Виртуальное роботизированное решение: выводы из внедрения и последствия для будущего

Абстрактный

Образовательная робототехника привлекает учащихся к комплексному подходу STEM, который помогает учащимся понять концепции STEM, а также повысить положительное восприятие предметов STEM с раннего возраста. Когда разразилась пандемия COVID-19, использование физических роботов в очном классе стало невозможным. Была быстро разработана программа виртуального робота, которая будет работать со знакомой платформой кодирования и предоставить учащимся и преподавателям альтернативное роботизированное решение, которое можно будет использовать где угодно. В этой статье данные об использовании более чем миллиона учащихся по всему миру будут интерпретированы вместе с двумя практическими исследованиями учителей. Такое сочетание данных позволило лучше понять виртуального робота как инструмент обучения, а также обучающий ресурс. Тематические исследования учителей также выявили ряд важнейших потребностей, которые облегчают преподавание в таких непредсказуемых обстоятельствах. Наконец, эти данные показывают, что среда обучения виртуального робота может использоваться в качестве симбиотического дополнения к физическому роботу, чтобы помочь учащимся обрести уверенность в итеративном программировании, повысить интерес к образовательной робототехнике и предоставить учителям очень гибкий вариант обучения в будущем.

Ключевые слова

Виртуальный робот, образовательная робототехника, обучающая робототехника, решения для борьбы с COVID-19, STEM-образование, информатика, программирование

Введение

В последние годы робототехника и информатика все больше интегрируются в начальную и среднюю школу (от детского сада до 12-го класса) в Соединенных Штатах, чему способствуют национальные отчеты и политика. В 2015 году Национальный научный фонд заявил, что приобретение знаний и навыков в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM) становится все более важным для американцев, чтобы они могли полностью участвовать в наукоемкой глобальной экономике, что для каждого крайне важно иметь доступ к высококачественному образованию по темам STEM. Комитет Национального совета по науке и технологиям по STEM-образованию представил в 2018 году отчет, в котором изложена федеральная стратегия STEM-образования. В этом отчете отмечается, что «характер STEM-образования сам по себе превратился из набора пересекающихся дисциплин в более интегрированный и междисциплинарный подход к обучению и развитию навыков. Этот новый подход включает в себя преподавание академических концепций с помощью реальных приложений и сочетает в себе формальное и неформальное обучение в школах, обществе и на рабочем месте. Он стремится привить такие навыки, как критическое мышление и решение проблем, а также мягкие навыки, такие как сотрудничество и адаптивность». Этот национальный акцент на обучении STEM сопровождался увеличением количества исследований и инноваций в образовательных учреждениях, посвященных тому, как лучше внедрять технологии в классную комнату по темам STEM.

Робототехника предоставляет учащимся практический способ изучения концепций STEM. Базовые предметы STEM являются важными предметами в начальном и среднем образовании, поскольку они являются необходимыми предпосылками для углубленного обучения в колледже и аспирантуре, а также для повышения технических навыков на рабочем месте¹. Метаанализ² показал, что в целом образовательная робототехника повышает эффективность обучения по конкретным концепциям STEM. Исследования, проведенные во многих возрастных группах, показали, что робототехника повышает интерес учащихся и положительное восприятие предметов STEM^{3, 4, 5}, что, в свою очередь, повышает успеваемость в школе и способствует получению степени в области естественных наук^{6, 7, 8}. Для учащихся старших классов робототехника использовалась для поддержки подготовки к колледжу и технических профессиональных навыков^{9, 10, 11}, в то время как для учащихся начальной школы робототехника была введена для развития навыков исследования и решения проблем, а также для формирования позитивного восприятия тем STEM^{12, 13}. Знакомство с образовательной робототехникой оказалось особенно полезным для младших школьников, у которых уже в 4-м классе может сформироваться негативное отношение к предметам STEM¹⁴. Молодые студенты получают пользу от интегрированного контекста обучения и развивают более позитивное отношение к предметам STEM с ранним опытом успеха¹⁵.

