdolności motoryczne.
Do naciskania przycisków dotykowych potrzebna jest pamięć robocza i zdolności motoryczne, aby zakodować robota tak, aby pasował do planu.
Umiejętności liczenia służą do bezpośredniego powiązania naciśnięć przycisków z zachowaniami (tj. dwukrotne naciśnięcie przycisku powoduje przesunięcie się o dwa pola).
Do wykonywania wieloetapowych instrukcji potrzebne są umiejętności językowe i słuchanie, a także samokontrola, aby utrzymać się przy zadaniu i pracować z partnerem.
Elastyczność poznawcza i umiejętności wizualno-przestrzenne są potrzebne, aby określić, w jaki sposób debugować projekt, jeśli robot nie porusza się zgodnie z zamierzeniami, lub aby przejść do następnej części wyzwania związanego z kodowaniem.

An infographic illustrating key research findings in education, featuring charts and statistics that highlight trends and insights relevant to educational practices and outcomes.

Czynność kodowania robota w celu osiągnięcia określonego celu obejmuje nie tylko wiele podstawowych umiejętności, ale robota 123 można również wykorzystać do wzmocnienia określonych umiejętności akademickich. Wszystkie powyższe praktyki są nadal uwzględniane i dodatkowo uzupełniane umiejętnościami czytania i pisania lub matematycznymi, gdy robot jest używany do wykonywania takich czynności jak:

Przejeżdżaj po literach, aby uczniowie mogli wymawiać słowa za pomocą robota
Jedź, żeby zobaczyć słowa zapisane na Polu i przeczytaj je
Przejdź do punktów fabuły opowieści w odpowiedniej kolejności
Odtwórz historię za pomocą robota, aby wykazać się umiejętnością czytania ze zrozumieniem
Prowadź robota wzdłuż osi liczbowej, aby rozwiązać problem dodawania
Użyj robota jako symbolu < lub > , aby obrócić się w stronę większej lub mniejszej wartości
Jedź do numerów od 11-20 na polu w kolejności
Użyj robota z osią liczbową, aby rozwiązać problem odejmowania

Każdy z tych przykładów pokazuje proste wdrożenia, w których kodowanie Robota 123 służy do wspierania budowania podstawowych umiejętności w zintegrowany i angażujący sposób. Zamiast ćwiczyć słowa wzrokowe za pomocą fiszek lub używać arkusza ćwiczeń i ołówka do rozwiązywania problemów matematycznych, Robot 123 służy do osadzania funkcji wykonawczych, umiejętności przestrzennych i motorycznych w tych praktykach, jednocześnie motywując uczniów za pomocą robota!

VEX 123 jest zgodny z celami programowymi

Inaczej mówiąc, oto kilka kluczowych kryteriów oceny, które są często używane w klasach, wraz z ćwiczeniami, które można wykonać za pomocą VEX 123, aby je dostosować.

Język i umiejętność czytania i pisania¹⁰:

Wykazuje świadomość fonemiczną - W ćwiczeniu Code and Read Lab w ramach jednostkilaboratorium STEM Touch to Code uczniowie kodują robota 123, który porusza się po literach (lub fonemach) zapisanych na kafelku, aby wymawiać słowa za pomocą robota. Zadanie Wyszukiwanie słów za pomocą robota polega na tym, że uczniowie kierują swoim robotem 123 do liter na kafelku, aby przeliterować jak najwięcej słów i je zapisać.
Rozumie i interpretuje lub reaguje na teksty fikcyjne i non-fiction - Jednostka laboratorium STEM „Poznaj swojego robota” angażuje uczniów w opowieść, aby dowiedzieć się o cechach i funkcjach robota oraz jak współpracować partnerem, aby skutecznie go używać. W ramach serii zajęć „ Dragon in the Village uczniowie słuchają opowiadanej historii, a następnie odgrywają główne wątki historii przy pomocy robota 123.
Wykorzystuje strategie pisania w celu przekazywania pomysłów - Wykorzystanie materiałów do wydruku VEX 123 w celu wsparcia planowania ścieżki i dokumentowania projektów, takich jak te stosowane w jednostce Przejście od dotyku do kodowania STEM Lab Unit, w której uczniowie ćwiczą pisanie i rysowanie w celu przedstawienia swoich projektów.
Wykorzystuje rozszerzone słownictwo i język w różnych celach - Za każdym razem, gdy uczniowie omawiają projekt w swojej grupie lub dzielą się strategiami kodowania w trakcie przerwy w zabawie lub w sekcji Udostępnianie w ramach jednostki laboratoryjnej STEM, np. opowiadając o tym, jak czujnik oka pomaga robotowi 123 zobaczyć dom babci lub wilkowi w jednostce laboratoryjnej STEM Little Red Robot, wykorzystują słownictwo związane z opowiadaniem historii i kodowaniem, aby wyjaśnić swoje pomysły, formułować przewidywania i odpowiadać na pytania.

