โซลูชันหุ่นยนต์เสมือน: ข้อมูลเชิงลึกจากการนำไปปฏิบัติและนัยสำหรับอนาคต

เชิงนามธรรม

วิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษามีส่วนร่วมกับนักเรียนในแนวทาง STEM แบบบูรณาการที่ช่วยให้นักเรียนเข้าใจแนวคิด STEM รวมทั้งเพิ่มการรับรู้เชิงบวกเกี่ยวกับวิชา STEM ตั้งแต่อายุยังน้อย เมื่อเกิดการระบาดของโควิด-19 หุ่นยนต์ในห้องเรียนแบบเห็นหน้ากันกลายเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ โปรแกรมหุ่นยนต์เสมือนได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วเพื่อทำงานร่วมกับแพลตฟอร์มการเข้ารหัสที่คุ้นเคย เพื่อให้นักเรียนและครูมีโซลูชันหุ่นยนต์ทางเลือกที่สามารถใช้ได้จากทุกที่ ในบทความนี้ ข้อมูลการใช้งานจากนักเรียนกว่าล้านคนทั่วโลกจะถูกตีความควบคู่ไปกับกรณีศึกษาของครูสองกรณี การผสมผสานข้อมูลนี้ช่วยให้เข้าใจหุ่นยนต์เสมือนเป็นเครื่องมือการเรียนรู้ ตลอดจนแหล่งข้อมูลการสอน กรณีศึกษาของครูยังเผยให้เห็นชุดของความต้องการที่สำคัญที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการสอนในสถานการณ์ที่คาดเดาไม่ได้ดังกล่าว สุดท้าย ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ของหุ่นยนต์เสมือนสามารถใช้เป็นคำชมเชยกับหุ่นยนต์ทางกายภาพ เพื่อช่วยให้นักเรียนได้รับความมั่นใจด้วยการเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำ เพิ่มความตื่นเต้นให้กับวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษา และให้ครูมีตัวเลือกการสอนที่ยืดหยุ่นสูงในอนาคต

คีย์เวิร์ด

หุ่นยนต์เสมือน, วิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษา, การสอนหุ่นยนต์, วิธีแก้ปัญหา COVID-19, การศึกษา STEM, วิทยาการคอมพิวเตอร์, การเขียนโปรแกรม

บทนำ

วิทยาการคอมพิวเตอร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ได้รับการบูรณาการมากขึ้นในโรงเรียนประถมศึกษาและมัธยมศึกษา (อนุบาลถึงเกรด 12) ในสหรัฐอเมริกาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยได้รับแรงหนุนจากรายงานและนโยบายระดับประเทศ ในปี 2015 มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติระบุว่าการได้มาซึ่งความรู้และทักษะด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ (STEM) มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับชาวอเมริกันในการมีส่วนร่วมในเศรษฐกิจโลกที่เน้นเทคโนโลยีอย่างเต็มที่ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคน การเข้าถึงการศึกษาคุณภาพสูงในหัวข้อ STEM คณะกรรมการสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติด้านการศึกษา STEM ได้จัดทำรายงานในปี 2018 เพื่อร่างยุทธศาสตร์ของรัฐบาลกลางสำหรับการศึกษา STEM รายงานนี้ตั้งข้อสังเกตว่า “ลักษณะของการศึกษา STEM นั้นมีการพัฒนาจากชุดของสาขาวิชาที่ทับซ้อนกันเป็นแนวทางแบบบูรณาการและแบบสหวิทยาการเพื่อการเรียนรู้และการพัฒนาทักษะ แนวทางใหม่นี้รวมถึงการสอนแนวความคิดทางวิชาการผ่านการใช้งานจริง และผสมผสานการเรียนรู้ที่เป็นทางการและไม่เป็นทางการในโรงเรียน ชุมชน และสถานที่ทำงาน มันพยายามที่จะถ่ายทอดทักษะเช่นการคิดเชิงวิพากษ์และการแก้ปัญหาพร้อมกับทักษะที่อ่อนนุ่มเช่นความร่วมมือและการปรับตัว” การมุ่งเน้นในระดับชาติในการเรียนรู้ STEM นี้มาพร้อมกับการวิจัยและนวัตกรรมที่เพิ่มขึ้นในการตั้งค่าการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการรวมเทคโนโลยีเข้ากับห้องเรียนสำหรับหัวข้อ STEM ได้ดียิ่งขึ้น

วิทยาการหุ่นยนต์เป็นแนวทางปฏิบัติสำหรับนักเรียนในการสำรวจแนวคิด STEM หัวข้อ STEM พื้นฐานเป็นหัวข้อที่สำคัญในการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา เนื่องจากเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการศึกษาระดับวิทยาลัยขั้นสูงและระดับบัณฑิตศึกษา ตลอดจนเพิ่มทักษะทางเทคนิคในกำลังคน (Committee on STEM Learning, 2018) การวิเคราะห์เมตาวิเคราะห์ (Beniti, 2012) เปิดเผยว่าโดยทั่วไปแล้ว วิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษาช่วยเพิ่มการเรียนรู้สำหรับแนวคิด STEM ที่เฉพาะเจาะจง การศึกษาในหลายกลุ่มอายุเปิดเผยว่าวิทยาการหุ่นยนต์ช่วยเพิ่มความสนใจของนักเรียนและการรับรู้ในเชิงบวกเกี่ยวกับวิชา STEM (Nugent et al., 2010; Robinson, 2005; Rogers & Portsmore, 2004) ซึ่งใน เทิร์นช่วยเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ (Renninger & Hidi, 2011; Wigfield & Cambria, 2010; Tai et al. , 2549). สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย หุ่นยนต์ถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการเตรียมความพร้อมของวิทยาลัยและทักษะอาชีพด้านเทคนิค (Boakes, 2019; Ziaeefard et al., 2017; Vela et al., 2020) ในขณะที่หุ่นยนต์ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับนักเรียนระดับประถมศึกษาเพื่อพัฒนาคำถามและ ทักษะการแก้ปัญหา และส่งเสริมการรับรู้เชิงบวกเกี่ยวกับหัวข้อ STEM (Cherniak et al., 2019; Ching et al., 2019) การแนะนำวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษามีประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักเรียนรุ่นเยาว์ ซึ่งสามารถเริ่มสร้างทัศนคติเชิงลบต่อวิชา STEM ได้ตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 (Unfried et al., 2014) นักเรียนรุ่นเยาว์ได้รับประโยชน์จากบริบทการเรียนรู้แบบบูรณาการและพัฒนาทัศนคติเชิงบวกมากขึ้นต่อวิชา STEM ด้วยประสบการณ์ความสำเร็จในระยะแรก (McClure et al., 2017)

การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการแนะนำวิทยาการหุ่นยนต์ในระหว่างการศึกษาก่อนรับราชการของครูช่วยเพิ่มความสามารถในตนเองของครู ความรู้ด้านเนื้อหา และทักษะการคิดเชิงคำนวณ (Jaipal-Jamani and Angeli, 2017) แม้ว่าการใช้วิทยาการหุ่นยนต์จะพบประโยชน์ของหุ่นยนต์ในครูและนักเรียน แต่การนำวิทยาการหุ่นยนต์มาใช้ในการศึกษาของครูในระบบยังมีอยู่อย่างจำกัด ในหลายประเทศ การศึกษาของครูแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่หัวข้อตามระเบียบวินัยในด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ ทำให้ครูส่วนใหญ่ขาดความพร้อมในด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี (Epstein and Miller, 2011) และมีความมั่นใจน้อยลงในการสอนหัวข้อ STEM ซึ่งไม่ครอบคลุมในการฝึกอบรมครูอย่างเป็นทางการหรือการเชื่อมโยงข้าม STEM สาขาวิชา (Nadelson et al., 2013; Kelley & Knowles, 2016) Bybee (2010) ตั้งข้อสังเกตว่าข้อจำกัดของหัวข้อ STEM ในการศึกษาของครูทำให้เกิดการด้อยโอกาสทางวิศวกรรมและเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาระดับ K-8 ในขณะที่ประโยชน์ของการรวมวิทยาการหุ่นยนต์ในการศึกษาของครูนั้นชัดเจน (Jaipal-Jamani and Angeli, 2017) ทางเลือกอื่นสามารถทำได้โดยการพัฒนาทางวิชาชีพอย่างต่อเนื่องและการเรียนรู้อย่างไม่เป็นทางการผ่านชุมชนภาคปฏิบัติ Bandura (1977) ได้แสดงแง่มุมที่สำคัญของบริบทการเรียนรู้ทางสังคม และจากแนวคิดนั้น Lave and Wenger (1991) ได้สรุปแนวคิดของชุมชนแห่งการปฏิบัติ (CoP) สำหรับ CoP สมาชิกจะรวมตัวกันโดยมีความสนใจร่วมกันในโดเมน พัฒนาชุมชน และแบ่งปันการค้นคว้าและข้อมูลเชิงลึกเพื่อพัฒนาทักษะและความรู้—พัฒนาแนวทางปฏิบัติ (Lave & Wenger, 1991 ). แทนที่จะใช้วิทยาการหุ่นยนต์ในการศึกษาของครูในระบบ การเรียนรู้แบบไม่เป็นทางการและ CoP อาจให้ประโยชน์ที่คล้ายคลึงกันกับครู และยิ่งไปกว่านั้น สำหรับนักเรียน

น่าเสียดายที่การระบาดใหญ่ของ COVID-19 ทำให้เกิดการหยุดชะงักทั่วโลกอย่างกว้างขวางในการเรียนรู้ด้วยตนเอง ส่งผลกระทบต่อนักเรียนเกือบทั้งหมดทั่วโลก (UN, 2020) ประสบการณ์การเรียนรู้แบบลงมือปฏิบัติถูกระงับ ซึ่งเป็นส่วนพื้นฐานของหลักสูตร STEM หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ รวมถึงหลักสูตรหุ่นยนต์ที่ใช้โดยกลุ่มผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์เพื่อการศึกษา VEX จำเป็นต้องใช้โซลูชันการเรียนรู้ทางไกลเพื่อจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการเรียนรู้เสมือนจริงอย่างรวดเร็ว ซึ่งยังคงสามารถช่วยให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับหัวข้อ STEM ในรูปแบบที่แท้จริงและมีความหมาย VEX Robotics ได้สร้าง VEXcode VR ขึ้นอย่างรวดเร็ว (ต่อจากนี้จะเรียกว่า “VR”) ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่มีหุ่นยนต์เสมือนที่สามารถใช้งานได้ในลักษณะที่คล้ายคลึงกันกับหุ่นยนต์จริง

เอกสารนี้จะตรวจสอบข้อมูลการใช้งานที่รวบรวมโดยแพลตฟอร์ม VR เพื่อรับข้อมูลเชิงลึกว่าสิ่งทดแทนเสมือนจริงนี้เป็นอย่างไรในช่วงที่โลกหยุดชะงัก นอกจากนี้ยังมีการนำเสนอกรณีศึกษาสองกรณี ซึ่งจะให้บริบทเกี่ยวกับวิธีการที่ครูนำ VR ไปใช้ในสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ทางไกล คำถามการวิจัยหลักสองข้อสำหรับบทความนี้มีดังนี้:

  1. ข้อมูลเชิงลึกใดบ้างที่สามารถใช้ข้อมูลและกรณีศึกษาของครูเกี่ยวกับการเรียนรู้ของนักเรียนด้วย VR หลังจากการระบาดของ COVID-19
  2. ครูจะให้ข้อมูลเชิงลึกอะไรบ้างเกี่ยวกับการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน

ความโกลาหลที่เกิดจากโควิด-19 เกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยนักการศึกษา ทศวรรษของประสบการณ์และบทเรียนที่ออกแบบมาสำหรับการเรียนรู้แบบตัวต่อตัวถูกปรับขึ้นในทันที แต่การหยุดชะงักนี้ยังสนับสนุนให้นักการศึกษาทดลองเครื่องมือและวิธีการสอนใหม่ๆ การทำความเข้าใจการตัดสินใจและผลลัพธ์ที่ได้รับจากมุมมองของนักการศึกษาที่นำผ่านโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการรวมเทคโนโลยีใหม่เพื่อเสริมสร้างการเรียนรู้ของนักเรียนในวิชาวิทยาการหุ่นยนต์และ STEM ให้ก้าวไปข้างหน้า

