Social-emotionell inlärning och robotik: Autentisk integration med VEX 123

Introduktion

Föreställ dig den här situationen: I ett förskoleklassrum arbetar en liten grupp elever tillsammans på ett lärcenter för att försöka sekvensera knapptryckningar så att en robot färdas längs den bana de har ritat. Roboten gör en felaktig sväng, och eleverna tittar på varandra och rynkar pannan. En av dem erbjuder en annan idé, och de försöker igen, med samma resultat. Läraren påminner sedan eleverna om att de kan rita sina steg, så att de inte tappar greppet när de trycker på knapparna, och ger dem ett arbetsblad att använda. En elev ritar sin bana på arket, sedan färglägger de andra knapptryckningarna i ordning. När de försöker sitt projekt igen gör roboten vad de tänkte. Eleverna delar sin entusiasm med sin lärare, som gratulerar dem för deras ihärdighet.

Är detta datavetenskap (CS) eller socioemotionellt lärande (SEL)? Ofta betraktas ämnesområdeslärande, datavetenskap eller annat, och social och muntlig kommunikation som belägna på motsatta sidor av en utbildningsflod. Men autentiska problemlösningsmöjligheter, som denna, och många inom datavetenskap och utbildning, är inte bara datavetenskap eller marknadsföring och kommunikation – de är båda, de är oupplösligt sammanlänkade.

Även om det finns mycket att lära sig av specifika lektioner och aktiviteter inom socioemotionellt lärande, som lyfter fram ämnen som känslor, uthållighet, konfliktlösning och självreglering, är detta inte enda gången som elever engagerar sig i socialt och emotionellt lärande under sin skoldag. Dessutom har traditionella kortsiktiga, isolerade insatser för att främja social och emotionell lärande inte visat sig vara lika effektiva i sin effekt som långsiktiga, samordnade insatser.¹ Den mänskliga faktorn i skolan, särskilt i de yngre åren, innebär att alla ämnen och uppgifter under dagen har någon form av socialt eller emotionellt lärande i sig. Våra känslor är en del av allt vi gör, och att lära sig vad dessa känslor är, varför vi känner dem när vi gör det, och hur man hanterar dessa känslor på prosociala sätt, understryker varje interaktion och lärdom vi kommer att lära ut och lära oss i tidig barndom. Utifrån detta perspektiv, finns det inget bättre äktenskap mellan social-emotionellt lärande och ett ämnesområde som kretsar kring problemlösning, undersökningar, iteration och samarbete?

VEX 123 erbjuder tidiga lärare och elever möjligheten att integrera datavetenskapliga koncept i sin skoldag, samtidigt som de utnyttjar de socioemotionella lärandemöjligheter som erbjuds genom att arbeta tillsammans med en robot. Med VEX 123 STEM-laboratorier och aktiviteter hamnar eleverna naturligt i situationer där de behöver hålla ut och försöka igen, de känner en rad olika känslor och behöver kommunicera på prosociala sätt, och där de kan utveckla sin känsla av självförtroende och anamma ett utvecklingstänkande. VEX 123 integrerar datavetenskap och social och social ekonomi på autentiska sätt som bygger på elevernas naturliga nyfikenhet på världen omkring dem och stärker deras färdigheter för 2000-talet.

Vad är social-emotionellt lärande (SEL) och varför är det viktigt?

Det är villigt erkänt att för att elever ska lyckas i skolan, från grundskolan och framåt och så småningom i karriären, måste de inte bara vara akademiskt kompetenta, utan även socialt och emotionellt kompetenta.² ”Att ta itu med elevers sociala och emotionella utveckling är inte en ytterligare skyldighet som åligger skolan vid sidan av den akademiska undervisningen, utan snarare en integrerad och nödvändig aspekt för att hjälpa alla elever att lyckas.”³ Collaborative for Academic, Social, and Emotional Learning (CASEL) identifierade fem viktiga uppsättningar kompetenser som omfattar socialt och emotionellt lärande: självkännedom, självhantering, social medvetenhet, relationsförmåga och ansvarsfullt beslutsfattande.”⁴ Dessa fem kärnkompetenser understryker vår förmåga att lära sig både i och utanför klassrummet och återspeglar den socioemotionella medvetenhet som behövs för att interagera effektivt med andra. 2000-talets inlärningsfärdigheter, som samarbete och kommunikation, vilar på en grund av social och psykisk utveckling, vilket gör dem till en nödvändig del av pedagogiska metoder från ung ålder.

