В лабораторных занятиях по предмету STEM, таких как «Миссия по чистой воде», учащиеся сталкиваются с открытыми задачами. Эти задания побуждают учащихся погрузиться в изученные ими концепции, используя свои знания в динамичной исследовательской манере. Пройдя множество вводных лабораторных работ по STEM, таких как «Охота за сокровищами» и «Разрушитель замка», учащиеся закладывают прочную основу. Они изучают функциональность EXP, осваивают технические компоненты и пишут код в VEXcode, используя такие концепции, как последовательность и переменные. Приступая к своей первой открытой задаче, учащиеся вооружаются инструментами и знаниями, необходимыми для ее решения. Теперь, имея в своем распоряжении все эти знания и возможность искать дополнительную информацию, студенты готовы выйти за рамки подробных рекомендаций, предоставленных в предыдущих модулях.
Открытые задачи — это именно то, что и подразумевается под их названием: открытые. Студентам предлагается реальная проблема и схема ее решения, но пути, которые они выберут, будут столь же разнообразны, как и их собственное мышление. Именно в этом многообразии подходов и решений и происходит настоящее волшебство. Обучение и открытие в этих блоках тесно связаны с самой деятельностью, на которую влияют контекст и культура класса.1 По мере того, как учащиеся переходят к этим задачам, они начинают путь подготовки к будущему обучению и, как следствие, к своей потенциальной будущей карьере.2
Обучение в условиях открытого вызова
Трехэтапный процесс, которому следуют учащиеся в рамках открытого задания, призван стимулировать их обучение. Эти задачи призваны подтолкнуть учащихся к борьбепространству, где они могут развить такие важные привычки, как настойчивость, гибкое мышление и активное обучение. Эта борьба может быть трудной и порой приводит к разочарованию, поскольку студенты повторяют процесс снова и снова. Может возникнуть соблазн вмешаться и предложить решения, но истинный успех в решении этих проблем заключается в том, чтобы направлять студентов с помощью вопросов, которые помогут им самостоятельно справиться со своими разочарованиями — в том, чтобы вы предложили решение.
Содействие продуктивной борьбе
Атмосфера в классе, включая отношения между учителем и учеником, играет решающую роль в поддержке учащихся в продуктивной борьбе.3 Такая борьба побуждает учащихся противостоять и расширять имеющиеся у них знания и навыки, а также развивать их способность выражать сомнения и разочарования.4 Когда они узнают о датчике зрения AI Vision, компонентах VEX EXP, реальных STEM, кодировании и даже о своих собственных социально-эмоциональных навыках, ваша роль как учителя — стоять рядом с ними. Наблюдая, проверяя и задавая содержательные вопросы, вы можете гарантировать, что учащиеся чувствуют поддержку и услышанность на протяжении всего процесса.5
Обучение через открытие
Студенты учатся через открытие, активно взаимодействуя с материалом и концепциями таким образом, который поощряет исследование и выяснение, как это представлено в этих открытых заданиях. Такой подход к обучению позволяет учащимся взять на себя ответственность за свой образовательный путь, поскольку они являются не просто получателями информации, но и активными участниками процесса обучения. Когда учащимся предоставляется свобода исследовать, задавать вопросы и проверять гипотезы, у них формируется более глубокое понимание предмета. Такой тип обучения развивает критическое мышление и навыки решения проблем, поскольку учащихся побуждают мыслить творчески и устанавливать связи между концепциями, с которыми они могут не столкнуться в ходе традиционного обучения. Эти переходы и связи происходят в рамках каждой фазы, но наиболее выражены, когда учащиеся начинают переход от одной фазы к другой.
Представленные три этапа, помогающие организовать учащихся в рамках заданий открытого типа, помогают обеспечить как основу для выполнения задания, так и основу для поощрения учащихся к размышлениям о своем мышлении. На каждом этапе учащиеся будут концентрироваться на определенном аспекте процесса решения проблем и получат указание проконсультироваться с вами для получения одобрения, прежде чем двигаться дальше. Обратите внимание, что это не чисто линейный процесс. Студенты неизбежно будут переходить от одной фазы к другой на протяжении всего задания, поскольку они находят новые вопросы или стремятся усовершенствовать свои планы.
Структура этих фаз заставляет студентов постоянно думать о том, что они знают, чего не знают и чему им нужно научиться, чтобы достичь цели задания.
Фаза 1: Планирование
Первый шаг к решению проблемы — ее понимание и составление плана. Целью этапа 1 является документирование и представление учащимися возможных решений для решения поставленной задачи.
Между этапами 1 и 2 студенты должны определить, как перейти от идеи к конкретному плану с псевдокодом. Успешный переход от идеи к псевдокоду требует глубокого концептуального знания задачи и поведения, связанного с выполнением плана. Это задача. Именно эти переходы создают продуктивную борьбу и возможность для вопросов и исследований. Например, если учащиеся не уверены, какие модели поведения связаны с использованием данных от датчика AI Vision или какие данные предоставляет датчик, то учащиеся могут использовать ранее изученные ресурсы для определения этих моделей поведения и данных.
Фаза 2: Псевдокодирование
Следующий шаг — разбить план на составляющие этапы. Целью этапа 2 является документирование и представление учащимися подробного псевдокода, демонстрирующего шаги и действия, необходимые для реализации их плана по выполнению задачи.
Между этапами 2 и 3 учащиеся должны использовать свое концептуальное понимание псевдокода и перенести это поведение в код. Этот переход включает в себя несколько элементов, над которыми учащимся предстоит поработать. Первый элемент — это прямая корреляция в их псевдокоде между поведением, например, обнаружением красного бакибола в поле зрения датчика и использованием блока «Сделать снимок». Во-вторых, это последовательность такого поведения. Учащиеся должны иметь начальное представление о последовательности, но оно изменится по мере того, как они начнут тестировать и итерировать свои проекты VEXcode. Студенты изучают как тактические знания по созданию проекта VEXcode, так и концептуальные элементы преобразования псевдокода в логические элементы, такие как условные операторы. Опять же, учащимся неизбежно придется нелегко в этом процессе. Чтобы преодолеть эти неприятные моменты, им необходимо полагаться на свою группу, имеющиеся у них ресурсы и собственную креативность.
Фаза 3: Создание и тестирование
Следующим шагом будет создание и тестирование проекта VEXcode для решения этой задачи. Целью этапа 3 является создание учащимися проекта VEXcode, который выполнит поставленную задачу, на основе плана и псевдокода, которые они создали ранее.
Как упоминалось ранее, эти фазы носят итеративный характер и будут повторяться много раз. Помните, что учащиеся могут разочароваться в этих переходах или в постоянном повторении фаз — это нормально! Продуктивная борьба и обучение через открытия могут быть неприятными, но вы рядом, чтобы поддержать своих учеников на этом пути. Если вы хотите подробнее поговорить о продуктивной борьбе и открытых заданиях, пожалуйста, поделитесь своими вопросами в сообществе PD+ или запланируйте сессию 1 на 1.
Дополнительную информацию об открытых заданиях и их организации можно найти в руководствах по организации для каждого из модулей открытых заданий. Руководства по проведению занятий можно найти на учительском портале для каждого лабораторного блока STEM.