Använda VEX GO för att stödja undervisning i läs- och skrivkunnighet och matematiskt tänkande

Ofta under grundskolans år ligger ett starkt fokus på undervisning i läs- och skrivkunnighet och matematik. Även om stavning, ordkunskap och flyt är viktiga för att utveckla läskunnighet hos unga elever, finns det mer i läskunnighet än bara dessa element. Läskunnighet inkluderar även språkfärdigheter som att tala och lyssna, såväl som visuella och skriftliga färdigheter som ingår i skrivandet.¹ På liknande sätt är matematiska fakta, räkneförmåga och operationer verkligen grundläggande för att lära sig matematik, men de är bara en pusselbit. Matematiskt tänkande omfattar rumsligt resonemang och abstraktion, såväl som saker som visuell-motoriska färdigheter eller förmågan att koppla samman antal och kvantitet.²

Men när det finns oro kring läs- och skrivkunnighet eller matematikprestationer (eller brist på dem) är den första instinkten ofta att begränsa läroplanen – till exempel "No Child Left Behind (NCLB) flyttade fördelningen av undervisningstid mot matematik och läsning, de ämnen som de nya ansvarssystemen riktar sig till."³Även om sådana förändringar ofta är välmenande, tar de inte nödvändigtvis hänsyn till den större bilden av elevers lärande och utveckling, eller hur läs- och skrivkunnighet och matematiskt tänkande utvecklas över tid.

---

Exekutiva funktioner och grundläggande färdigheter

Underliggande läs- och skrivkunnighet och matematiskt tänkande, och mycket av det som vanligtvis betraktas som "skolbeteende", är saker som exekutiva funktioner, arbetsminne, motoriska färdigheter och spatial kompetens.⁴ Dessa grundläggande komponenter i lärande ses ofta som indikatorer på skolframgång, men när det gäller att utforma läroplaner ges de sällan tid eller utrymme i skoldagen, än mindre inbäddade i läs- och skrivkunnighets- eller matematikundervisning. Ändå är spatial förmåga känd för att vara en indikator på matematikresultat, motorisk förmåga är en förutsättning för att skriva, och exekutiva funktioner gör det möjligt för elever att uppmärksamma en läsning, avkoda ett okänt ord och förstå meningar.⁵

Termen exekutiva funktioner omfattar ett antal färdigheter och processer, inklusive självkontroll (som att stoppa en impuls och göra något annat), kognitiv flexibilitet (som att växla från en aktivitet till en annan) och arbetsminne (de processer som behövs för att hålla reda på information medan vi arbetar med den).⁶ Relaterat till exekutiva funktioner är motoriska och rumsliga färdigheter, och de underliggande kognitiva processer som ligger bakom rörelse och vår uppfattning av objekt och deras rörelser.⁷ Alla dessa är involverade i elevers lärande i en klassrumsmiljö, såväl som i specifikt läs- och skrivförmåga och matematikutveckling.⁸

Exekutiva funktioner i kontext

Tänk dig till exempel uppgiften för en student som sitter vid ett skrivbord för att läsa en mening och skriva ett svar.

• Motoriska färdigheter behövs för att eleven ska ha den bålstabilitet som krävs för att sitta upprätt vid ett skrivbord, och finmotoriken för att hålla, greppa och kontrollera en penna för att skriva.
• Rumsliga färdigheter behövs för att placera det skrivna svaret på linjen på pappret och för att skriva inom ett givet utrymme med läsbara bokstäver. Visuospatiala färdigheter är nödvändiga för att eleverna ska kunna hålla sitt skrivande inom pappret, och inte skriva av från det, eller för att gå från en rad till nästa med sitt skrivande.
• Arbetsminnet behövs för att läsa och förstå meningen, för att kunna formulera ett svar korrekt.
• Självkontroll är nödvändig för att eleven ska kunna ta itu med uppgiften och inte gå och göra något mer spännande, eller dagdrömma om vad hen ska göra efter skolan.
• Kognitiv flexibilitet krävs för att korrekt tillämpa fonetik och språkkunskap (som att pluralformen av 'bus' är 'busses' men pluralformen av 'day' är 'days') för att läsa meningen korrekt och skriva ett lämpligt och läsbart svar.⁹