Källa: Världsekonomiskt forum. "Ny vision för utbildning: Att främja socialt och emotionellt lärande genom teknik." Genève: Världsekonomiskt forum, 2016.

Att veta hur tankar, känslor och beteenden kopplas samman gör det möjligt för oss att utveckla de sociala färdigheter som krävs för att lära av och med andra under hela våra liv. Denna utveckling av självreglering är en stor del av arbetet i den tidiga barndomen, och förmågan att korrekt och effektivt namnge och identifiera känslor är en viktig byggsten i denna process.⁵ Våra känslor förändras under dagen, och för små barn kan dessa förändringar kännas med stor intensitet. Att kunna ge röst åt dessa känslor, att ge dem ett namn, hjälper till att dela dem med andra på prosociala sätt. Det är det första steget i att kunna utöva viss kontroll över en känsla och ditt uttryck av den. Att hjälpa eleverna att bygga upp ett emotionellt ordförråd kan hjälpa dem att lägga märke till de olika känslor de känner och att namnge dem effektivt, så att de kan börja hantera och reglera dem i andras sammanhang. När små barn bygger upp detta emotionella ordförråd tenderar deras beteende att visa sina känslor innan deras ord gör det. Att hjälpa barn att se detta samband mellan deras handlingar, uttryck och känslor är ett viktigt steg för att säkerställa att barn ser att de har kontroll över sitt beteende⁶ – och, ännu viktigare, att deras beteende inte är en återspegling av deras självkänsla.

Att förstå hur du uttrycker känslor kopplas till hur du tolkar andras känslouttryck – en viktig del av att utveckla empati.⁷ För att ha en verkligt empatisk respons mot någon behöver barn kunna identifiera hur någon annan känner och koppla det till hur de själva upplever den känslan. Klassrumsaktiviteter som gör socioemotionellt lärande till en gemensam uppgift hjälper till att bygga elevernas förmåga till, och förväntningar på, empati med sina kamrater och sina lärare.

Denna empatiska utveckling kan kanaliseras för att stödja elevernas beteende, utveckling av relationsfärdigheter och självreglering under deras interaktioner med varandra.⁸ Att medla i meningsskiljaktigheter och känslomässiga skillnader med små barn är en del av varje klassrum, och att hjälpa eleverna att prata om sina känslor regelbundet ger dem verktygen för att kunna börja lösa sociala problem själva.⁹ Att ge eleverna möjlighet att se kopplingen mellan sina egna känslor och handlingar, och hur det påverkar andras känslor och handlingar, skapar utrymme för en empatisk loop. Så när oenigheter uppstår, oavsett sammanhang, kan eleverna arbeta mot sociala problemlösningar på hälsosammare och mer effektiva sätt.

För att göra detta framgångsrikt behöver barn känna sig trygga och hörda, så att de kan bygga upp självförtroendet att vara sårbara, utan att bli dömda av andra. Att se alla skolaktiviteter genom ett socialt och emotionellt perspektiv gör det enklare att ha en effektiv strategi för att främja socioemotionell utveckling, där undervisning i sociala och emotionella färdigheter integreras i allmänna undervisningsmetoder, inte bara i fristående lektioner.¹⁰ Detta omfattar att lära eleverna att hantera negativa känslor, såväl som positiva. Mycket uppmärksamhet har ägnats åt att främja barns positiva självkänsla, men hänsyn till deras upplevelse av negativa känslor och förmågan att hålla ut och hitta motivation när man upplever negativa känslor är viktigt för lärandet.¹¹ Att erkänna och hålla ut inför misslyckanden eller känslor av frustration är också kopplat till karriärval senare i livet, särskilt att välja STEM-relaterade vägar, som datavetenskap.¹²