Исследования также показали, что внедрение робототехники в процесс подготовки учителей к трудоустройству повышает их самоэффективность, знание предмета и навыки вычислительного мышления¹⁶. Хотя логично, что преимущества робототехники будут обнаружены как среди учителей, так и среди учащихся, внедрение робототехники в формальное педагогическое образование по-прежнему ограничено. Во многих странах традиционное педагогическое образование сосредоточено на дисциплинарных темах в области естественных наук и математики, в результате чего большинство учителей оказываются недостаточно подготовленными в области инженерии и технологий¹⁷и менее уверенно преподают темы STEM, не охваченные формальной подготовкой учителей, или устанавливают связи между дисциплинами STEM^{18, 19}. Bybee²⁰ отметил, что это ограничение тем STEM в педагогическом образовании приводит к недостаточной представленности инженерии и технологий, особенно в образовании K–8. Хотя преимущества включения робототехники в педагогическое образование очевидны¹⁶, альтернативу можно реализовать посредством непрерывного профессионального развития и неформального обучения в рамках сообществ практиков. Бандура²¹ выразил критический аспект контекстов социального обучения, и на основе этой концепции Лаве и Венгер²² обрисовали концепцию сообществ практики (CoP). В CoP участники объединяются вокруг общих интересов в определенной области, создают сообщество и обмениваются результатами исследований и идеями для дальнейшего развития навыков и знаний, развивая практику²². Вместо робототехники в формальном педагогическом образовании неформальное обучение и CoP могут предоставить аналогичные преимущества учителям и, более того, учащимся.

К сожалению, пандемия COVID-19 привела к масштабным глобальным сбоям в очном обучении, затронув практически всех учащихся по всему миру²³. Практический опыт обучения был приостановлен, что было основополагающей частью большинства учебных программ по робототехнике STEM, включая учебную программу по робототехнике, используемую линейкой образовательной робототехники VEX. Решения для дистанционного обучения были необходимы для быстрого создания виртуальной среды обучения, которая могла бы помочь учащимся изучать темы STEM аутентичным и содержательным образом. Компания VEX Robotics быстро создала VEXcode VR (далее просто «VR») — платформу с виртуальным роботом, который можно использовать так же, как и физического робота.

В этой статье будут рассмотрены данные об использовании, собранные платформой VR, чтобы получить представление о том, как выглядел этот виртуальный заменитель во время глобального сбоя. Также будут представлены два тематических исследования, которые предоставят контекст того, как учителя внедрили VR в своей среде дистанционного обучения. Двумя основными исследовательскими вопросами для данной статьи являются следующие:

1. Какую информацию могут дать данные об использовании и тематические исследования учителей об обучении учащихся с помощью виртуальной реальности после вспышки COVID-19?
2. Какую информацию могут предоставить учителя о внедрении виртуальной реальности в классе?

Хаос, посеянный Covid-19, особенно ощутили педагоги. Десятилетия опыта и уроков, предназначенных для очного обучения, были мгновенно перевернуты, однако этот сдвиг также побудил преподавателей экспериментировать с новыми инструментами и методами обучения. Понимание принятых решений и достигнутых результатов с точки зрения преподавателей, которые использовали инновационные решения, может дать представление о том, как внедрить новые технологии для улучшения обучения учащихся робототехнике и предметам STEM в будущем.

Методы

VEXcode VR. Когда в марте 2020 года в США закрылись школы, потребовалось решение, которое позволило бы учащимся заниматься робототехникой и темами STEM, работая удаленно. VR была разработана и запущена 2 апреля 2020 года, всего через несколько недель после того, как большинство школ перешли на виртуальный формат. VR-мероприятия были созданы в соответствии с другими учебными программами по робототехнике, а междисциплинарные уроки соответствуют стандартам контента. Платформа кодирования VEXcode VR аналогична среде кодирования, которую студенты обычно используют с физическими роботами, с добавлением виртуального интерфейса, как показано на рисунке 1. Вместо физического робота учащиеся создают проекты по управлению виртуальным роботом на тематической «игровой площадке», которая меняется в зависимости от вида деятельности. Студенты, начинающие программировать, используют блочное программирование, а продвинутые студенты используют текст на основе Python.