วิธีการ

VEXcode VR เมื่อโรงเรียนในสหรัฐอเมริกาปิดทำการในเดือนมีนาคม 2020 จำเป็นต้องมีโซลูชันที่สามารถทำให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับวิทยาการหุ่นยนต์และหัวข้อ STEM ในขณะที่ทำงานจากระยะไกล VR ได้รับการพัฒนาและเปิดตัวในวันที่ 2 เมษายน 2020 เพียงไม่กี่สัปดาห์หลังจากที่โรงเรียนส่วนใหญ่ใช้รูปแบบเสมือนจริง กิจกรรม VR ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับหลักสูตรหุ่นยนต์อื่นๆ ด้วยบทเรียนสหวิทยาการที่สอดคล้องกับมาตรฐานเนื้อหา แพลตฟอร์มการเข้ารหัส VEXcode VR นั้นเหมือนกับสภาพแวดล้อมการเข้ารหัสที่นักเรียนมักจะใช้กับหุ่นยนต์จริงด้วยการเพิ่มอินเทอร์เฟซเสมือน ดังที่แสดงในรูปที่ 1 แทนที่จะใช้หุ่นยนต์จริง นักเรียนสร้างโครงงานเพื่อควบคุมหุ่นยนต์เสมือนใน "สนามเด็กเล่น" ที่มีธีม ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามกิจกรรม นักเรียนที่เริ่มเขียนโค้ดใช้การเขียนโปรแกรมแบบบล็อก และนักเรียนขั้นสูงใช้ข้อความที่อิงตาม Python

image001.png

รูปที่ 1. อินเทอร์เฟซแพลตฟอร์ม VEXcode VR สำหรับกิจกรรมการล้างข้อมูลแนวปะการัง

กิจกรรม VR ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นสหวิทยาการ ผสมผสานทักษะวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่เป็นพื้นฐานในการควบคุมหุ่นยนต์เสมือนด้วยหัวข้อจากวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ ตลอดกิจกรรม VR เหล่านี้ นักเรียนไม่เพียงแค่เรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ การคิดทางคณิตศาสตร์ และความรู้ทางเทคนิค—องค์ประกอบทั้งหมดของเฟรมเวิร์ก STEM แบบบูรณาการ (Kelley & Knowles , 2559). สถานการณ์เฉพาะซึ่งเกิดจากโควิด-19 ทำให้นักเรียนต้องสามารถทำงานผ่านบทเรียนอย่างอิสระในสภาพแวดล้อมแบบผสมผสาน ซิงโครนัส หรือไม่ซิงโครนัส เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักเรียนจะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับวัตถุประสงค์การเรียนรู้และเป้าหมายของกิจกรรม จากนั้นใช้คำสั่งโดยตรงเพื่อให้การสอนทีละขั้นตอนและนั่งร้านโดยเจตนาเพื่อจัดลำดับการเรียนรู้เพื่อความเข้าใจ (Stockard et al., 2018; Bowen R. S., 2017) จากนั้นนักเรียนจะได้รับนั่งร้านที่กำหนดเป้าหมายซึ่งนำไปสู่การแก้ปัญหาการเข้ารหัสขั้นสุดท้าย (Puntambekar et al., 2010) นักเรียนเรียนรู้ว่าวิทยาการหุ่นยนต์และการเขียนโค้ดใช้เพื่อแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติและสหวิทยาการ ตัวอย่างเช่น ในกิจกรรมทำความสะอาดแนวปะการัง นักเรียนถูกท้าทายให้นำทางหุ่นยนต์ของตนไปรอบๆ แนวปะการังเพื่อเก็บขยะให้ได้มากที่สุดก่อนที่แบตเตอรี่ที่ชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์จะหมด มลภาวะเป็นปัญหาระดับโลกที่จะแก้ไขโดยนักเรียนในวันพรุ่งนี้ และการมีส่วนร่วมในโครงการตามสถานการณ์จริงเหล่านี้ช่วยให้นักเรียนใช้ทักษะด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ในสาขาวิชาต่างๆ

image004.jpg

รูปที่ 2 บริบทภารกิจสำหรับกิจกรรมทำความสะอาดแนวปะการัง

เมื่อพิจารณาว่านักเรียนถูกแยกออกจากผู้สอน สภาพแวดล้อมเสมือนจริงจะต้องราบรื่นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดความสนใจที่แตกแยกและภาระการเรียนรู้ (Sweller, 2020; Sentz et al., 2019) นักเรียนสามารถลากและวางคำสั่งลงในโครงงาน และดูหุ่นยนต์นำทางไปยังสนามเด็กเล่น VR ในหน้าต่างเดียวกันได้ นักเรียนสามารถเพิ่มบล็อกจำนวนเท่าใดก็ได้ในแต่ละครั้ง โดยเรียกใช้โครงงานหลังจากเพิ่มแต่ละครั้ง เพื่อดูว่าหุ่นยนต์ของพวกเขาเคลื่อนที่อย่างไรในสนามเด็กเล่น สิ่งนี้จะช่วยให้นักเรียนได้รับผลตอบรับทันทีและรู้สึกถึงความสำเร็จในระยะแรก

นอกจากนี้ การเรียนรู้ทางไกลยังสร้างอุปสรรคในทางปฏิบัติที่ VR จำเป็นต้องเอาชนะ คอมพิวเตอร์ของโรงเรียนมักมีข้อจำกัดในการดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน ทำให้การเพิ่มโปรแกรมเป็นอุปสรรคในสถานการณ์ปกติที่สุด นับประสาเมื่อนักเรียนอยู่ห่างไกลจากคอมพิวเตอร์ของโรงเรียน แต่นักเรียนอาจไม่สามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์ของโรงเรียนเพื่อทำงานของตนได้ เพื่อเพิ่มการเข้าถึง VR ให้สูงสุด โปรแกรมถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้บนเว็บทั้งหมด (ไม่ต้องดาวน์โหลดหรือปลั๊กอิน) และทำงานบนอุปกรณ์ประเภทต่างๆ เพื่อเพิ่มโอกาสที่นักเรียนจะสามารถใช้งานได้

ผลลัพธ์

ข้อมูลการใช้งาน ข้อมูลที่นำเสนอจัดทำโดย Google Analytics เนื่องจาก VEXcode VR ทำงานบนเบราว์เซอร์ทั้งหมด จึงมีเมตริกต่างๆ มากมายที่ให้ข้อมูลเชิงลึกว่าสภาพแวดล้อมของหุ่นยนต์เสมือนนี้ถูกใช้ไปทั่วโลกอย่างไร นับตั้งแต่เปิดตัวในเดือนเมษายน 2020 มีผู้ใช้ VR เพิ่มขึ้นทุกเดือน ซึ่งรวมแล้วมีผู้ใช้มากกว่า 1.45 ล้านคนในกว่า 150 ประเทศ