Elevernas känslomässiga upplevelser genomsyrar varje skolinteraktion, både akademisk och social, och att uppmärksamma hur socioemotionellt lärande integreras i så många aspekter av läroplanen som möjligt kan ge utdelning för eleverna när de utvecklar färdigheter för 2000-talet, som samarbete, kommunikation, kreativitet och uthållighet.^{13 14}

Pedagogiska kopplingar mellan social och social kommunikation och robotik

Unga elever är naturligt nyfikna på världen omkring dem, och datavetenskap och robotik blir alltmer en del av den världen, och elevernas vardagliga upplevelser i den. Att använda robotar för att introducera unga elever till datavetenskap drar därför nytta av denna nyfikenhet, så att den kan utnyttjas för att lära ut en mängd olika färdigheter och kompetenser, inklusive social och social emotionell utveckling. Robotar, som VEX 123, kan nå studenter innan de har utvecklat en fast uppfattning om datavetenskap, eller sig själva i relation till den. Genom engagerande, praktiska erfarenheter med VEX 123 kan unga studenter börja se sig själva som skapare och problemlösare i datavetenskapens världvilket ger dem positiva associationer till självförtroende och bekämpar det uppfattningsproblem som kan utvecklas i relation till datavetenskap.

Att integrera social-emotionellt lärandeinnehåll i robotik- och datavetenskapslektioner har visat sig öka små barns intresse för och uppskattning för naturvetenskap och dess tillämpningar.¹⁷ Medan designbaserade upplevelser, som makerspaces och projektbaserat lärande, kan utlösa ett initialt intresse, påverkas elevers motivation och självförtroende gentemot datavetenskapliga ämnen och erfarenheter direkt av deras emotionella upplevelser, särskilt under grundskoleåren.¹⁸ I allt större utsträckning börjar forskare beakta elevernas emotionella klimat i klassrummen och hur social-emotionell inlärning kan utnyttjas för att förbättra läranderesultaten.^{19 20 21}

Robotik lämpar sig väl för en projektbaserad pedagogik, som kan stödja färdigheter som kritiskt tänkande, problemlösning, högre ordningens tänkande, design och inferens, samtidigt som den främjar utvecklingen av beteendemässiga kompetenser som organisation, ansvar och samarbete.²² VEX 123, och den projektbaserade läroplanen som är kopplad till den, kan ge studenterna ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt för att lära sig datavetenskap, och en erfarenhetsbaserad lärandepedagogik, där studenterna ges möjlighet att se "kopplingen mellan det innehåll de studerar och tillämpningen av det innehållet på autentiska och relevanta sätt."²³ Betoningen på autentisk, verklig problemlösning i arbetet med en robot kräver att studenterna bygger sina 2000-talsfärdigheter – att ha kommunikativ kompetens, förmågan att arbeta tillsammans och kreativt, samt visa kritiskt tänkande och karaktärsegenskaper som nyfikenhet, uthållighet och anpassningsförmåga.^{24 25}

Även om initiala framgångar med datavetenskap och robotik kan väcka ett intresse hos elever, kommer mycket av deras lärande inte nödvändigtvis att vara omedelbart framgångsrikt. Studenterna behöver öva på att hantera utmaningar, en färdighet som är endemisk inte bara inom datavetenskap, utan inom de flesta områden av livet och lärandet. Att uppleva den stolthet som kommer med framgång efter uthållighet har potential att tända och upprätthålla den första gnistan; medan överväldigande stunder av misslyckande kan släcka den.²⁶ Att se misslyckande som en möjlighet till lärande, snarare än en karaktärsbrist, har potential att inte bara främja kreativitet och innovation,²⁷ utan bidrar också till utvecklingen av ett tillväxttänkande och en positiv känsla av själveffektivitet som problemlösare.²⁸

Under en typisk dag navigerar eleverna en mängd olika känslor med varierande intensitet – från att vara nöjda på morgonen, till besvikna över att något inte gick deras väg, till glada när de leker med en kompis, till frustrerade när de har en oenighet med den kompisen, och så vidare, så vidare, så vidare. Att lära med VEX 123 ger eleverna möjlighet att uppleva många av samma känslor, men inom en trygg, strukturerad lärmiljö, där frustration, misslyckande och besvikelse förväntas och ges utrymme.