Рисунок 1. Интерфейс платформы VEXcode VR для мероприятия по очистке коралловых рифов.

VR-мероприятия были созданы как междисциплинарные, сочетающие в себе навыки информатики, которые являются основополагающими для управления виртуальным роботом, с темами из естественных наук или математики. В ходе этих занятий в виртуальной реальности учащиеся не только изучают программирование, но и научные исследования, математическое мышление и техническую грамотность — все компоненты интегрированной структуры STEM¹⁹. Уникальные обстоятельства, вызванные COVID-19, потребовали, чтобы учащиеся могли работать на уроках самостоятельно в смешанных, синхронных или асинхронных условиях. Для этого учащиеся знакомятся с целями обучения и целью деятельности. Затем используется прямое обучение для предоставления пошаговых инструкций и намеренной поддержки для последовательности обучения с целью понимания^{24, 25}. Затем учащиеся получают целевую поддержку, ведущую к решению финальной задачи по кодированию²⁶. Студенты узнают, что робототехника и программирование используются для решения практических междисциплинарных задач. Например, в задании «Очистка кораллового рифа» учащимся предлагается провести своего робота вокруг кораллового рифа, чтобы собрать как можно больше мусора, прежде чем их солнечная батарея разрядится. Загрязнение окружающей среды — это глобальная проблема, которую завтрашние студенты будут решать, и участие в этих аутентичных проектах, основанных на сценариях, помогает студентам применять навыки информатики в разных дисциплинах. 

Фигура 2. Контекст миссии по очистке коралловых рифов.

Учитывая, что студенты отделены от своих преподавателей, виртуальная среда должна быть максимально бесшовной, чтобы уменьшить рассеянное внимание и когнитивную нагрузку^{27, 28}. Учащиеся могут перетаскивать команды в свой проект и наблюдать, как их робот перемещается по игровой площадке виртуальной реальности в том же окне. Учащиеся могут добавлять любое количество блоков за раз, запуская проект после каждого добавления, чтобы увидеть, как их робот движется по игровой площадке. Это обеспечивает учащимся немедленную обратную связь и раннее ощущение успеха.

Кроме того, дистанционное обучение создало практические препятствия, которые VR необходимо было преодолеть. Школьные компьютеры часто имеют ограничения на загрузку приложений, из-за чего добавление программы становится препятствием в самых обычных обстоятельствах, не говоря уже о том, когда учащиеся удаленно используют школьные компьютеры. Но у учащихся может даже не быть доступа к школьным компьютерам для выполнения работы. Чтобы максимизировать доступ к виртуальной реальности, программа была полностью основана на Интернете (не требуется загрузка или плагины) и могла работать на множестве различных типов устройств, чтобы повысить вероятность того, что учащиеся смогут ее использовать.

Результаты

Данные об использовании. Представленные данные предоставлены Google Analytics. Поскольку VEXcode VR полностью основан на браузере, существует ряд различных показателей, которые дают представление о том, как эта виртуальная роботизированная среда используется во всем мире. С момента запуска в апреле 2020 года число пользователей VR ежемесячно увеличивалось, и теперь их число превысило 1,45 миллиона в более чем 150 странах.

Рисунок 3. Страны с пользователями VR по всему миру.

Учитывая график распространения COVID-19 и выпуска виртуальной реальности, мы также проанализировали использование с течением времени. Как показано на рисунке 4, количество пользователей быстро выросло вскоре после выпуска, а затем уменьшилось в летние месяцы, когда учащиеся не ходили в школу. В типичные месяцы возвращения в школу (август/сентябрь) наблюдался значительный рост, который сохранялся до конца учебного года. Периодическое снижение количества пользователей указывает на меньшее использование в выходные и праздничные дни.

