Социально-эмоциональное обучение и робототехника: аутентичная интеграция с VEX 123

Введение

Представьте себе такую ​​ситуацию: в классе детского сада небольшая группа учеников работает вместе в учебном центре, пытаясь упорядочить нажатия кнопок, чтобы робот двигался по нарисованному ими пути. Робот делает неверный поворот, ученики переглядываются и хмурятся. Кто-то предлагает другую идею, и они пробуют еще раз, с тем же результатом. Затем учитель напоминает ученикам, что они могут рисовать свои шаги, чтобы они не теряли счет при нажатии кнопок, и дает им рабочий лист. Один учащийся рисует свой путь на листе, затем другие по порядку раскрашивают нажатия кнопок. Когда они снова пробуют свой проект, робот делает то, что они задумали. Учащиеся делятся своим волнением со своим учителем, который поздравляет их с упорством.

Это информатика (CS) или социально-эмоциональное обучение (SEL)? Часто обучение предметным областям, информатике или чему-либо еще, и SEL рассматриваются как находящиеся на противоположных берегах образовательной реки. Однако подлинные возможности решения проблем, подобные этой и многим другим в области компьютерных наук и образования, — это не просто CS или SEL — они оба неразрывно связаны между собой.

Несмотря на то, что можно многому научиться из конкретных уроков и занятий социально-эмоционального обучения, которые выводят на передний план такие темы, как эмоции, настойчивость, разрешение конфликтов и саморегуляция; это не единственный раз, когда учащиеся участвуют в социальном и эмоциональном обучении в течение школьного дня. Более того, традиционные краткосрочные, изолированные усилия по продвижению SEL не оказались столь же эффективными по своему воздействию, как долгосрочные, скоординированные усилия.¹ Человеческий элемент школьного обучения, особенно в младших классах, означает, что все предметы и ежедневные задания содержат в себе некоторый компонент социального или эмоционального обучения. Наши эмоции являются частью всего, что мы делаем, и знание того, что это за чувства, почему мы их испытываем, и как справляться с этими чувствами просоциальными способами, подчеркивает каждое взаимодействие и урок, который мы преподаем и усвоим в раннем детстве. . С этой точки зрения, какой лучший союз может быть между социально-эмоциональным обучением и предметной областью, которая вращается вокруг решения проблем, исследования, итерации и сотрудничества?

VEX 123 предлагает начинающим преподавателям и учащимся возможность внедрить концепции информатики в учебный день, одновременно извлекая выгоду из возможностей социально-эмоционального обучения, предоставляемых совместной работой с роботом. С помощью лабораторий и мероприятий VEX 123 STEM учащиеся естественным образом попадают в ситуации, когда им нужно проявить настойчивость и попробовать еще раз, они испытывают целый ряд эмоций и нуждаются в просоциальном общении, а также где они могут развить чувство самоэффективности и принять мышление роста. VEX 123 объединяет информатику и SEL аутентичным образом, что развивает естественное любопытство учащихся к окружающему миру и укрепляет их навыки XXI века.

Что такое социально-эмоциональное обучение (SEL) и почему оно важно?

Общепризнано, что для того, чтобы учащиеся были успешными в школе, начиная с начальной школы и, в конечном итоге, в карьере, они должны быть не только академически компетентными, но также социально и эмоционально компетентными.² «Забота о социальном и эмоциональном развитии учащихся не является дополнительной обязанностью школы наряду с академическим обучением, а, скорее, является неотъемлемым и необходимым аспектом, помогающим всем учащимся добиться успеха».³ Организация по академическому, социальному и эмоциональному обучению (CASEL) определила пять ключевых наборов компетенций, которые включают социальное и эмоциональное обучение: самосознание, самоконтроль, социальная осведомленность, навыки взаимоотношений и ответственное принятие решений».⁴ Эти пять основных компетенций подчеркивают нашу способность учиться как в классе, так и за его пределами, а также отражают социально-эмоциональную осведомленность, необходимую для эффективного взаимодействия с другими людьми. Навыки обучения в 21 веке, такие как сотрудничество и общение, опираются на основу SEL, что делает его необходимым компонентом образовательной практики с раннего возраста.