Tänk på exemplet tidigare – eleverna hade ett problem att lösa, att få sin 123-robot att färdas en angiven bana – och det krävdes flera försök och strategier för dem att hitta lösningen. De behövde kommunicera effektivt med varandra, visa tålamod att prova nya idéer och lyssningsförmåga för att ta strategiska ledtrådar från läraren. Studenterna i gruppen navigerade samtidigt i sina egna känslomässiga landskap och arbetade sig igenom dessa känslor i realtid för att erbjuda konkreta lösningar på sitt givna problem. Dessutom lärde de sig om att sekvensera kommandon och observerade sambandet mellan dessa kommandon och robotens beteenden – grundläggande komponenter inom datavetenskap. VEX 123 är unikt positionerad för att kunna införliva konceptuell kunskap med socioemotionellt lärande, eftersom det kan anpassa lärandet och bygga vidare på elevernas naturliga nyfikenhet på världen omkring dem, inklusive teknik som robotik.

VEX 123 som ett verktyg för social-emotionellt lärande

VEX 123 är en interaktiv, programmerbar robot som tar STEM, datavetenskap och beräkningstänkande från skärmen och väcker dem till liv för elever från förskoleklass till årskurs 3. VEX 123-plattformen innehåller både hårdvara och läroplan. Hårdvaran inkluderar en 123-robot med ett pekskärmsgränssnitt, en kodare och kodkort för att skapa större kodningsprojekt utan skärm, samt ett fält för att ge robotar ett tydligt definierat utrymme att röra sig på. Läroplanskomponenten inkluderar STEM-labb, plugin-lektioner baserade på praktiska, samarbetsinriktade lärandeaktiviteter inom en mängd olika läroplanområden med 123-roboten; aktiviteter, korta övningar kopplade till innehållet och den kodning som eleverna lär sig i klassrummet; och lärarresurser som erbjuder bakgrundsinformation och stöd för läroplanutveckling och implementering, som arbetsbladet som nämns i det inledande exemplet. VEX 123-plattformen är utformad för att vara flexibel, vilket ger lärare och elever möjlighet att integrera VEX 123 i sitt schema på det sätt som bäst passar deras behov – från att använda aktiviteter i ett lärcenter, till ett engagemang för hela klassen under cirkelstunden, eller till och med som matematikövningar i små grupper.

VEX 123 är utformad för att erbjuda praktisk, erfarenhetsbaserad inlärning kring autentisk problemlösning, där studenter arbetar i grupper för att uppnå sina mål. Med några få knapptryckningar på pekskärmen kan även de yngsta eleverna vara "kodare" och lära sig grunderna i datavetenskap genom lekfulla inlärningsaktiviteter. Allt eftersom eleverna går vidare till att bygga större projekt och koda mer komplexa beteenden och logik, kan de använda kodaren och kodkorten för att skapa längre sekvenser, loopar och till och med utforska villkorliga satser i sin kod.

Kärnbegrepp inom datavetenskap, som sekvensering och dekomposition, knyter an till andra områden inom förskoleläroplanen, och VEX 123 erbjuder lärare och elever möjlighet att öva på dessa färdigheter på ett engagerande sätt med en robot. Varför använda ett arbetsblad för att öva sekvensering, när man kan göra samma aktivitet på ett praktiskt sätt för att programmera en robot för att slutföra en liknande uppgift? Istället för att använda passiva metoder blir studenter som engagerar sig i VEX 123 kreativa problemlösare och kan börja se sig själva som sådana. När eleverna arbetar med 123-roboten lär de sig beräkningsmässiga sätt att tänka och bete sig, och skapar aktivt de projekt de föreställer sig, vilket stöder deras utveckling av självförtroende.²⁹