Рисунок 4. Количество пользователей с течением времени с момента запуска VR.

Проект — это программа, которую учащиеся создают для урока или задания. Для запуска проекты не обязательно сохранять, но сохраненный проект загружается, чтобы пользователь мог вернуться к нему позже. Было сохранено более 2,52 миллиона программ. Однако для запуска проекта не обязательно сохранять его. Поскольку виртуальная реальность полностью основана на браузере, редактирование проекта и его тестирование происходят сразу после нажатия кнопки «СТАРТ». В рамках программного обеспечения было выполнено более 84 миллионов проектов, что указывает на то, что студенты регулярно тестировали свои проекты. Благодаря этому немедленному циклу обратной связи у студентов была возможность экспериментировать и повторять действия гораздо быстрее по сравнению с работой с физическим роботом. Этот итеративный процесс является хорошим показателем качества обучения студентов, поскольку было доказано, что многократные итерации поддерживают вовлеченность и интерес студентов²⁹.

Данные VEXcode VR
Пользователи	1 457 248
Сохраненные проекты	2 529 049
Запуск проектов	84 096 608
Страны	151

Таблица 1. Все данные об использовании VEXcode VR с апреля 2020 года по апрель 2021 года.

Сертификационные данные. В дополнение к самой программе VR и сопровождающей ее учебной программе, VR включает в себя бесплатный курс подготовки учителей под названием CS с сертификационным курсом VEXcode VR Educator Certification Course. С момента запуска в июне 2020 года более 550 преподавателей прошли сертификацию, которая включает более 17 часов учебной программы и поддержки, чтобы стать сертифицированным преподавателем VEX. Сертификационный курс содержит 10 единиц материала, направленных на подготовку учителей, которые могут не иметь опыта работы в области информатики или робототехники. Содержание охватывает такие темы, как основы программирования, как программировать VR-робота, как преподавать с помощью VR-заданий и как реализовать VR в классе. На рисунке 5 показано количество сертифицированных преподавателей помесячно и в совокупности с июня 2020 года по март 2021 года. Тенденции в данных показывают увеличение числа сертифицированных преподавателей во время школьного обучения, которое включает август, сентябрь и октябрь 2020 года.

Пример 1

Эйми ДеФо — директор Kentucky Avenue School, небольшой частной школы в Питтсбурге, США, которая сочетает в себе традиционные и инновационные методы преподавания и обучения. Как и большинство школ, работа школы на Кентукки-Авеню была приостановлена ​​из-за COVID-19, и ей пришлось определять альтернативные планы на начало осеннего 2020 учебного года, не зная, как изменятся обстоятельства. Первые шесть недель года обучение проходило полностью виртуально, а оставшийся год был проведен в гибридном формате, где группы студентов чередовали дни очного и дистанционного обучения. Даже когда учащиеся учились дома, было крайне важно, чтобы учащиеся продолжали заниматься теми же видами деятельности по решению проблем и критическому мышлению, что и в классе.

Эми решила использовать VR со своими учениками шестого и седьмого классов по нескольким причинам. Поскольку VR представляла собой полностью виртуальную среду обучения, учащиеся могли переключаться между домом и школой без изменений в политике, влияющих на их учебную деятельность. Среда блочного кодирования не будет пугать студентов, плохо знакомых с программированием, и существуют занятия, предназначенные для разных уровней опыта. Она также считала, что студенты найдут роботов виртуальной реальности захватывающими и мотивирующими, и это оказалось правдой. Размышляя о том, что, по ее мнению, студенты получат от виртуальной реальности, Эйми заявила:

Я надеялся, что использование виртуальной реальности будет столь же сложным, сложным и захватывающим, как и использование физических роботов, и что мои ученики не будут чувствовать, что упускают новый опыт, а скорее получат новый вид опыта программирования, который был просто как захватывающе. Я хотел, чтобы они почувствовали то же удовлетворение, которое они почувствовали бы в классе, когда им придется повторять и упорно преодолевать трудности, а затем, наконец, добиться успеха.