Ett liknande mönster framträder för matematik, där eleverna behöver tolka siffror, hålla dem i minnet, utföra beräkningar och skriva korrekta svar. Och när ett ordproblem väl är inblandat, ökar den kognitiva belastningen av att läsa, tolka problemet och tillämpa både språklig och sifferuppfattning på det, för att beräkna och skriva det rätta svaret, vikten av dessa grundläggande färdigheter. Den goda nyheten är att saker som spatial kompetens kan förbättras med övning och feedback,¹⁰ och att övning kan göras på en mängd olika sätt – inklusive att bygga, programmera och delta i praktisk STEM-inlärning med VEX GO.

---

Grundläggande färdigheter, exekutiv funktion och VEX GO 

Att bygga med VEX GO involverar många av de grundläggande färdigheterna för skolförberedelse, såväl som utveckling av läs- och skrivkunnighet och matematik. Tänk dig till exempel uppgiften att bygga en kodbaserad robot från bygginstruktioner. Det finns många saker integrerade för att uppnå detta mål, inklusive:

• Finmotorik behövs för att kunna plocka upp bitarna och koppla ihop dem effektivt. Om du använder nålverktyget används motoriska färdigheter för att manipulera verktyget för att göra saker som att ta bort nålar framgångsrikt.
• Rumsliga färdigheter behövs för att matcha de riktiga bitarna i handen med diagrammet över bitarna i bygginstruktionerna. Perceptuella färdigheter används för att flytta och vrida bitarna så att de matchar diagrammets vinkel och orientering.
• Visuo-spatiala färdigheter behövs för att veta hur, när och var man ska koppla ihop delar av roboten för att bygga. Spatial arbetsminne är involverat i att koppla samman bitar på rätt platser, vilket också kan involvera transformationsförmåga.
• Språk- och lyssningsförmåga behövs för att följa de givna instruktionerna i flera steg, med självkontroll för att hålla sig fokuserad, följa bygginstruktioner och arbeta med en partner. Spatial språk används för att beskriva hur delar hör ihop under byggnation.
• Räkekunskaper används för att välja rätt antal bitar för varje steg, såväl som rumsligt språk för att beskriva hur de hör ihop.
• Kognitiv flexibilitet och visuellt-rumsliga färdigheter behövs för att avgöra hur man ska reparera bygget om det inte går ihop som avsett, eller för att fortsätta till nästa del av byggprocessen.

När vi väl har lagt till kodning för att roboten ska kunna köra från en plats till en annan på ett fält, stärks dessa färdigheter på ytterligare sätt, bland annat:

• Rumsliga färdigheter behövs för att ställa in fältet och kodbasen i rätt position och orientering. Spatial språk används för att beskriva uppgiften, eller den rörelseriktning som behövs för att roboten ska köra till rätt plats.
• Visuo-spatiala färdigheter behövs för att planera robotens bana. Detta kombineras med de motoriska och spatiala färdigheter som behövs för att skriva, för att dokumentera planen på en utskrivbar bild.
• Motoriska färdigheter behövs för att starta roboten och använda enheten med VEXcode GO för att koppla ihop och dra block till projektet.
• Arbetsminne och motoriska färdigheter behövs för att bygga projektet i VEXcode GO för att koda roboten så att den matchar planen. Eleverna måste komma ihåg vad varje block gör och hur man kopplar ihop dem för att skapa en sekvens som kommer att utföra uppgiften.
• Räknekunskaper används för att mata in korrekta parametrar i blocken för att uppnå önskade beteenden (dvs. ändra parametern för blocket [Kör för] till 300 mm för att få roboten att köra en given sträcka).
• Språk- och lyssningsförmåga behövs för att följa de givna instruktionerna i flera steg, med självkontroll för att fokusera på den givna uppgiften och lösa problemet med en partner.
• Kognitiv flexibilitet och visuellt-rumsliga färdigheter behövs för att avgöra hur man felsöker projektet om roboten inte rör sig som avsett, eller för att fortsätta till nästa del av kodningsutmaningen.