Источник: Всемирный экономический форум. «Новое видение образования: содействие социальному и эмоциональному обучению с помощью технологий». Женева: Всемирный экономический форум, 2016.

Знание того, как связаны мысли, чувства и поведение, позволяет нам развивать социальные навыки, необходимые для обучения у других и вместе с ними на протяжении всей нашей жизни. Развитие саморегуляции является важной частью работы в раннем детстве, а способность точно и эффективно называть и идентифицировать чувства является важным строительным блоком в этом процессе.⁵ Наши эмоции меняются в течение дня, и маленькие дети могут ощущать эти изменения с большой силой. Возможность озвучить эти чувства, дать им имя помогает поделиться этими чувствами с другими просоциальными способами. Это первый шаг к тому, чтобы обрести некоторый контроль над чувством и его выражением. Помощь учащимся в создании эмоционального словаря может помочь им заметить диапазон эмоций, которые они испытывают, и эффективно их называть, чтобы они могли начать управлять ими и регулировать их в контексте других. По мере того, как маленькие дети создают этот эмоциональный словарь, их поведение имеет тенденцию выражать свои чувства раньше, чем слова. Помочь детям увидеть эту связь между их действиями, выражениями и чувствами — это важный шаг к тому, чтобы дети увидели, что они контролируют свое поведение⁶ — и, что более важно, что их поведение не является отражением их самооценки. ценность.

Понимание того, как вы выражаете эмоции, связано с тем, как вы интерпретируете выражения эмоций других людей, — это важная часть развития эмпатии.⁷ Чтобы по-настоящему сочувствовать кому-либо, дети должны уметь определять, что чувствует другой человек, и связывать это с тем, как они сами испытывают это чувство. Классные занятия, которые делают социально-эмоциональное обучение общим делом, помогают учащимся развивать способность и ожидания эмпатии к своим сверстникам и учителям.

Это развитие эмпатии можно направить на поддержку поведения учащихся, развитие навыков взаимоотношений и саморегуляцию во время их взаимодействия друг с другом.⁸ Урегулирование разногласий и различий в чувствах с маленькими детьми является частью каждого класса, а помощь учащимся в регулярном разговоре о своих чувствах дает им инструменты, которые помогут им начать решать социальные проблемы самостоятельно.⁹ Предоставление учащимся возможности установить связь между своими чувствами и действиями и тем, как это влияет на чувства и действия других, создает пространство для возникновения петли эмпатии. Поэтому, когда возникают разногласия, в любом контексте, учащиеся могут работать над решением социальных проблем более здоровыми и эффективными способами.

Чтобы добиться успеха, детям необходимо чувствовать себя в безопасности и быть услышанными, чтобы они могли обрести уверенность в своей уязвимости и избежать осуждения со стороны других. Если рассматривать всю школьную деятельность через призму SEL, становится проще разработать эффективный подход к содействию социально-эмоциональному развитию, при котором обучение навыкам SEL встроено в общую педагогическую практику, а не только в отдельные уроки.¹⁰ Это распространяется на обучение студентов навыкам преодоления как отрицательных, так и положительных эмоций. Большое внимание уделяется развитию положительной самооценки детей, однако для обучения важно учитывать их переживание отрицательных эмоций, а также способность сохранять настойчивость и находить мотивацию, когда человек испытывает отрицательные эмоции.¹¹ Признание и настойчивость перед лицом неудач или чувства разочарования также связаны с выбором карьеры в более позднем возрасте, особенно с поиском путей, связанных с STEM, такими как информатика.¹²

Эмоциональные переживания учащихся являются скрытым течением, проходящим через каждое школьное взаимодействие, академическое и социальное, и поэтому обращение внимания на то, как социально-эмоциональное обучение включено в как можно большее количество аспектов учебной программы, может принести дивиденды учащимся по мере их развития. навыки века, такие как сотрудничество, общение, творчество и настойчивость.^{13 14}