Будучи единственным учителем робототехники, Эйми обучала 23 учеников раз в неделю между началом занятий и зимними каникулами, всего 15 уроков. Студенты начали с курса «Информатика первого уровня – Блоки». Эйми работала над первым блоком со студентами в группе, но на остальных уроках ученики могли работать в своем темпе и выступали в роли координатора. Большинство студентов закончили от семи до девяти предметов, включая дополнительную деятельность по очистке океана.

Эйми обнаружила, что ученики были очень мотивированы задачами на уроках; настолько, что иногда было трудно заставить их систематически работать над уроком. Некоторым учащимся, у которых были проблемы с вниманием или чтением, требовалась дополнительная поддержка, а понятия «больше/меньше» и логические значения были сложными. Тем не менее, у большинства студентов было достаточно проблем, борьбы и успеха. Студенты были в восторге от идеи поработать с физическими роботами, когда вернутся в класс. После работы с VR Эйми отметила: «Без сомнения, все покинули класс более уверенными в себе программистами».

Пример 2

Марк Джонстон преподает седьмым и восьмым классам средней школы Бель-Эйр в Эль-Пасо, США. В рамках курса STEM 1 Марк преподает курсы Project Lead the Way Gateway по автоматизации и робототехнике, а также дизайну и моделированию примерно для 100 студентов. В курс STEM 1 был включен робот VEX IQ для обучения основам механики и основам программирования с помощью VEXcode IQ (пластмассовый комплект робота для младших школьников). Этот курс преподается в осеннем семестре, поэтому первоначальный сбой, вызванный COVID-19, не повлиял на его робототехнику весной. Однако в апреле 2020 года Марк увидел робота VEX VR и начал с ним работать. «Когда я увидел, что VR использует ту же настройку (т. е. VEXcode), я был очень взволнован, потому что увидел потенциал — как будто кусок головоломки, который, как я ЗНАЛ, идеально сочетался бы с тем, что я уже делал. Когда VR обновили и включили Python, я был еще более взволнован». Марк создал обучающие видеоролики для других учителей, собрав большое количество подписчиков в социальных сетях. Через свою некоммерческую образовательную компанию Марк предложил студентам бесплатный летний лагерь по VR, а также обучение учителей в рамках подготовки к 2020/21 учебному году.

Неопределенные условия обучения затрудняют планирование. «Когда я понял, что дистанционное обучение продолжится и в 2020/21 учебном году, я решил сначала преподавать дизайн, а затем робототехнику… , но так много вещей было в воздухе, что было трудно что-либо спланировать. Я не знал, вернемся ли мы лично или продолжим онлайн — в то время было очень мало информации. В итоге я просто смешал робототехнику и дизайн и просто запланировал работу на один или два дня вперед». Марк начал использовать виртуальную реальность в начале учебного года (который останется на 100% удаленным до 2021 года), выбирая различные виды деятельности на сайте, и это работало хорошо, поскольку существовали разные уровни опыта и редактируемые инструкции. Когда был выпущен курс «Информатика, уровень 1 – Блоки», он полностью ознакомил студентов с ним, хотя отметил, что в следующий раз он разделит уроки на более короткие лекции. Использование виртуальной реальности по своей сути отличалось от индивидуальных уроков по робототехнике, но у Марка все же был ряд ключевых целей для этих уроков:

• Познакомьте учащихся с VEXcode
• Укрепить уверенность в программировании (самоэффективность)
• Внедряйте идеи/лексику программирования в безопасной форме.
• «Обмануть» их, заставив использовать математику, даже не осознавая этого ;)
• Попросите учащихся решить четко определенные задачи с учетом ограничений.
• Ввести нечетко определенные проблемы
• Поощряйте подход «потерпи неудачу и попробуй еще раз».
• Пусть решение проблем приносит удовольствие

Хотя виртуальный опыт отличается от других, Марк обнаружил явные преимущества использования виртуальной реальности. Студенты гораздо меньше боялись экспериментировать с использованием виртуальной реальности по сравнению с RobotC (еще один язык программирования, используемый с другими роботами). Марк также использует измерение того, сколько времени требуется студентам для достижения «победы», чтобы определить, насколько хороша деятельность STEM, отмечая, что «если студенту требуется слишком много времени, чтобы получить положительный результат, его гораздо труднее удержать». помолвлен."

