När eleverna deltar i aktiviteterna i VEX AIM-kurserna använder de en cyklisk process där de växlar mellan att styra roboten med VEX One Stick Controller och att sedan koda roboten med VEXcode AIM. Den här artikeln beskriver cykeln, varför den är viktig och hur man underlättar den i klassrummet.
Vad är cykeln för körning och kodning?
Kör- och kodningscykeln är en iterativ inlärningsprocess där eleverna först manuellt kör roboten för att slutföra en uppgift, skapar en fysisk modell av det önskade beteendet och sedan använder denna modell för att informera sin kodning. Genom att styra roboten med hjälp av kontrollenheten upplever eleverna direkt robotens rörelser och interaktioner med objekt och miljöer. Dessa praktiska erfarenheter vägleder sedan eleverna när de programmerar roboten för att fungera autonomt, med insikter från kodningen som i sin tur förfinar deras framtida körstrategier.
Varför är cykeln viktig?
Forskning visar att kombinationen av både konkreta erfarenheter och abstrakta representationer avsevärt förbättrar lärandet jämfört med att använda endera metoden ensam1. Cykeln ger eleverna en process för att gå från konkret till abstrakt och tillbaka igen, för att underlätta problemlösning med en robot.
Skapa en fysisk modell genom att köra
Att köra roboten att slutföra en uppgift innan de programmerar ger eleverna ett praktiskt och konkret sätt att visualisera:
- Hur roboten rör sig i rymden, inklusive hastighet, riktning och vändradie.
- Hur roboten reagerar på sensorinmatning, till exempel från vilket avstånd AI-visionssensorn kan känna igen ett visst objekt.
- Hur roboten interagerar med föremål, såsom hinder på fältet som måste undvikas eller plockas upp och flyttas.
- Hur olika vägar kan användas för att nå samma slutresultat.
Denna konkreta representation av olika robotbeteenden kan sedan översättas till de mer abstrakta kodningskoncept som behövs för att skapa ett framgångsrikt kodningsprojekt. Att dokumentera upptäckter som görs under körning ger eleverna ytterligare ett stöd att hänvisa till när de går vidare till kodningsstadiet.
Skapa en beräkningsmodell genom kodning
TDen fysiska mentala modellen som eleverna har skapat genom att köra bil kan sedan tillämpas på sina kodningsprojekt. Eleverna kan börja med de förståelser de utvecklade under körningen för att planera och bygga sitt kodningsprojekt, vilket har blivit mer konkret allt eftersom de bygger vidare på den verkliga, påtagliga erfarenheten av att köra. När eleverna har testat sina kodningsprojekt kan de återgå till den konkreta världen av bilkörning för att hjälpa dem iterera och förbättra sina projekt.
Att dokumentera projekt och eventuella ändringar som görs i dem under kodningsfasen av cykeln ger återigen eleverna ett metakognitivat verktyg som de kan använda för att hjälpa dem när de itererar i sina kodningsprojekt.
Underlätta cykeln av körning och kodning
Avsnittet med guidad övning i varje lektion och enhetsutmaning i en VEX AIM-kurs ger steg-för-steg-instruktioner för både elev och lärare för att delta i denna del av lektionen. Länkar till utskrivbara uppgiftskort för både kördelen av cykeln och kodningscykeln finns. För att lära dig mer om hur man använder uppgiftskort, se artikeln Använda uppgiftskort med elever.
Underlätta körfasen
- Fastställ förväntningar på samarbete för att säkerställa att varje gruppmedlem deltar i den guidade övningsdelen av lektionen. För mer information om samarbete vid kodning, se artikeln Använda parprogrammering för studentsamarbete.
- Dela köruppgiftskortet med eleverna. Se till att alla elever förstår målet med uppgiften och har ställt in sina fält som visas på lektionssidan.
- Gå cirkulerande genom rummet medan eleverna turas om att slutföra köruppgiften enligt beskrivningen på uppgiftskortet. Eleverna bör använda diskussionsfrågorna på uppgiftskortet som vägledning för samtalet medan de kör. När ni besöker varje grupp, använd frågorna i de medföljande läraranteckningarna för att vägleda eleverna till att utveckla en hypotes om det bästa sättet att börja koda sina projekt, baserat på deras körerfarenhet.
- Eleverna bör använda framgångskriterierna och checklistan på uppgiftskortet för att vara säkra på att de har slutfört kördelen av den guidade övningen. När de har gjort det, och dokumenterat sin övning med hjälp av meningsstammen och ritningen längst ner på uppgiftskortet, måste de höra av sig till dig för att dela hypotesen som deras grupp har format under körningen, tillsammans med de bevis de har för att stödja den.
Underlätta kodningsfasen
- Dela ut kodningsuppgiftskortet och påminn eleverna om att använda hypotesen de etablerade under körfasen för att börja bygga sitt VEXcode AIM-projekt.
- Gå cirkulerande genom rummet medan eleverna turas om att slutföra kodningsuppgiften enligt beskrivningen på uppgiftskortet. Eleverna bör använda diskussionsfrågorna på uppgiftskortet som vägledning för sin konversation medan de programmerar. När ni besöker varje grupp, använd frågorna i de medföljande läraranteckningarna för att belysa elevernas förståelse för lektionsinnehållet och vägleda dem mot slutsatser.
Växla mellan körning och kodning efter behov
När eleverna har skapat sitt första kodningsprojekt och dokumenterat sina tester på sitt kodningsuppgiftskort, bör de växla fram och tillbaka mellan att köra och koda för att förbättra sitt projekt så många gånger som behövs. Eleverna bör alltid uppmuntras att välja en idé åt gången att testa och förbättra, snarare än att göra många ändringar samtidigt. Fortsätt att cirkulera genom rummet och be eleverna förklara var de befinner sig i processen, vilka ändringar de har gjort i sitt projekt och varför.
Genom att effektivt facilitera cykeln kan lärare hjälpa eleverna att engagera sig i kodningskoncept på både abstrakta och konkreta sätt, vilket främjar djupare förståelse. Fördjupad information om implementering av cykeln finns i VEX AIM introduktionskurs i PD+.
1 Pashler, Harold, et al. Organisering av undervisning och studier för att förbättra elevernas lärande (NCER 2007-2004). Nationellt center för utbildningsforskning, USA Utbildningsdepartementet, 2007.