image005.png

รูปที่ 3 ประเทศที่มีผู้ใช้ VR ทั่วโลก

จากไทม์ไลน์ของ COVID-19 และการเปิดตัว VR เรายังตรวจสอบการใช้งานเมื่อเวลาผ่านไปด้วย ดังที่แสดงในรูปที่ 4 จำนวนผู้ใช้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากการเปิดตัวไม่นาน จากนั้นลดลงในช่วงเดือนฤดูร้อนเมื่อนักเรียนไม่ได้เรียน เดือนที่กลับไปเรียนตามปกติ (สิงหาคม/กันยายน) มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งยังคงมีอยู่ตลอดปีการศึกษาที่เหลือ จำนวนผู้ใช้ที่ลดลงเป็นระยะบ่งชี้ว่ามีการใช้งานน้อยลงในช่วงสุดสัปดาห์และช่วงวันหยุด

image007.png

รูปที่ 4 จำนวนผู้ใช้ในช่วงเวลาหนึ่งนับตั้งแต่เปิดตัว VR

โครงการคือโปรแกรมที่นักเรียนสร้างขึ้นสำหรับบทเรียนหรือความท้าทาย ไม่จำเป็นต้องบันทึกโปรเจ็กต์เพื่อเรียกใช้ แต่โปรเจ็กต์ที่บันทึกไว้จะถูกดาวน์โหลดเพื่อให้ผู้ใช้กลับมาดูในภายหลัง มีโปรแกรมที่บันทึกไว้มากกว่า 2.52 ล้านโปรแกรม อย่างไรก็ตาม ไม่จำเป็นต้องบันทึกโปรเจ็กต์เพื่อเรียกใช้ เนื่องจาก VR ใช้เบราว์เซอร์ทั้งหมด การแก้ไขโปรเจ็กต์และการทดสอบจึงเกิดขึ้นทันทีโดยเลือก "เริ่ม" มีการรันโปรเจ็กต์มากกว่า 84 ล้านโปรเจ็กต์ในซอฟต์แวร์ ซึ่งบ่งชี้ว่านักเรียนทดสอบโปรเจ็กต์ของตนเป็นระยะๆ เนื่องจากวงจรป้อนกลับแบบทันทีนี้ นักเรียนจึงมีโอกาสทดลองและทำซ้ำได้อย่างรวดเร็วกว่ามากเมื่อเทียบกับการทำงานกับหุ่นยนต์จริง กระบวนการทำซ้ำนี้เป็นเครื่องบ่งชี้ที่ดีสำหรับการเรียนรู้ของนักเรียน เนื่องจากมีการแสดงซ้ำหลายครั้งเพื่อรักษาการมีส่วนร่วมและความสนใจของนักเรียน (Silk et al., 2010)

VEXcode VR Data
ผู้ใช้ 1,457,248
โครงการที่บันทึกไว้ 2,529,049
ดำเนินโครงการ 84,096,608
ประเทศ 151

ตารางที่ 1. ข้อมูลการใช้งาน VEXcode VR ทั้งหมดตั้งแต่เดือนเมษายน 2020 ถึงเมษายน 2021

ข้อมูลการรับรอง นอกเหนือจากโปรแกรม VR เองและหลักสูตรที่ใช้ร่วมกับโปรแกรม VR ยังมีการฝึกอบรมครูฟรีที่เรียกว่า CS พร้อม VEXcode VR Educator Certification Course นับตั้งแต่เปิดตัวในเดือนมิถุนายน 2020 นักการศึกษากว่า 550 คนได้เสร็จสิ้นการรับรอง ซึ่งประกอบด้วยหลักสูตรและการสนับสนุนมากกว่า 17 ชั่วโมง เพื่อเป็น VEX Certified Educator หลักสูตรการรับรองประกอบด้วยเนื้อหา 10 หน่วยที่มุ่งเตรียมครูที่อาจไม่มีประสบการณ์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์หรือวิทยาการหุ่นยนต์ เนื้อหาครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น พื้นฐานของการเขียนโปรแกรม วิธีเขียนโค้ดหุ่นยนต์ VR วิธีสอนด้วยกิจกรรม VR และวิธีการใช้ VR ในห้องเรียน รูปที่ 5 แสดงทั้งจำนวนนักการศึกษาที่ผ่านการรับรองรายเดือนและสะสมตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2563 ถึงมีนาคม 2564 แนวโน้มในข้อมูลแสดงให้เห็นว่านักการศึกษาที่ผ่านการรับรองมีจำนวนเพิ่มขึ้นในช่วงเปิดเทอม ซึ่งรวมถึงเดือนสิงหาคมและกันยายน และในเดือนตุลาคม 2020

image009.png

กรณีศึกษา 1


Aimee DeFoe เป็นอาจารย์ใหญ่ที่ Kentucky Avenue School ซึ่งเป็นโรงเรียนเอกชนขนาดเล็กในเมือง Pittsburgh ประเทศสหรัฐอเมริกา ที่ผสมผสานวิธีการสอนและการเรียนรู้แบบดั้งเดิมและสร้างสรรค์ เช่นเดียวกับโรงเรียนส่วนใหญ่ โรงเรียน Kentucky Avenue ได้รับผลกระทบจากโควิด-19 และต้องระบุแผนทางเลือกสำหรับการเริ่มต้นปีการศึกษาในฤดูใบไม้ร่วงปี 2020 โดยไม่รู้ว่าสถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างไร หกสัปดาห์แรกของปีได้รับการสอนแบบเสมือนจริงทั้งหมด และปีที่เหลือถูกใช้ในรูปแบบไฮบริดที่มีกลุ่มนักเรียนตามรุ่นของวันที่สลับกันระหว่างการสอนแบบตัวต่อตัวและแบบทางไกล แม้ในขณะที่นักเรียนกำลังเรียนรู้ที่บ้าน เป็นสิ่งสำคัญที่นักเรียนจะยังคงมีส่วนร่วมในกิจกรรมการแก้ปัญหาและการคิดอย่างมีวิจารณญาณเช่นเดียวกับในห้องเรียน

เอมี่เลือกใช้ VR กับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 และ 7 ด้วยเหตุผลหลายประการ เนื่องจาก VR เป็นสภาพแวดล้อมการเรียนรู้เสมือนจริงทั้งหมด นักเรียนจึงสามารถสลับไปมาระหว่างบ้านและโรงเรียนได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงนโยบายที่ส่งผลต่อกิจกรรมการเรียนรู้ของพวกเขา สภาพแวดล้อมการเขียนโค้ดแบบบล็อกจะไม่น่ากลัวสำหรับนักเรียนที่เพิ่งเริ่มเขียนโค้ดและมีกิจกรรมที่ออกแบบมาสำหรับระดับประสบการณ์ที่แตกต่างกัน เธอยังเชื่อด้วยว่านักเรียนจะพบว่าหุ่นยนต์ VR น่าตื่นเต้นและสร้างแรงบันดาลใจ ซึ่งเธอพบว่าเป็นความจริง เมื่อไตร่ตรองถึงสิ่งที่เธอหวังว่านักเรียนจะได้รับจาก VR เอมี่กล่าวว่า:

ฉันหวังว่าการใช้ VR จะเข้มงวด ท้าทาย และน่าตื่นเต้นเหมือนกับการใช้หุ่นยนต์จริง และนักเรียนของฉันจะไม่รู้สึกว่าพวกเขากำลังพลาดประสบการณ์ แต่ได้รับประสบการณ์การเขียนโค้ดรูปแบบใหม่ น่าตื่นเต้น ฉันต้องการให้พวกเขารู้สึกถึงความสำเร็จแบบเดียวกับที่พวกเขารู้สึกในห้องเรียนเมื่อต้องย้ำและยืนหยัดผ่านความท้าทายและในที่สุดก็ประสบความสำเร็จในที่สุด

ในฐานะครูสอนวิทยาการหุ่นยนต์เพียงคนเดียว เอมมี่สอนนักเรียน 23 คนสัปดาห์ละครั้งระหว่างช่วงเปิดเทอมและปิดภาคเรียนฤดูหนาว รวมทั้งหมด 15 บทเรียน นักเรียนเริ่มต้นด้วยหลักสูตร "วิทยาการคอมพิวเตอร์ระดับหนึ่ง - บล็อก" เอมี่ทำงานหน่วยแรกกับนักเรียนเป็นกลุ่ม แต่สำหรับบทเรียนที่เหลือให้นักเรียนทำงานตามความสามารถของตนเองและทำหน้าที่เป็นผู้อำนวยความสะดวก นักเรียนส่วนใหญ่เรียนจบระหว่างเจ็ดถึงเก้าหน่วย ด้วยกิจกรรมการทำความสะอาดมหาสมุทรเพิ่มเติม

เอมี่พบว่านักเรียนมีแรงจูงใจอย่างมากจากความท้าทายในบทเรียน มากจนบางครั้งก็ยากที่จะให้พวกเขาเรียนรู้บทเรียนอย่างเป็นระบบ นักเรียนบางคนที่มีปัญหากับความสนใจหรือการอ่านต้องการการสนับสนุนเพิ่มเติม และแนวคิดบูลีนมากกว่า/น้อยกว่าและความท้าทายเป็นสิ่งที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม นักเรียนส่วนใหญ่มีความท้าทาย ดิ้นรน และประสบความสำเร็จในปริมาณที่เหมาะสม นักเรียนรู้สึกตื่นเต้นกับแนวคิดในการทำงานกับหุ่นยนต์จริงเมื่อกลับมาเรียน หลังจากทำงานกับ VR แล้ว Aimee ตั้งข้อสังเกตว่า "ทุกคนออกจากชั้นเรียนไปในฐานะนักเขียนโค้ดที่มีความมั่นใจมากขึ้นโดยไม่ต้องสงสัย"

กรณีศึกษา 2

Mark Johnston เป็นครูสอนนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 และ 8 ที่ Bel Air Middle School ในเมือง El Paso ประเทศสหรัฐอเมริกา สำหรับหลักสูตร STEM 1 ของเขา Mark สอนหลักสูตร Project Lead the Way Gateway เกี่ยวกับระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ และการออกแบบและการสร้างแบบจำลองให้กับนักเรียนประมาณ 100 คน หลักสูตร STEM 1 ได้รวมหุ่นยนต์ VEX IQ เพื่อสอนกลศาสตร์พื้นฐานและการเขียนโค้ดพื้นฐานด้วย VEXcode IQ (ชุดหุ่นยนต์พลาสติกสำหรับนักเรียนที่อายุน้อยกว่า) หลักสูตรนี้สอนในภาคเรียนฤดูใบไม้ร่วง ดังนั้นการหยุดชะงักของ COVID-19 ในขั้นต้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อวิทยาการหุ่นยนต์ของเขาในช่วงฤดูใบไม้ผลิ อย่างไรก็ตาม ในเดือนเมษายน 2020 มาร์คเห็นหุ่นยนต์ VEX VR และเริ่มทำงานกับมัน “เมื่อฉันเห็นว่า VR ใช้การตั้งค่าเดียวกัน (เช่น VEXcode) ฉันตื่นเต้นมากเพราะเห็นศักยภาพ—เหมือนชิ้นส่วนปริศนาที่ฉันรู้จะเข้ากันได้ดีกับสิ่งที่ฉันทำอยู่แล้ว เมื่อ VR ได้รับการอัปเดตเพื่อรวม Python ฉันรู้สึกตื่นเต้นมากยิ่งขึ้น” Mark สร้างวิดีโอแนะนำสำหรับครูคนอื่นๆ โดยรวบรวมผู้ติดตามจำนวนมากบนแพลตฟอร์มโซเชียลมีเดีย ผ่านบริษัทการศึกษาที่ไม่แสวงหากำไรของเขาเอง Mark ได้เสนอแคมป์ฤดูร้อนฟรีสำหรับนักเรียนเกี่ยวกับ VR นอกเหนือจากการฝึกอบรมครูเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับปีการศึกษา 2020/21

สถานการณ์การสอนที่ไม่แน่นอนทำให้ยากต่อการวางแผน “เมื่อรู้ว่าการเรียนทางไกลจะดำเนินต่อไปในปีการศึกษา 2020/21 ฉันตัดสินใจสอนการออกแบบก่อนแล้วค่อยสอนวิทยาการหุ่นยนต์… แต่มีหลายสิ่งหลายอย่างที่ลอยอยู่ในอากาศ ยากที่จะวางแผนอะไร ฉันไม่รู้ว่าเราจะกลับมาพบกันอีกหรือจะออนไลน์ต่อหรือไม่—ในขณะนั้นมีข้อมูลที่ชัดเจนน้อยมาก ฉันลงเอยด้วยการผสมผสานวิทยาการหุ่นยนต์และการออกแบบเข้าด้วยกัน และวางแผนล่วงหน้าหนึ่งหรือสองวัน” Mark เริ่มใช้ VR เมื่อต้นปีการศึกษา (ซึ่งจะยังคงห่างไกล 100% จนถึงปี 2021) โดยเลือกกิจกรรมต่างๆ จากเว็บไซต์ ซึ่งใช้ได้ผลดีเนื่องจากมีระดับประสบการณ์ที่แตกต่างกันและคำแนะนำที่แก้ไขได้ เมื่อเปิดหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์ระดับ 1 - บล็อก เขาได้แนะนำนักเรียนอย่างครบถ้วน แม้ว่าจะตั้งข้อสังเกตว่าครั้งต่อไปเขาจะกลั่นกรองบทเรียนให้เป็นการบรรยายที่สั้นลง การใช้ VR นั้นแตกต่างโดยเนื้อแท้จากบทเรียนวิทยาการหุ่นยนต์แบบตัวต่อตัว แต่ก็ยังมีชุดเป้าหมายสำคัญที่ Mark มีไว้สำหรับบทเรียนเหล่านี้:

  • ให้นักเรียนคุ้นเคยกับ VEXcode
  • สร้างความมั่นใจในการเขียนโปรแกรม (self-efficiency)
  • แนะนำแนวคิดการเขียนโปรแกรม/คำศัพท์ในลักษณะที่ไม่คุกคาม
  • “หลอก” ให้พวกเขาใช้คณิตศาสตร์โดยไม่รู้ตัว ;)
  • ขอให้นักเรียนแก้ปัญหาที่กำหนดไว้อย่างดีตามข้อจำกัด
  • แนะนำปัญหาที่ไม่ชัดเจน
  • ส่งเสริมทัศนคติ "ล้มเหลวและลองอีกครั้ง"
  • คอยแก้ปัญหาให้สนุก

แม้ว่าประสบการณ์เสมือนจริงจะแตกต่างออกไป แต่ Mark พบข้อดีที่แตกต่างอย่างชัดเจนจากการใช้ VR นักเรียนกลัวการทดลองโดยใช้ VR กับ RobotC น้อยกว่ามาก (ภาษาเขียนโค้ดอื่นที่ใช้กับหุ่นยนต์ตัวอื่นๆ) มาร์กยังใช้การวัดว่านักเรียนต้องใช้เวลานานแค่ไหนจึงจะ "ชนะ" เพื่อตัดสินว่ากิจกรรม STEM ดีเพียงใด โดยสังเกตว่า “หากใช้เวลานานเกินไปกว่าที่นักเรียนจะได้ผลลัพธ์ในเชิงบวก การรักษาไว้นั้นยากกว่ามาก มีส่วนร่วม."

มีความฉับไวสำหรับ VR ที่สนับสนุนการสำรวจและการมีส่วนร่วมอย่างแข็งขัน Mark อธิบายถึง "win" ประเภทนี้ด้วยตัวอย่างการแนะนำ VR ให้กับนักเรียน:

ฉัน: “ทุกคนเปิดแท็บใหม่และไปที่ vr.vex.com ทุกคนเห็นเว็บไซต์? ดี. ตอนนี้ให้หุ่นยนต์ขับเคลื่อนไปข้างหน้า”
นักเรียน: “อย่างไร”
ฉัน: “ดูว่าคุณสามารถคิด…ได้ไหม ”
นักเรียน: “ฉันคิดออกแล้ว!”
แล้วพวกเขาก็ติดงอมแงม! เมื่อถึงเวลานั้น หลายคนถามฉันถึงวิธีการทำสิ่งต่าง ๆ ที่หลากหลาย พวกเขากำลังขอให้ฉันสอนพวกเขาอย่างแท้จริง!

ผลลัพธ์และการอภิปราย

VR เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ ข้อมูลการใช้งานและกรณีศึกษาให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคำถามวิจัยข้อแรกเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ VR เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ในช่วงการระบาดของโควิด-19 Takeaway ที่ง่ายที่สุดคือจากปริมาณการใช้งานที่แท้จริง มีการใช้แพลตฟอร์ม VR กับนักเรียนมากกว่าหนึ่งล้านคนทั่วโลก ซึ่งบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมของหุ่นยนต์เสมือนทำงานได้ดีแทนการเรียนรู้ด้วยตนเองในช่วงวิกฤต จำนวนโครงการที่ดำเนินการ (84+ ล้าน) เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจเมื่อพิจารณาจากจำนวนผู้ใช้แต่ละราย โดยเฉลี่ยแล้ว ผู้ใช้ดำเนินการเสร็จสิ้น 57 โครงการ ซึ่งแสดงถึงการทดสอบและการทำซ้ำในระดับสูง นี่เป็นผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มดีมากเมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของการพัฒนาทัศนคติ "ลองแล้วลองอีกครั้ง" ในนักเรียน มีหลายวิธีที่เป็นไปได้ในการแก้ปัญหากิจกรรม VR ซึ่งเป็นบทเรียนที่สำคัญสำหรับนักเรียนในการเรียนรู้ เมื่อนักเรียนเข้าใจว่ามีวิธีแก้ไขปัญหาหลายทาง อาจมีความเป็นไปได้มากขึ้นที่นักเรียนจะขอคำติชมจากครูและพวกเขายังมีความเข้าใจในสิ่งที่พวกเขากำลังเรียนรู้มากขึ้น (Marzano et al., 2011)

จากกรณีศึกษา ยังมีการยืนยันว่า VR ทำงานเป็นสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่มีเดิมพันน้อย Aimee ตั้งข้อสังเกตว่านักเรียนของเธอเป็นผู้เขียนโค้ดที่มีความมั่นใจมากขึ้น และตั้งตารอที่จะได้ทำงานกับหุ่นยนต์จริง Mark สังเกตเห็นว่านักเรียนกลัวการทดลองน้อยกว่าเมื่อเขียนโค้ดใน VEXcode VR และมีความรวดเร็วในการรับรู้ถึง "ชัยชนะ" ในสภาพแวดล้อมนี้ เมื่อเราพิจารณาข้อสังเกตของครูเหล่านี้ร่วมกับข้อมูลการใช้งานดิบ ดูเหมือนว่าจะเป็นการยืนยันว่าสภาพแวดล้อมของหุ่นยนต์เสมือนทำให้นักเรียนรู้สึกเป็นอิสระในการทดลองและทำซ้ำในระหว่างกระบวนการเรียนรู้ และเพิ่มการรับรู้เชิงบวกเกี่ยวกับวิทยาการหุ่นยนต์โดยทั่วไป

บทเรียนจากอาจารย์. เมื่อเราพิจารณาคำถามวิจัยข้อที่ 2 ว่าครูสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกใดบ้างเกี่ยวกับการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน เราสามารถระบุความคล้ายคลึงกันหลายประการจากกรณีศึกษา กรณีศึกษาทั้งสองเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับวิธีที่ครูตัดสินใจและดำเนินการแก้ไขในช่วงโควิด-19 แต่ยังรวมถึงสิ่งที่จำเป็นเพื่อมอบโซลูชันการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพสำหรับนักเรียนในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงและแบบไฮบริด หัวข้อเหล่านี้รวมถึงโซลูชันที่ยืดหยุ่น ความต่อเนื่อง และหลักสูตรและการสนับสนุน การค้นพบนี้ควรถือเป็นข้อกำหนดสำหรับโซลูชันเทคโนโลยีทั้งหมด เนื่องจากครูที่ให้การสนับสนุนสนับสนุนนักเรียน