Педагогические связи между SEL и робототехникой

Молодые студенты, естественно, интересуются окружающим их миром, а информатика и робототехника все больше становятся частью этого мира и повседневной жизни студентов в нем. Таким образом, использование роботов для ознакомления молодых студентов с информатикой позволяет извлечь выгоду из этого любопытства, поэтому его можно использовать для обучения различным навыкам и компетенциям, включая SEL. Роботы, такие как VEX 123, могут добраться до студентов до того, как у них выработается устойчивое представление о информатике или о себе по отношению к ней. Благодаря увлекательному практическому опыту работы с VEX 123 юные учащиеся могут начать видеть себя творцами и людьми, решающими проблемы в мире компьютерных наук,¹⁵ вызывая у них положительные ассоциации с самоэффективностью и борясь с проблемами восприятия, которые могут возникнуть в процессе обучения. отношение к информатике.¹⁶

Было доказано, что включение социально-эмоционального учебного материала в уроки робототехники и информатики повышает интерес маленьких детей к науке и ее применениям и их понимание.¹⁷ Хотя опыт, основанный на дизайне, такой как мастер-пространства и обучение на основе проектов, может вызвать первоначальный интерес, мотивация и самоэффективность учащихся в отношении дисциплин и опыта компьютерных наук напрямую зависят от их эмоциональных переживаний, особенно в младших классах.¹⁸ Исследователи все чаще начинают уделять внимание эмоциональному климату учащихся в классах и способам использования SEL для улучшения результатов обучения.^{19 20 21}

Робототехника хорошо подходит для педагогики, основанной на проектах, которая может поддерживать такие навыки, как критическое мышление, решение проблем, мышление более высокого порядка, проектирование и умозаключения, а также способствовать развитию поведенческих компетенций, таких как организованность, ответственность и сотрудничество.²² VEX 123 и связанная с ним учебная программа, основанная на проектах, могут предоставить учащимся междисциплинарный подход к изучению информатики и педагогику экспериментального обучения, благодаря чему учащиеся получают возможность увидеть «связь между содержанием, которое они изучают». изучение и применение этого контента аутентичными и актуальными способами».²³ Акцент на аутентичном, реальном решении проблем при работе с роботом требует от учащихся развития навыков 21 века – коммуникативной компетентности, способности работать совместно и творчески, а также демонстрировать навыки критического мышления и качества характера. такие как любопытство, настойчивость и адаптивность.^{24 25}

Хотя первоначальные успехи в области информатики и робототехники могут вызвать интерес у студентов, большая часть их обучения не обязательно будет мгновенно успешной. Студентам необходимо практиковаться в решении сложных задач — набор навыков, присущий не только компьютерным наукам, но и большинству областей жизни и обучения. Ощущение гордости, которая приходит с успехом после настойчивости, может зажечь и поддержать эту первоначальную искру; будучи подавленным моментами неудач, можно погасить его.²⁶ Восприятие неудачи как возможности для обучения, а не недостатка характера может не только способствовать творчеству и инновациям,²⁷ , но также способствует развитию установки на рост и позитивного чувства собственного достоинства. эффективность в решении проблем.²⁸

В течение обычного дня учащиеся испытывают различные эмоции разной интенсивности – от удовлетворенности утром до разочарования, что что-то пошло не так, до счастья, играя с другом, до разочарования, когда у них что-то пошло не так. разногласия с этим другом, и так далее, и так далее. Обучение с VEX 123 дает учащимся возможность испытать многие из тех же эмоций, но в безопасной, структурированной среде обучения, где ожидаются разочарования, неудачи и им предоставляется пространство.