VR была непосредственностью, которая поощряла исследования и активное участие. Марк описывает этот тип «победы» на примере внедрения виртуальной реальности среди студентов:

Я: «Все откройте новую вкладку и зайдите на vr.vex.com. Все видят сайт? Хороший. Теперь заставьте робота двигаться вперед».
Студент: «Как?»
Я: «Посмотри, сможешь ли ты сосчитать…»
Ученик: «Я понял!»
И тут они зацепились! К тому времени многие из них спрашивают меня, как делать самые разные вещи. Они буквально просят меня научить их!

Результаты и обсуждение

VR как инструмент обучения. Данные об использовании и тематические исследования дают представление о первом исследовательском вопросе о том, как VR работала в качестве инструмента обучения во время пандемии COVID-19. Самый простой вывод — это огромный объем использования; платформу VR использовали более миллиона студентов по всему миру, что указывает на то, что виртуальная роботизированная среда хорошо заменяет очное обучение в кризисных обстоятельствах. Количество запущенных проектов (более 84 миллионов) также стало неожиданным результатом, если принять во внимание количество индивидуальных пользователей. В среднем пользователи выполняли 57 запусков проектов, что свидетельствует о высокой степени тестирования и итерации. Это очень многообещающий результат, учитывая важность развития у учащихся установки «попробуй и попробуй еще раз». Существует несколько возможных способов решения задач виртуальной реальности, и это важный урок для учащихся. Когда учащиеся понимают, что существует несколько решений проблемы, повышается вероятность того, что они будут запрашивать обратную связь от учителей, а также что они будут лучше понимать то, что изучают³⁰.

Тематические исследования также подтверждают, что VR работает как среда обучения с низкими ставками. Эйми отметила, что ее ученики более уверенно программируют и с нетерпением ждут возможности работать с физическими роботами. Марк заметил, что студенты меньше боялись экспериментировать, когда писали код в VEXcode VR, и у них возникло непосредственное ощущение «победы» в этой среде. Когда мы рассматриваем эти наблюдения учителей в сочетании с необработанными данными об использовании, они, кажется, подтверждают, что виртуальная среда роботов позволяет учащимся чувствовать себя свободнее экспериментировать и повторять действия в процессе обучения, а также повышает положительное восприятие робототехники в целом.

Уроки от учителей. Когда мы рассматриваем второй исследовательский вопрос о том, какую информацию учителя могут предоставить о внедрении виртуальной реальности в классе, мы можем выявить несколько общих черт в этих тематических исследованиях. Оба тематических исследования предоставили информацию о том, как учителя принимали решения и реализовывали решения во время COVID-19, а также о том, что было необходимо для обеспечения эффективного решения обучения для учащихся в виртуальной и гибридной среде. Эти темы включают гибкие решения, преемственность, учебную программу и поддержку. Эти выводы следует рассматривать как требования ко всем технологическим решениям, поскольку поддержка учителей поддерживает учащихся.

Учитывая неопределенность условий обучения, Марк и Эйми отметили, что им нужны гибкие решения. Дистанционное обучение может смениться очным обучением или какой-то промежуточной формой. VR можно продолжать использовать в любых условиях, но она также обеспечивает гибкость в подходе. Учащиеся могут участвовать в структурированных уроках под руководством учителя, как это использовал Марк в заданиях и курсе, или в обучении под руководством учащихся в своем собственном темпе, как описала Эйми. Учителям также требовалась гибкость в уровне опыта, как с точки зрения деятельности, так и типа языков программирования, предлагаемых для удовлетворения потребностей всех учащихся.