เมื่อพิจารณาจากความไม่แน่นอนเกี่ยวกับสภาพการสอน ทั้ง Mark และ Aimee ตั้งข้อสังเกตว่าพวกเขาต้องการวิธีแก้ปัญหาที่ยืดหยุ่น การเรียนรู้ทางไกลสามารถเปลี่ยนเป็นการเรียนรู้แบบตัวต่อตัวหรือรูปแบบบางอย่างในระหว่างนั้น VR สามารถใช้ต่อไปในการตั้งค่าใด ๆ แต่ยังให้ความยืดหยุ่นในแนวทาง นักเรียนสามารถมีส่วนร่วมในบทเรียนที่นำโดยครูที่มีโครงสร้างตามที่ Mark ใช้กับกิจกรรมและหลักสูตร หรือการเรียนรู้ที่นำโดยนักเรียนด้วยตนเองตามที่ Aimee อธิบายไว้ ครูยังต้องการความยืดหยุ่นในระดับประสบการณ์ ทั้งในแง่ของกิจกรรมและประเภทของภาษาโปรแกรมที่นำเสนอเพื่อตอบสนองความต้องการของนักเรียนทุกคน

ความต่อเนื่องของการเรียนรู้มีความสำคัญในทั้งสองกรณีศึกษา Aimee ตั้งข้อสังเกตว่าหลังจากทำงานใน VR แล้ว นักเรียนรู้สึกตื่นเต้นที่จะได้ทำงานกับหุ่นยนต์ VEX V5 ที่รออยู่เมื่อการเรียนรู้แบบตัวต่อตัวกลับมาทำงานอีกครั้ง VR ได้ทำหน้าที่เป็นก้าวสำคัญในการทำงานกับหุ่นยนต์ และเพิ่มความตื่นเต้นของนักเรียนและการรับรู้ในเชิงบวก มาร์คยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าความต่อเนื่องของ VEXcode จาก VR ถึง IQ มีความสำคัญมากสำหรับเขา: “ฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่า VEX นั้นยอดเยี่ยมเพียงใดที่ติดตามความก้าวหน้าจากชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 ถึงวิทยาลัยโดยใช้ VEXcode ได้ทั้งหมด! และด้วย VR พวกเขาสามารถเริ่มเรียนรู้จากที่บ้านได้!”

หลักสูตรและการสนับสนุนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของ VR ในการสอนในสถานการณ์การเรียนรู้ที่เปลี่ยนแปลงไปนี้ หน่วย VR มีเนื้อหาทั้งหมดสำหรับนักเรียนในการเรียนรู้ รวมทั้งสื่อที่จำเป็นสำหรับการสอนบทเรียน ไม่ใช่ครูทุกคนที่มีพื้นฐานด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และการเข้ารหัส Aimee ตั้งข้อสังเกตว่าโปรแกรมแบบบล็อกไม่ได้น่ากลัวสำหรับเธอนอกเหนือจากนักเรียนของเธอ มาร์คยังบอกอีกว่าเขาไม่คุ้นเคยกับการสอนวิทยาการคอมพิวเตอร์มากนัก และต้องเรียนรู้บทเรียนด้วยตัวเองก่อนสอน อย่างไรก็ตาม มาร์คยอมรับว่า “ถ้าพรุ่งนี้สิ่งต่างๆ จะต้องกลับสู่ "ปกติ" ตอนนี้ ฉันจะสามารถสอนส่วนการเขียนโปรแกรมในชั้นเรียนของฉันด้วยความมั่นใจมากขึ้น” การสนับสนุนจากอาจารย์ในหลักสูตรและการเขียนโปรแกรม VR มีความสำคัญต่อการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน

การเรียนรู้แบบดิจิทัลไม่ได้มีไว้สำหรับนักเรียนเท่านั้น ครูยังติดต่อเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับแนวทางการสอนและทรัพยากรผ่านเทคโนโลยีและโซเชียลมีเดีย ครูในเกือบ 50 ประเทศได้รับการรับรอง VR ชุมชนแห่งการปฏิบัติทั่วโลกกำลังก่อตัวขึ้นจาก VR มาร์คเริ่มโพสต์วิดีโอบน VR บนโซเชียลมีเดียและมีผู้ติดตามมากกว่าหนึ่งพันคนอย่างรวดเร็ว เขาได้เป็นเพื่อนกับครูในสโลวีเนียและไต้หวันผ่านการทำงานกับ VR เมื่อครูแบ่งปันประสบการณ์และการปฏิบัติ นักเรียนจะได้ประโยชน์จากกลุ่มสนับสนุนครูที่ไม่เป็นทางการเหล่านี้ในท้ายที่สุด ชุมชนแห่งการปฏิบัติสามารถเป็นสะพานเชื่อมระหว่างความพร้อมใช้งานของวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษาในปัจจุบันและการรวมเทคโนโลยีนี้ไว้ในการศึกษาของครูตามแบบแผน เมื่อครูคุ้นเคยกับวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษามากขึ้นผ่านการพัฒนาทางวิชาชีพ เช่น ครูมากกว่า 550 คนที่จบหลักสูตรการรับรอง หรือผ่านชุมชนการเรียนรู้แบบไม่เป็นทางการ นักเรียนจำนวนมากขึ้นจะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับการเรียนรู้ STEM แบบบูรณาการ

บทสรุป

VEXcode VR ถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาแห่งความไม่แน่นอนและความต้องการอย่างมากสำหรับการแก้ปัญหาในทันที โซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมสามารถเกิดขึ้นได้จากสถานการณ์เร่งด่วน VR เข้าถึงผู้ใช้มากกว่า 1.45 ล้านคนซึ่งช่วยประหยัดมากกว่า 2.52 ล้านโครงการและดำเนินการมากกว่า 84 ล้านโครงการในกว่า 150 ประเทศ แม้ว่าการแพร่ระบาดจะส่งผลกระทบต่อนักเรียนและครูทั่วโลก แต่ VR ช่วยให้นักเรียนและครูมีส่วนร่วมกับแนวคิดเกี่ยวกับวิทยาการหุ่นยนต์และวิทยาการคอมพิวเตอร์โดยไม่คำนึงถึงอุปสรรคทางกายภาพ จากกรณีศึกษาของครู หัวข้อของความยืดหยุ่น ความต่อเนื่อง หลักสูตร และการสนับสนุนได้รับการระบุว่ามีความสำคัญต่อการสอนด้วยเทคโนโลยีในสถานการณ์ที่ไม่แน่นอนและท้าทายเช่นนี้

