Использование VEX GO для поддержки обучения грамоте и математическому мышлению – Библиотека VEX

Часто в начальной школе большое внимание уделяется обучению грамоте и математике. Хотя правописание, визуальные слова и беглость речи важны для развития грамотности у младших школьников, грамотность – это нечто большее, чем просто эти элементы. Грамотность также включает в себя языковые навыки, такие как говорение и аудирование, а также визуальные и письменные навыки, которые переходят в письмо.¹ так же математические факты, счет и операции действительно являются основой изучения математики, но они являются лишь частью головоломки. Математическое мышление включает в себя пространственное мышление и абстракцию, а также такие вещи, как зрительно-моторные навыки или способность связывать число и количество.²

Однако, когда возникают опасения по поводу грамотности или успеваемости по математике (или их отсутствия), первым инстинктом часто является ограничение учебной программы – например, программа «Ни один ребенок не останется без внимания» (NCLB) сместила распределение учебного времени в сторону математики и чтения, цели субъектов с помощью новых систем подотчетности».³Хотя подобные изменения часто происходят из лучших побуждений, они не обязательно учитывают более широкую картину обучения и развития учащихся или то, как грамотность и математическое мышление развиваются с течением времени.

Инфографика, иллюстрирующая основные результаты исследований в области образования, с диаграммами и статистическими данными, которые подчеркивают тенденции и идеи, имеющие отношение к преподаванию и обучению.

Исполнительные функции и базовые навыки

В основе грамотности и математического мышления, а также большей части того, что обычно считается «школьным поведением», лежат такие вещи, как исполнительные функции, рабочая память, моторика и пространственное мышление.⁴ Часто рассматриваемые как предсказатели успеха в школе, когда дело доходит до формирования учебных программ, этим основополагающим компонентам обучения редко уделяется время или место в школьный день, не говоря уже о том, чтобы быть встроенными в обучение грамоте или математике. Тем не менее, известно, что пространственные навыки являются предиктором успеваемости по математике, двигательные навыки являются необходимым условием для письма, а исполнительные функции позволяют учащимся внимательно читать отрывок, расшифровывать незнакомое слово и понимать смысл предложения.⁵

Термин «управляющая функция» охватывает ряд навыков и процессов, включая самоконтроль (например, прекращение импульса и выполнение чего-то еще), когнитивную гибкость (например, переключение с одного вида деятельности на другой) и рабочую память (процессы, необходимые для поддержания отслеживать информацию по мере работы с ней).⁶ С исполнительной функцией связаны двигательные и пространственные навыки, а также лежащие в их основе когнитивные процессы, которые влияют на движение и наше восприятие объектов и их движений.⁷ Все это задействовано в обучении учащихся в классе, а также, в частности, в развитии грамотности и математики.⁸

Исполнительная функция в контексте

Например, рассмотрим задачу ученика, сидящего за партой, прочитать предложение и написать ответ.

Двигательные навыки необходимы учащемуся, чтобы иметь базовую устойчивость, чтобы сидеть прямо за столом, а также мелкую моторику, чтобы держать, захватывать и контролировать карандаш, чтобы писать.
Требуются пространственные навыки, чтобы расположить письменный ответ на строке на бумаге и написать в пределах заданного пространства разборчивыми буквами. Зрительно-пространственные навыки необходимы учащимся, чтобы удерживать свое письмо на бумаге, а не списывать его, или переходить от одной строки к другой при письме.
Рабочая память необходима для прочтения и понимания предложения, чтобы точно сформулировать ответ.
Самоконтроль необходим ученику, чтобы он мог заняться поставленной задачей, а не вставать и идти делать что-то более увлекательное для него или мечтать о том, что он будет делать после школы.
Когнитивная гибкость необходима для правильного применения фонетики и языковых знаний (например, множественное число слова «автобус» — это «автобусы», а множественное число слова «день» — «дни»), чтобы точно прочитать предложение и написать соответствующий и читаемый ответ.⁹