Рассмотрим приведенный выше пример: учащимся нужно было решить проблему, заставляя своего робота 123 двигаться по заданному пути, и им потребовалось множество попыток и стратегий, чтобы найти решение. Им нужно было эффективно общаться друг с другом, проявлять терпение, чтобы пробовать новые идеи, и уметь слушать, чтобы понимать стратегические сигналы учителя. Студенты в группе одновременно ориентировались в своих собственных эмоциональных ландшафтах и ​​работали над этими чувствами в режиме реального времени, чтобы предложить осязаемые решения данной проблемы. Кроме того, они изучали последовательность команд и наблюдали связь между этими командами и поведением робота – основополагающие компоненты информатики. VEX 123 обладает уникальными возможностями, позволяющими сочетать концептуальные знания с социально-эмоциональным обучением, поскольку он может персонализировать обучение и опираться на естественное любопытство учащихся к окружающему миру, включая такие технологии, как робототехника.

VEX 123 как инструмент социально-эмоционального обучения

VEX 123 — это интерактивный программируемый робот, который убирает с экрана STEM, информатику и вычислительное мышление и воплощает их в жизнь для учащихся от Pre-K до 3-го класса. Платформа VEX 123 содержит как аппаратное обеспечение, так и учебную программу. Аппаратное обеспечение включает в себя робота 123 с сенсорным интерфейсом, кодировщик и карты кодировщика для создания более крупных проектов кодирования без экрана, а также поле, предоставляющее роботам четко определенное пространство для перемещения. Учебный компонент включает в себя STEM Labs, дополнительные уроки, основанные на практических совместных учебных мероприятиях по различным учебным областям с помощью 123 Robot; Занятия, короткие упражнения, связанные с содержанием и программированием, которые студенты изучают в классе; и Ресурсы для учителей, которые предлагают справочную информацию и поддержку для разработки и реализации учебных программ, например, рабочий лист, упомянутый во вводном примере. Платформа VEX 123 спроектирована как гибкая, предоставляя учителям и учащимся возможность включать VEX 123 в свое расписание таким образом, который наилучшим образом соответствует их потребностям – от использования мероприятий в учебном центре до участия всего класса во время кружка или даже в качестве практики по математике в небольших группах.

VEX 123 предназначен для практического обучения на основе опыта решения реальных задач, при этом учащиеся работают в группах для достижения своих целей. С помощью нескольких нажатий кнопок на сенсорном интерфейсе даже самые маленькие ученики могут стать «программистами» и изучить основы информатики в игровой форме. По мере того, как учащиеся продвигаются к созданию более крупных проектов и кодированию более сложных моделей поведения и логики, они могут использовать «Кодер» и «Карточки кодировщика» для создания более длинных последовательностей, циклов и даже для изучения условных операторов в своем коде.

Основные концепции информатики, такие как секвенирование и декомпозиция, связаны с другими областями учебной программы дошкольного образования, и VEX 123 предлагает преподавателям и учащимся возможность увлекательно практиковать эти навыки с помощью робота. Зачем использовать рабочий лист для тренировки последовательности, если вы можете выполнить то же действие на практике, написав код робота для выполнения аналогичной задачи? Вместо того, чтобы использовать пассивные практики, учащиеся, занимающиеся VEX 123, творчески решают проблемы и могут начать видеть себя таковыми. Работая с роботом 123, учащиеся изучают вычислительные способы мышления и поведения и активно создают проекты, которые они себе представляют, что способствует развитию их самоэффективности.²⁹

Педагогика обучения VEX 123, основанная на проектах, создает пространство для социального и эмоционального развития благодаря ее реализации, поскольку учащиеся испытывают и учатся справляться как с положительными, так и с отрицательными эмоциями. VEX 123, как и большая часть образовательной робототехники, настраивает учащихся на участие в решении реальных проблем, где им, вероятно, придется сохранять упорство перед лицом предполагаемой неудачи, поскольку они разрабатывают и повторяют решения подлинных проблем. . Выполнение этого индивидуально может быть сложной задачей, а в сочетании с совместным элементом робототехники необходимость развития у учащихся сильных социальных, эмоциональных и поведенческих навыков становится еще более очевидной. Способность справляться с неудачами, разочарованиями и расстройствами — это жизненные навыки, которым учащиеся учатся задолго до поступления в школу. Вместо того, чтобы защищать учащихся от подобных чувств, задачи по робототехнике, такие как VEX 123, могут предоставить богатые возможности для языкового, коммуникативного, социального и эмоционального обучения.³⁰