Den projektbaserade lärandepedagogiken i VEX 123 skapar utrymme för social och emotionell utveckling genom implementeringen, allt eftersom eleverna upplever och lär sig att hantera både positiva och negativa känslor. VEX 123, liksom mycket av den pedagogiska robotiken, förbereder eleverna för att engagera sig i verkliga problemlösningsupplevelser, där de sannolikt kommer att behöva kunna hålla ut trots ett upplevt misslyckande, medan de utformar och itererar på lösningar på autentiska problem. Att göra detta individuellt kan vara utmanande, och när det kombineras med robotikens samarbetsaspekt blir behovet av att eleverna utvecklar starka sociala, emotionella och beteendemässiga färdigheter ännu tydligare. Att hantera misslyckanden, besvikelse och frustration är livskunskaper som elever lär sig långt innan de börjar skolan. Snarare än att skydda elever från att någonsin uppleva dessa känslor, kan robotutmaningar, som VEX 123, ge rika möjligheter för språk, kommunikation samt socialt och emotionellt lärande.³⁰

Liksom andra STEM-pedagogiker engagerar VEX 123-läroplanen eleverna i att bygga, testa och iterera sina projekt inom sina grupper, och lektionerna är strukturerade kring samtal, samarbete och iteration. Elevernas första upplevelser av omedelbar framgång byggs upp till längre engagemang, där de har mindre chans att lyckas på första försöket. Allt läromedel införlivar på ett organiskt sätt tid och utrymme för problemlösning och socioemotionella inlärningsmetoder kopplade till samarbete, kommunikation, uthållighet och motståndskraft i lektionsdesignen.

Varje VEX 123 STEM-labb har tre sektioner: Engagera dig, Spela och Dela. Under Engage-delen kan eleverna skapa en personlig koppling till sitt lärande, då konceptet med labbet introduceras genom ett ledt samtal eller en guidad demonstration. Elevernas första intryck, känslor och tidigare erfarenheter kan delas och bygga en gemensam grund för gruppen. Lekdelen, som består av två delar, ger eleverna möjlighet att arbeta i små grupper med 123-roboten för att koda och testa projekt för att uppnå ett mål. Kodningen kan ske med pekskärmsgränssnittet eller kodaren och kodkorten. En paus mitt i leken ger eleverna en stund att reflektera över sitt lärande, lösa problem tillsammans och förbereda sig för nästa fas av utmaningen. STEM-labb avslutas med en delningsdel, där eleverna återkommer som en hel grupp för att reflektera över sitt lärande, prata om utmaningar och fira sitt lärande och sin uthållighet. Läraranteckningar och resurser ingår i alla STEM Lab-material och erbjuder vägledning för att stödja elevers lärande, samarbete och utveckling av social och pedagogisk kommunikation. Samtalsuppmaningar, handledningsanteckningar och reflekterande frågor är inbäddade i pedagogiken i VEX 123 STEM Labs och lärarstödmaterial för att stödja SEL och utvecklingen av 2000-talsfärdigheter som motståndskraft, uthållighet, samarbete och kommunikation.

SEL är inte bara en del av läroplanen, utan presenteras också på mer uppenbara sätt, med "Age"-kommandon och STEM-laboratorier specifika för socioemotionellt lärande. ”Akt”-kommandon är förkodade komplexa beteenden som kan användas i ett kodningsprojekt för att få 123-roboten att ”aktera ut” en viss känsla, som glad eller ledsen. Dessa kommandon erbjuder lärare och elever en mötesplats för att diskutera känslomässiga uttryck och de beteenden som motsvarar olika känslor. Detta koncept är grunden för en SEL STEM-labbenhet, rollspelsrobot, där eleverna börjar med att observera och diskutera de beteenden som 123-roboten utför för varje "Act"-kommando. De bygger sedan vidare på det för att skapa sina egna "känslokoder" och parar ihop sekvenser av robotbeteenden med emotionellt vokabulär medan de utforskar sambandet mellan känslor och beteenden hos människor. Att prata om känslor och känslomässiga uttryck kan vara svårt för små barn, men att kunna göra det i samband med att koda en robot kan inte bara göra det till en mer engagerande upplevelse, det kan också ge eleverna lite välbehövlig distans mellan sig själva och ämnet, och engagera sig i socioemotionellt lärande i en trygg miljö.

Datavetenskap, robotik och social och kommunikationsmässig utveckling är på många sätt autentiska partners i elevers lärande och utveckling av färdigheter för 2000-talet, och VEX 123 erbjuder lärare verktygen för att blanda dessa ämnen i engagerande och meningsfulla lärandeupplevelser för unga elever.

---