В обоих тематических исследованиях было указано, что непрерывность обучения важна. Эйми отметила, что после работы в виртуальной реальности студенты с нетерпением ждали возможности поработать с роботами VEX V5, которые ждали возобновления очного обучения. VR послужила трамплином для работы с физическими роботами, а также повысила интерес студентов и положительное восприятие. Марк также отметил, что для него очень важна непрерывность VEXcode от VR до IQ: «Я не могу передать вам, насколько это здорово, что у VEX очень просто отслеживать прогресс от 3-го класса до колледжа, используя VEXcode! А с помощью VR они могут начать учиться этому, не выходя из дома!»

Учебный план и поддержка явно имели решающее значение для успеха VR в этой развивающейся ситуации преподавания в обучении. Подразделения виртуальной реальности предоставили учащимся весь контент для изучения, а также материалы, необходимые для преподавания уроков. Не все учителя имеют опыт работы в области информатики и программирования. Эйми отметила, что блочная программа не пугает и ее, и учеников. Марк также сказал, что он не привык преподавать столько информатики, и ему приходилось самому изучать уроки, прежде чем преподавать. Однако Марк признал: «Если завтра все вернется в норму, я теперь смогу с большей уверенностью преподавать программирование в моем классе». Поддержка учителей в учебной программе и программировании VR жизненно важна для внедрения VR в классе.

Цифровое обучение предназначено не только для студентов; Учителя также стремятся узнать о методах преподавания и ресурсах с помощью технологий и социальных сетей. Учителя почти в 50 странах прошли сертификацию VR. Вокруг VR формируется глобальное сообщество практиков. Марк начал публиковать видеоролики о виртуальной реальности в социальных сетях, и у него быстро появилось более тысячи подписчиков; благодаря работе с виртуальной реальностью он подружился с учителями в Словении и Тайване. Поскольку учителя делятся своим опытом и практикой, учащиеся в конечном итоге получают пользу от этих неформальных групп поддержки учителей. Сообщества практиков могли бы стать мостом между нынешней доступностью образовательной робототехники и включением этой технологии в формальное педагогическое образование. По мере того, как все больше учителей знакомятся с образовательной робототехникой посредством профессионального развития, например, более 550 учителей, прошедших сертификационный курс, или через сообщества неформального обучения, все больше студентов будут знакомиться с интегрированным обучением STEM.

Заключение

VEXcode VR был создан во времена большой неопределенности и острой потребности в немедленных решениях. Инновационные решения могут появиться в неотложных ситуациях. VR затронула более 1,45 миллиона пользователей, которые сохранили более 2,52 миллиона проектов и реализовали более 84 миллионов проектов в более чем 150 странах. Несмотря на то, что пандемия повлияла на учащихся и преподавателей по всему миру, виртуальная реальность позволила учащимся и преподавателям изучать концепции робототехники и информатики, невзирая на физические барьеры. Из тематических исследований учителей темы гибкости, преемственности, учебной программы и поддержки были определены как важные для преподавания с использованием технологий в таких неопределенных и сложных обстоятельствах.

Забегая вперед из этого беспрецедентного времени, уроки, извлеченные из создания и внедрения виртуальной реальности, указывают пути ее использования в будущем. Данные об использовании в сочетании с практическими исследованиями учителей показывают, что учащиеся чувствовали себя менее скованно при написании кода в виртуальной среде. Это говорит о том, что VR может стать ценным инструментом, который можно использовать в сочетании с физическими роботами. Это также подтверждается необходимостью гибкости; Использование виртуальной реальности в качестве инструмента обучения в сочетании с физическим роботом может обеспечить оптимальную и гибкую среду роботизированного обучения, в которой простой вариант обучения в домашних условиях дополняет очную учебную программу по физической робототехнике. Мы с нетерпением ждем будущих исследований, направленных на изучение того, как учителя могут сочетать виртуальную и физическую робототехнику в постпандемическом мире.

Благодарности

Мы благодарим Эйми ДеФо и Марка Джонстона за то, что они поделились своим опытом преподавания и ценными знаниями.

---