Аналогичная картина наблюдается и в математике, где учащимся необходимо интерпретировать числа, запоминать их, выполнять вычисления и писать точные ответы. А как только возникает проблема со словами, когнитивная нагрузка, связанная с чтением, интерпретацией проблемы и применением к ней как языкового, так и числового смысла, чтобы вычислить и написать правильный ответ, увеличивает важность этих основополагающих навыков. Хорошей новостью является то, что такие вещи, как пространственные навыки, можно улучшить с помощью практики и обратной связи,¹⁰ , и эту практику можно осуществлять множеством способов, включая создание, кодирование и практическое обучение STEM с помощью VEX GO. .

Диаграмма, иллюстрирующая ключевые концепции исследований в образовании, с маркированными элементами и блок-схемами для улучшения понимания образовательных методик.

Базовые навыки, исполнительные функции и VEX GO

Создание с помощью VEX GO включает в себя множество основополагающих навыков для подготовки к школе, а также развитие грамотности и математики. Например, рассмотрим задачу создания робота Code Base из инструкций по сборке. Для достижения этой цели необходимо множество вещей, в том числе:

Мелкая моторика необходима, чтобы уметь собирать кусочки и эффективно соединять их вместе. При использовании инструмента «Булавки» моторные навыки используются для управления инструментом, например, для успешного удаления булавок.
Чтобы сопоставить реальные детали в руках со схемой деталей в инструкциях по сборке, необходимы пространственные навыки. Навыки восприятия используются для перемещения и поворота фигур в соответствии с углом и ориентацией диаграммы.
Визуально-пространственные навыки необходимы, чтобы знать, как, когда и где соединить части робота вместе для сборки. Пространственная рабочая память участвует в соединении частей в правильных местах, что также может включать в себя трансформационные навыки.
Для выполнения многоэтапных инструкций необходимы навыки речи и аудирования, а также самоконтроль, чтобы не отвлекаться от задачи, следовать инструкциям по сборке и работать с партнером. Пространственный язык используется для описания того, как детали соединяются во время сборки.
Навыки счета используются для выбора правильного количества частей для каждого шага, а также пространственный язык, чтобы описать, как они сочетаются друг с другом.
Когнитивная гибкость и зрительно-пространственные навыки необходимы, чтобы определить, как исправить сборку, если она идет не так, как предполагалось, или перейти к следующей части процесса сборки.

Диаграмма, иллюстрирующая ключевые концепции исследований в области образования, с маркированными разделами и визуальными элементами для улучшения понимания темы.

Как только мы добавим кодирование робота для перемещения из одного места в другое на поле, эти навыки будут усилены дополнительными способами, в том числе:

Для установки поля и кодовой базы в правильном положении и ориентации необходимы пространственные навыки. Пространственный язык используется для описания задачи или направления движения, необходимого для того, чтобы робот доехал до нужного места.
Зрительно-пространственные навыки необходимы для планирования пути робота. Это сочетается с моторикой и пространственными навыками, необходимыми для письма и документирования плана на распечатке.
Моторика нужна, чтобы включить робота, и использовать устройство с VEXcode GO для соединения и перетаскивания блоков в проект.
Рабочая память и моторика необходимы для создания проекта в VEXcode GO, чтобы запрограммировать робота в соответствии с планом. Учащиеся должны помнить, что делает каждый блок и как их соединить, чтобы создать последовательность, которая позволит выполнить поставленную задачу.
Навыки счета используются для ввода правильных параметров в блоки для достижения желаемого поведения (т. е. изменение параметра блока [Движение] на 300 мм, чтобы робот проехал заданное расстояние).
Языковые навыки и навыки слушания необходимы для выполнения многоэтапных инструкций, а также самоконтроля, чтобы сосредоточиться на поставленной задаче и решении проблем вместе с партнером.
Когнитивная гибкость и зрительно-пространственные навыки необходимы, чтобы определить, как отладить проект, если робот движется не так, как предполагалось, или перейти к следующей части задачи по кодированию.