Как и другие методы STEM-педагогики, учебная программа VEX 123 позволяет учащимся создавать, тестировать и повторять свои проекты в своих группах, а уроки построены на диалоге, сотрудничестве и повторении. Первоначальный опыт студентов, направленный на немедленный успех, перерастает в более длительные занятия, где у них меньше шансов добиться успеха с первой попытки. Все учебные материалы органично включают в дизайн урока время и пространство для решения проблем, а также социально-эмоциональные методы обучения, связанные с сотрудничеством, общением, настойчивостью и устойчивостью.

В каждой лаборатории STEM VEX 123 есть три раздела: «Взаимодействовать», «Играть» и «Поделиться». Во время части «Вовлечение» учащиеся могут установить личную связь со своим обучением, поскольку концепция лаборатории знакомится посредством облегченной беседы или демонстрации под руководством инструктора. Студенты могут поделиться первоначальными впечатлениями, чувствами и предыдущим опытом и создать коллективную основу для группы. Игровая часть, состоящая из двух частей, предлагает учащимся возможность работать в небольших группах с роботом 123 над программированием и тестированием проектов для достижения цели. Кодирование может осуществляться с помощью сенсорного интерфейса или кодера и карт кодера. Перерыв в середине игры дает учащимся возможность поразмышлять над своим обучением, вместе решить проблемы и подготовиться к следующему этапу задания. Лаборатории STEM завершаются компонентом «Поделиться», во время которого учащиеся собираются вместе как целая группа, чтобы поразмышлять о своем обучении, поговорить о проблемах и отметить свое обучение и настойчивость. Заметки и ресурсы для преподавателей включены в материалы STEM Lab, предлагая рекомендации по обучению учащихся, сотрудничеству и поддержке развития SEL. Подсказки для беседы, заметки для ведущего и вопросы для размышления включены в педагогическую работу лабораторий STEM VEX 123 и вспомогательные материалы для учителей для поддержки SEL и развития навыков 21-го века, таких как устойчивость, настойчивость, сотрудничество и общение.

SEL не только включен в учебную программу, но и представлен более открыто, с помощью команд «Действовать» и социально-эмоционального обучения в специальных лабораториях STEM. Команды «Действие» — это предварительно запрограммированные сложные действия, которые можно использовать в проекте кодирования, чтобы робот 123 «разыграл» определенную эмоцию, например радость или грусть. Эти команды предлагают учителям и ученикам место встречи для обсуждения проявлений эмоций и поведения, которое соответствует различным чувствам. Эта концепция лежит в основе лабораторного подразделения SEL STEM «Ролевой игровой робот», в котором учащиеся начинают с наблюдения и обсуждения поведения, которое робот 123 выполняет для каждой команды «Действие». Затем они используют это для создания своих собственных «кодов эмоций», соединяя последовательности поведения роботов с эмоциональным словарем, исследуя связь между эмоциями и поведением людей. Говорить о чувствах и выражении эмоций может быть сложно для маленьких детей, но возможность сделать это в контексте программирования робота не только может сделать это более увлекательным занятием, но и дать учащимся столь необходимую дистанцию ​​между собой и изучаемой темой. стороны, занимаясь социально-эмоциональным обучением в безопасном пространстве.

Информатика, робототехника и SEL во многих отношениях являются подлинными партнерами в обучении учащихся и развитии навыков 21-го века, а VEX 123 предлагает преподавателям инструменты, позволяющие объединить эти предметы вместе в увлекательном и значимом учебном процессе для юных учащихся.

---