Quando os alunos participam nas atividades dos cursos VEX AIM, utilizam um processo cíclico de alternar entre a condução do robô com o VEX One Stick Controller e depois a codificação do robô com o VEXcode AIM. Este artigo descreve o ciclo, porque é importante e como facilitá-lo na sala de aula.
O que é o Ciclo de Condução e Codificação?
O ciclo de direção e codificação é um processo de aprendizagem iterativo em que os alunos primeiro dirigem manualmente o robô para completar uma tarefa, criando um modelo físico do comportamento desejado e, em seguida, utilizam esse modelo para informar a sua codificação. Ao conduzir o robô utilizando o controlador, os alunos experienciam diretamente os movimentos do robô e as interações com objetos e ambientes. Estas experiências práticas orientam os alunos enquanto codificam o robô para que este funcione de forma autónoma, com os insights da codificação a refinarem as suas futuras estratégias de condução.
Porque é que o ciclo é importante?
A investigação indica que a combinação de experiências concretas e representações abstratas melhora significativamente a aprendizagem em comparação com a utilização de qualquer um dos métodos isoladamente1. O ciclo proporciona aos alunos um processo para passar do concreto ao abstrato e vice-versa, para facilitar a resolução de problemas com um robô.
Criação de um modelo físico dirigindo
Conduzir o robô para completar uma tarefa antes da codificação oferece aos alunos uma forma prática e tangível de visualizar:
- Como o robô se move no espaço, incluindo a velocidade, a direção e o raio de viragem.
- Como o robô responde à entrada do sensor, como a que distância o sensor de visão de IA pode reconhecer um determinado objeto.
- Como o robô interage com os objetos, como obstáculos no campo que devem ser evitados ou apanhados e movidos.
- Como diferentes caminhos podem ser utilizados para chegar ao mesmo resultado final.
Esta representação concreta de diferentes comportamentos dos robôs pode então ser traduzida em conceitos de codificação mais abstratos necessários para criar um projeto de codificação bem-sucedido. Documentar as descobertas feitas enquanto conduzem fornece uma fonte adicional de apoio para os alunos consultarem quando passarem para a fase de codificação.
Criação de um modelo computacional por codificação
TO modelo mental físico que os alunos criaram ao conduzir pode depois ser aplicado nos seus projetos de codificação. Os alunos podem começar com os conhecimentos que desenvolveram enquanto conduziam para planear e construir o seu projeto de codificação, que se tornou mais concreto à medida que construíam a partir da experiência real e tangível de condução. Assim que os alunos testarem os seus projetos de codificação, poderão regressar ao mundo concreto da condução para os ajudar a iterar e melhorar os seus projetos.
Documentar os projetos e quaisquer alterações feitas nos mesmos durante a fase de codificação do ciclo fornece novamente aos alunos uma ferramenta metacognitiva que podem utilizar para os ajudar à medida que iteram nos seus projetos de codificação.
Facilitando o ciclo de condução e codificação
A secção Prática Guiada de cada lição e desafio de unidade num Curso VEX AIM fornece instruções passo a passo para que o aluno e o professor se envolvam nesta parte da lição. São fornecidos links para cartões de tarefas imprimíveis para a parte de direção do ciclo e para o ciclo de codificação. Para saber mais sobre como utilizar cartões de tarefas, o artigo Utilizar cartões de tarefas com alunos.
Facilitar a fase de condução
- Estabeleça expectativas de colaboração para garantir que cada membro do grupo participa na parte de Prática Orientada da lição. Para mais informações sobre a colaboração durante a codificação, consulte o artigo Utilizar a programação em pares para a colaboração dos alunos.
- Partilhe o cartão de tarefa de condução com os alunos. Certifique-se de que todos os alunos compreendem o objetivo da tarefa e configuraram os seus campos como mostrado na página da lição.
- Circule pela sala enquanto os alunos se revezam para completar a tarefa de condução, conforme descrito no cartão de tarefas. Os alunos devem utilizar as perguntas para discussão no cartão de tarefas para orientar a conversa enquanto conduzem. Ao visitar cada grupo, utilize as perguntas nas notas do professor fornecidas para orientar os alunos a desenvolver uma hipótese sobre a melhor forma de começar a codificar os seus projetos, com base na sua experiência de condução.
- Os alunos devem utilizar os critérios de sucesso e a lista de verificação no cartão de tarefas para terem a certeza de que completaram a parte de condução da Prática Guiada. Depois de o fazerem e de documentarem a sua prática utilizando o radical da frase e o desenho na parte inferior do cartão de tarefas, devem entrar em contacto consigo para partilhar a hipótese que o grupo formou durante a condução, juntamente com as provas que têm para a apoiar.
Facilitar a fase de codificação
- Distribua o cartão de tarefas de codificação, lembrando os alunos de utilizarem a hipótese que estabeleceram durante a fase de condução para começarem a construir o seu projeto VEXcode AIM.
- Circule pela sala enquanto os alunos se revezam para completar a tarefa de codificação, conforme descrito no cartão de tarefas. Os alunos devem utilizar as perguntas para discussão no cartão de tarefas para orientar a conversa enquanto codificam. Ao visitar cada grupo, utilize as perguntas nas notas do professor fornecidas para fazer com que os alunos compreendam o conteúdo da lição e os oriente para conclusões.
Alternar entre conduzir e codificar conforme necessário
Depois de os alunos terem criado o seu projeto de codificação inicial e documentado os seus testes no cartão de tarefas de codificação, deverão iterar entre a condução e a codificação para melhorar o seu projeto quantas vezes forem necessárias. Os alunos devem ser sempre encorajados a escolher uma ideia para testar e melhorar de cada vez, em vez de fazer muitas alterações de uma só vez. Continue a circular pela sala, pedindo aos alunos que expliquem em que ponto estão no processo, que alterações fizeram no projeto e porquê.
Ao facilitar o ciclo de forma eficaz, os professores podem ajudar os alunos a envolverem-se com os conceitos de codificação de formas abstratas e concretas, promovendo uma compreensão mais profunda. Informações detalhadas sobre a implementação do ciclo podem ser encontradas no Curso Introdutório VEX AIM no PD+.
1 Pashler, Harold, e outros. Organizar a instrução e o estudo para melhorar a aprendizagem dos alunos (NCER 2007-2004). Centro Nacional de Investigação Educacional, EUA Departamento de Educação, 2007.