Aktiviteterna att bygga och koda en robot för att utföra en uppgift innefattar inte bara många grundläggande färdigheter, VEX GO kan även användas för att förstärka specifika akademiska färdigheter och för att utnyttja motivationen och engagemanget i praktiska erfarenheter för att stödja lärande inom andra områden. Alla ovanstående metoder behandlas fortfarande och förstärks ytterligare av läs- och skrivkunnighet eller matematiska färdigheter när VEX GO-material används för att göra saker som:

• Skapa en konstruktion för att utforska ekvivalenta bråk på ett konkret sätt
• Bygg en fungerande klocka för att öva på tidtagning
• Konstruera ett lutande plan för att öva mätning och/eller omvandling
• Öva på att plotta koordinater genom att konstruera och spela ett "BattleBoats"-spel
• Koda antalet hjulvarv som behövs för att köra roboten en viss sträcka
• Återskapa en berättelse med hjälp av VEX GO-bitar för att skapa karaktärer eller miljöer som visar läsförståelse.
• Skriv en loggpost om varje fas i livscykeln för en groda som du har byggt
• Skapa och beskriv en livsmiljö för en motoriserad varelse
• Skriv bygginstruktioner för det du har byggt så att en partner kan skapa samma sak

Vart och ett av dessa exempel visar sätt att inte bara förbereda eleverna för att lära sig STEM, utan också att använda STEM för att lära sig och utveckla andra färdigheter. När eleverna får ytterligare praktiska möjligheter att delta i integrerat lärande kan de ”skapa fler neurala kopplingar och mer mening ges åt lärandet och de koncept som lärs ut”.¹¹ Ju fler beröringspunkter i en aktivitet, desto djupare kan lärandet bli. Och när eleverna kan delta i öppna samtal om sitt arbete och skapa en känslomässig koppling till det de gör, blir deras lärande ännu djupare.

---

VEX GO överensstämmer med läroplanens mål

Med andra ord, här är några viktiga bedömningskriterier som ofta används i klassrum, tillsammans med aktiviteter som kan göras med VEX GO för att anpassa sig till dem.

Språk och läskunnighet:¹²

• Talar effektivt med alltmer precist ordförråd. - Varje gång eleverna diskuterar ett bygge eller ett kodningsprojekt i sin grupp, eller delar med sig av sina kunskaper under pausen eller delningsdelen av en STEM-labbenhet (som att prata om hur roboten behöver röra sig för att samla in prover i Mars Rover – Ytoperationer STEM-labbenhet), använder de rumsligt, beskrivande och precist språk för att förklara sina idéer, göra förutsägelser och besvara frågor.
• Förstår och tolkar eller bemöter skönlitterära och facklitterära texter - Introduktion till byggande STEM-labb Enhet engagerar eleverna i en berättelse för att lära sig om funktionerna i VEX GO-byggsatsen och guidar dem genom deras första byggprojekt med hjälp av byggsatsdelar. I aktivitetsserien med varelser, serie använder eleverna kreativt skrivande för att beskriva hur deras bygge kopplar till funktionerna på en imaginär ö.
• Skriver för olika ändamål i olika format - Användning av VEX GO-utskrivbara material för att stödja planering av projektvägar och projektdokumentation, tillsammans med kommentarer i ett VEXcode GO-projekt som de som används i Parade Float STEM Lab Unit, låter eleverna öva på att skriva och rita för att representera sina kodningsprojekt på detaljerade sätt. Dessutom gör aktiviteter som att skriva en fältjournalanteckning i Fun Frogs STEM Lab enhet det möjligt för eleverna att skriva mer kreativt för att beskriva sina byggprojekt.
• Samlar in och använder information för forskningsändamål - Eleverna samlar in data genom aktiviteter och experiment som de i Enkla maskiner STEM-labb enhet eller Likadana STEM-labb enhet, och använder sedan informationen för att informera sina diskussioner och besvara frågor om sitt lärande under pausen mellan lek och delningsavsnitten i labben.