Деятельность по созданию и кодированию робота для выполнения задачи не только включает в себя множество основополагающих навыков, VEX GO также может использоваться для закрепления конкретных академических навыков, а также для усиления мотивации и привлечения практического опыта для поддержки обучения в других областях. области. Все вышеперечисленные методы по-прежнему применяются и дополнительно улучшаются за счет грамотности или математических навыков, когда материалы VEX GO используются для таких действий, как:

Создайте сборку для реального изучения эквивалентных дробей.
Соберите работающие часы, чтобы потренировать навыки определения времени.
Постройте наклонную плоскость, чтобы потренироваться в измерении и/или преобразовании.
Попрактикуйтесь в нанесении координат, сконструировав и играя в игру «BattleBoats».
Закодируйте количество оборотов колеса, необходимое для того, чтобы робот проехал определенное расстояние.
Воссоздайте историю, используя детали VEX GO, чтобы создать персонажей или обстановку, чтобы продемонстрировать понимание прочитанного.
Напишите запись в журнале о каждой фазе жизненного цикла построенной вами лягушки.
Создайте и опишите среду обитания моторизованного существа.
Напишите инструкции по сборке того, что вы построили, чтобы партнер мог создать то же самое.

Диаграмма, иллюстрирующая ключевые концепции исследований в области образования, с маркированными разделами и визуальными элементами, которые улучшают понимание темы.

В каждом из этих примеров показаны способы не только подготовить учащихся к изучению STEM, но и использовать STEM для изучения и развития других навыков. Когда учащиеся получают дополнительные практические возможности для участия в интегрированном обучении, они могут «создать больше нейронных связей, и больше смысла придается обучению и преподаваемым концепциям».¹¹ Чем больше точек соприкосновения в деятельности, тем глубже может быть обучение. А когда учащиеся могут участвовать в открытых беседах о своей работе и устанавливать эмоциональную связь с тем, что они делают, их обучение становится еще глубже.

VEX GO соответствует учебным целям

Другими словами, вот некоторые ключевые критерии оценки, которые часто используются в классах, а также действия, которые можно выполнить с помощью VEX GO, чтобы соответствовать им.

Язык и грамотность:¹²

Эффективно говорит, используя все более точный словарный запас - Каждый раз, когда учащиеся обсуждают проект по сборке или программированию в своей группе или делятся своими знаниями во время перерыва в игре или в разделе обмена знаниями в рамках лабораторной работы STEM (например, рассказывая о том, как робот должен двигаться, чтобы собрать образцы в Mars Rover – Surface Operations Lab Unit), они используют пространственный, описательный и точный язык для объяснения своих идей, составления прогнозов и ответов на вопросы.
Понимает и интерпретирует или реагирует на художественные и научно-популярные тексты - Введение в создание STEM-лабораторной работы вовлекает учащихся в рассказ, чтобы они узнали о возможностях и функциях набора VEX GO, и проводит их через их первую сборку с использованием деталей набора. В серии заданий «Особенности существ учащиеся используют творческое письмо, чтобы описать, как их постройка соотносится с особенностями воображаемого острова.
Пишет для разных целей в разных форматах - Использование печатных форм VEX GO для поддержки планирования пути и проектной документации, а также комментариев в проекте VEXcode GO, подобных тем, которые используются в Parade Float STEM Lab Unit, позволяет учащимся практиковаться в письме и рисовании, чтобы представить свои проекты по кодированию в подробностях. Кроме того, такие задания, как написание записи в полевом журнале в рамках лабораторной работы STEM Fun Frogs Unit позволяют учащимся более творчески описывать свои строительные проекты.
Собирает и использует информацию в исследовательских целях - Учащиеся собирают данные с помощью занятий и экспериментов, подобных тем, что приведены в лабораторной работе « простых механизма STEM» (модуль или « похожих механизма STEM» (модуль, а затем используют эту информацию для обсуждения и ответов на вопросы об обучении во время перерыва в середине игры и раздела «Обмен опытом» лабораторных работ.