Myślenie matematyczne¹¹:

Stosuje koncepcje i strategie do rozwiązywania problemów matematycznych - Laboratorium STEM na osi liczbowej Jednostka polega na tym, że uczniowie używają robota 123 na osi liczbowej do rozwiązywania problemów z dodawaniem i/lub odejmowaniem.
Używa prostych narzędzi i technik do pomiaru przy użyciu standardowych i niestandardowych jednostek - Aktywności takie jak Wyścig kosmiczny lub Posprzątaj swój pokój Poleć uczniom wykorzystanie jednostek takich jak „kroki robota” do zaprogramowania ich 123 Robota tak, aby pokonał określone odległości w celu wykonania zadania.
Wykazuje zrozumienie liczb i ilości - Za każdym razem, gdy uczniowie planują projekt polegający na jeździe robotem 123 do określonej lokalizacji, muszą przetworzyć liczbę niezbędnych kroków i dopasować ją do naciśnięć przycisków dotykowych lub kart kodera, jak w przypadku jazdy do skarbu w Laboratorium STEM Robot Treasure Hunt w jednostce laboratoryjnej STEM Wprowadzenie do kodowania.
Bada i rozwiązuje problemy przestrzenne, wykorzystując pomoce dydaktyczne, rysunki i język przestrzenny. - Za każdym razem, gdy uczniowie korzystają z materiału do wydruku VEX 123, takiego jak arkusz planowania projektu i ruchu w części Visit the Tigers and Bears Lab w jednostce Moving from Touch to Coder STEM Lab Unit, wykorzystują język przestrzenny, rysunki i pomoce dydaktyczne do planowania i realizacji projektu, w ramach którego robot 123 będzie przemieszczał się w różne miejsca.

Infografika ilustrująca najważniejsze wyniki badań w dziedzinie edukacji. Zawiera wykresy i statystyki podkreślające trendy i spostrzeżenia przydatne nauczycielom i badaczom.

Wszechstronność VEX 123 jako narzędzia dydaktycznego umożliwia nauczycielom wprowadzanie informatyki do wielu obszarów ich zajęć, w tym umiejętności czytania i pisania oraz matematyki. Niezależnie od tego, czy chodzi o centrum edukacyjne, czy jako część lekcji dla całej klasy, VEX 123 oferuje nauczycielom i uczniom możliwość zdobycia praktycznych informacji zwrotnych na temat bogactwa podstawowych umiejętności wspierających naukę i rozwój. Aby dowiedzieć się więcej o funkcjach wykonawczych, umiejętnościach przestrzennych i motorycznych oraz ich powiązaniu z nauką, obejrzyj wywiadów z Claire Cameron, autorką książki Hands On, Minds On, w bibliotece wideo PD+.

¹ Dichtelmiller, Margo L. i in. glin. System próbkowania pracy w wieku od przedszkola do klasy trzeciej: wytyczne zbiorcze. Wydanie czwarte, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Praktyczne, umysłowe: Jak funkcje wykonawcze, zdolności motoryczne i przestrzenne sprzyjają gotowości szkolnej. Teachers College Press, 2018.

³ Tamże.

⁴ Tamże.

⁵ Cameron, Claire E. Wywiad przeprowadzony przez Jasona McKennę. Wywiad z Claire Cameron, część 2: Funkcja wykonawcza, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Tamże.

⁷Tamże.

⁸Cameron, Claire E. Praktyczne, umysłowe: Jak funkcje wykonawcze, zdolności motoryczne i przestrzenne sprzyjają gotowości szkolnej. Teachers College Press, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Wywiad przeprowadzony przez Jasona McKennę. Wywiad z Claire Cameron, część 4: Umiejętności przestrzenne, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Dichtelmiller, Margo L. i in. glin. System próbkowania pracy w wieku od przedszkola do klasy trzeciej: wytyczne zbiorcze. Wydanie czwarte, Pearson, 2001.

¹¹ Tamże.