Matematiskt tänkande:¹³

• Tillämpar koncept och strategier för att lösa matematiska problem - Bråk STEM-labb enhet låter eleverna konstruera en byggnad och använda VEX GO Kit-delar för att utforska ekvivalenta bråk genom att jämföra bråk efter storlek.
• Kommunicerar och representerar matematiskt tänkande - När eleverna bygger utifrån bygginstruktioner använder de rumsligt språk för att kommunicera med sin partner om delarna, deras orientering, antal, form, storlek etc. I aktiviteter som de i Ocean Emergency STEM Lab, enhet, planerar och konstruerar eleverna en bana med hjälp av muntliga och skriftliga beskrivningar, samt rumsligt och numeriskt språk för att diskutera hur de effektivt kan programmera sin robot för att köra längs sin bana.
• Utforskar och löser rumsliga problem med hjälp av manipulativa medel, teckningar och rumsligt språk. - Upptäcktsaktiviteter som Vända flaggor, Rotera, och Symmetri. ger eleverna övning med symmetri, reflektioner och rotation. Eleverna kan utforska hur koordinater används för att hitta punkter i ett rutnät genom spel som det i STEM-labbenheten Battle Boats
• Använder verktyg och tekniker för att uppskatta och mäta - Varje gång eleverna planerar ett projekt för att köra VEX GO-roboten till en specifik plats måste de bearbeta avståndet som behövs för att nå sin destination och mata in den uppskattningen eller mätningen effektivt i sin kod. I STEM-labbenheten i kodbasen kodar eleverna kodbasen för att navigera en slalombana genom att koda kör- och svängavstånd i millimeter, tum eller grader.

VEX GOs mångsidighet som undervisningsverktyg gör det möjligt för lärare att integrera STEM i många områden i klassrummet, inklusive läs- och skrivkunnighet och matematik. Oavsett om det är i ett lärcenter eller som en del av en helklasslektion, erbjuder VEX GO lärare och elever en möjlighet att få övning och feedback på en mängd grundläggande färdigheter för att stödja lärande och utveckling. För att lära dig mer om exekutiva funktioner, spatial och motoriska färdigheter och deras koppling till lärande, se intervjuer med Claire Cameron, författare till Hands On, Minds On, i PD+ videobibliotek.

---

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Arbetsprovtagningssystemet för förskola till tredje klass: Omnibusriktlinjer. 4:e upplagan, Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Praktiskt, medvetet: Hur exekutiva funktioner, motoriska och spatialförmågor främjar skolberedskap. Lärarhögskolans förlag, 2018.

³ Dee, Thomas S., m.fl. "Effekten av No Child Left Behind på elever, lärare och skolor [med kommentarer och diskussion]." Brookings artiklar om ekonomisk aktivitet (2010): 149-207.

^{4 2} Cameron, Claire E. Praktisk, medveten: Hur exekutiva funktioner, motoriska och spatialfärdigheter främjar skolberedskap. Lärarhögskolans förlag, 2018.

⁵ Cameron, Claire E. Intervju av Jason McKenna. Intervju med Claire Cameron del 2: Exekutiv funktion, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Ibid.

⁷Ibid.

⁸Cameron, Claire E. Praktisk inspiration, medvetande: Hur exekutiva funktioner, motoriska och spatialförmågor främjar skolberedskap. Lärarhögskolans förlag, 2018.

⁹ Cameron, Claire E. Intervju av Jason McKenna. Intervju med Claire Cameron del 4: Spatial färdigheter, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Cameron, Claire E. Intervju av Jason McKenna. Intervju med Claire Cameron Del 8: Viktiga slutsatser, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Arbetsprovtagningssystemet för förskola till tredje klass: Omnibusriktlinjer. 4:e upplagan, Pearson, 2001.

¹² Ibid.