Математическое мышление:¹³

Применяет концепции и стратегии для решения математических задач - В рамках лабораторной работы STEM дроби учащиеся строят конструкцию и используют детали набора VEX GO для исследования эквивалентных дробей, сравнивая дроби по размеру.
Общается и представляет математическое мышление Когда ученики строят по инструкциям, они используют пространственный язык, чтобы общаться со своим партнером о деталях, их ориентации, количестве, форме, размере и т. д. В таких занятиях, как в лабораторной работе STEM-лаборатории Ocean Emergency Unit, учащиеся планируют и строят путь, используя устные и письменные описания, пространственный и числовой язык, чтобы обсудить, как эффективно запрограммировать своего робота для движения по выбранному пути.
Исследует и решает пространственные задачи, используя манипулятивные материалы, рисунки и пространственный язык. — Занятия по исследованию, такие как Переворачивание флагов», Вращение», и Симметрия» дают учащимся возможность попрактиковаться в симметрии, отражениях и вращении. Учащиеся могут исследовать использование координат для нахождения точек на сетке с помощью игр, подобных той, что представлена в лабораторной работе STEM «Битва кораблей .
Использует инструменты и методы для оценки и измерения Каждый раз, когда учащиеся планируют проект по доставке робота VEX GO в определенное место, им необходимо обработать расстояние, необходимое для перемещения до места назначения, и ввести эту оценку или измерение в свои эффективно кодировать. В лабораторной работе по STEM-программе « Code Base» студент пишет код Code Base для прохождения трассы слалома, кодируя расстояния движения и поворотов в миллиметрах, дюймах или градусах.

Диаграмма, иллюстрирующая методологии исследований в образовании, демонстрирующая различные подходы и методы эффективного обучения и оценки.

Универсальность VEX GO как инструмента обучения позволяет учителям интегрировать STEM во многие области своего обучения, включая грамотность и математику. Будь то в учебном центре или в рамках урока для всего класса, VEX GO предлагает учителям и ученикам возможность попрактиковаться и получить обратную связь по множеству базовых навыков для поддержки обучения и развития. Чтобы узнать больше об исполнительных функциях, пространственных и двигательных навыках и их связи с обучением, посмотрите интервью с Клэр Кэмерон, автором книги «Hands On, Minds On», в видеотеке PD+.

¹ Дихтельмиллер, Марго Л. и др. ал. Система выборки работ от дошкольного до третьего класса: сводные рекомендации. 4-е изд., Пирсон, 2001.

² Кэмерон, Клэр Э. Практика, размышления: как исполнительные функции, двигательные и пространственные навыки способствуют готовности к школе. Издательство Педагогического колледжа, 2018.

³ Ди, Томас С. и др. «Влияние программы «Ни один ребенок не останется без внимания» на учащихся, учителей и школы [с комментариями и обсуждением]». Документы Брукингса об экономической деятельности (2010): 149–207.

⁴ ² Кэмерон, Клэр Э. Практические занятия, размышления: как исполнительные функции, двигательные и пространственные навыки способствуют готовности к школе. Издательство Педагогического колледжа, 2018.

⁵ Кэмерон, Клэр Э. Интервью Джейсона МакКенны. Интервью с Клэр Кэмерон. Часть 2: Исполнительная функция, 2022 г., https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Там же.

⁷Там же.

⁸Кэмерон, Клэр Э. Практика, размышления: как исполнительные функции, двигательные и пространственные навыки способствуют готовности к школе. Издательство Педагогического колледжа, 2018.

⁹ Кэмерон, Клэр Э. Интервью Джейсона МакКенны. Интервью с Клэр Кэмерон. Часть 4: Пространственные навыки, 2022 г., https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Кэмерон, Клэр Э. Интервью Джейсона МакКенны. Интервью с Клэр Кэмерон. Часть 8: Ключевые выводы, 2022 г., https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Дихтельмиллер, Марго Л. и др. ал. Система выборки работ от дошкольного до третьего класса: сводные рекомендации. 4-е изд., Пирсон, 2001.

¹² Там же.