ก้าวไปข้างหน้าจากเวลาที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนนี้ บทเรียนที่ได้รับจากการสร้างและการใช้งาน VR บ่งบอกถึงลู่ทางสำหรับการใช้งานในอนาคต ข้อมูลการใช้งานรวมกับกรณีศึกษาของครูแสดงให้เห็นว่านักเรียนรู้สึกว่าถูกยับยั้งน้อยลงในการทำซ้ำขณะเขียนโค้ดในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง นี่แสดงให้เห็นว่า VR อาจเป็นเครื่องมือนั่งร้านอันมีค่าที่สามารถใช้ร่วมกับหุ่นยนต์จริงได้ สิ่งนี้ยังได้รับการสนับสนุนจากความต้องการความยืดหยุ่น การใช้ VR เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ร่วมกับหุ่นยนต์จริงสามารถจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการเรียนรู้หุ่นยนต์ที่เหมาะสมและยืดหยุ่นได้ โดยตัวเลือกที่ใช้งานง่ายที่บ้านจะเสริมหลักสูตรวิทยาการหุ่นยนต์แบบตัวต่อตัว เราตั้งตารอการวิจัยในอนาคตเพื่อศึกษาว่าครูจะผสมผสานหุ่นยนต์เสมือนและกายภาพในโลกหลังโรคระบาดได้อย่างไร

รับทราบ

เราขอขอบคุณ Aimee DeFoe และ Mark Johnston สำหรับการแบ่งปันประสบการณ์การสอนและข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าของพวกเขา


บันดูรา, อ. (1977). การรับรู้ความสามารถของตนเอง: สู่ทฤษฎีที่รวมกันเป็นหนึ่งเดียวของการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม ทบทวนจิตวิทยา, 84, 191– 215. https://doi.org/10.1037/0033-295x.84.2.191

โบคส์, เอ็น.เจ. (2019). การมีส่วนร่วมของเยาวชนที่หลากหลายในการเรียนรู้ STEM จากประสบการณ์: ความร่วมมือของมหาวิทยาลัยและโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย ในวารสารการศึกษาและการสอนออนไลน์ระหว่างประเทศ (IOJET), 6(2). http://iojet.org/index.php/IOJET/article/view/505

โบเวน, ไรอัน เอส. (2017). ความเข้าใจโดยการออกแบบ ศูนย์การสอนมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์. ดึงข้อมูลเมื่อเดือนเมษายน 2021 จาก https://cft.vanderbilt.edu/understanding-by-design/

Bybee, R. (2010). การพัฒนา STEM Education: วิสัยทัศน์ปี 2020 ครูเทคโนโลยีและวิศวกรรม 70(1), 30.

Ching, Y. H. , Yang, D. , Wang, S. , Baek, Y. , Swanson, S., & Chittoori, B. (2019). การพัฒนาทัศนคติของ STEM นักเรียนระดับประถมศึกษาและการรับรู้การเรียนรู้ในหลักสูตรวิทยาการหุ่นยนต์แบบบูรณาการของ STEM TechTrends, 63(5), 590–601. https://doi.org/10.1007/s11528-019-00388-0

คณะกรรมการการศึกษาสะเต็มศึกษา (2018). การสร้างแผนภูมิหลักสูตรเพื่อความสำเร็จ: กลยุทธ์ของอเมริกาเพื่อการศึกษา STEM สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ วันที่ 1–35 ธันวาคม http://www.whitehouse.gov/ostp.

Epstein, D. , & Miller, R. T. (2011). Slow off the Mark: ครูระดับประถมศึกษากับวิกฤตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ Center for American Progress, 1–21 พ.ค. www.americanpress.org

Lave, J., & Wenger, E. (1991). การเรียนรู้ที่ตั้งอยู่: การมีส่วนร่วมของอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ถูกต้องตามกฎหมาย เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. https://doi.org/10.1017/cbo9780511815355

McClure, E. R. , Guernsey, L. , Clements, D. H. , Bales, S. N. , Nichols, J. , Kendall-Taylor, N., & Levine, M. H. (2017). STEM เริ่มตั้งแต่เนิ่นๆ: พื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ศึกษาในวัยเด็ก Joan Ganz Cooney Center ที่ Sesame Workshop http://joanganzcooneycenter.org/publication/stem-starts-early/

Nadelson, L. S., Callahan, J., Pyke, P., Hay, A., Dance, M., & Pfiester, J. (2013) การรับรู้และการเตรียม STEM ของครู: การพัฒนาวิชาชีพต้นกำเนิดจากการสอบถามสำหรับครูระดับประถมศึกษา วารสารการวิจัยทางการศึกษา, 106(2), 157–168. https://doi.org/10.1080/00220671.2012.667014

คณะกรรมการวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (2558). ทบทวนทีมงาน STEM อีกครั้ง: สหายกับตัวชี้วัดทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ดึงมาจาก: http://www.nsf.gov/pubs/2015/nsb201510/nsb201510.pdf

Puntambekar, S., & Hübscher, R. (2005) เครื่องมือสำหรับนั่งร้านนักเรียนในสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ซับซ้อน: เราได้อะไรและเราพลาดอะไรไป นักจิตวิทยาการศึกษา, 40(1), 1–12. https://doi.org/10.1207/s15326985ep4001_1

Renninger, K. A., & Hidi, S. (2011) ทบทวนแนวความคิด การวัดผล และการสร้างความสนใจ นักจิตวิทยาการศึกษา, 46(3), 168–184. https://doi.org/10.1080/00461520.2011.587723

Sentz, J., Stefaniak, J., Baaki, J., & Eckhoff, A. (2019) นักออกแบบการเรียนการสอนจะจัดการภาระการเรียนรู้ของผู้เรียนอย่างไร การตรวจสอบความตระหนักและการประยุกต์ใช้กลยุทธ์ ในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการศึกษา (ฉบับที่. 67 ฉบับที่ 1). https://doi.org/10.1007/s11423-018-09640-5

Silk, E. M. , Higashi, R. , Shoop, R. , & Schunn, C. D. (2010). การออกแบบกิจกรรมเทคโนโลยีที่สอนคณิตศาสตร์ ครูเทคโนโลยี, 69(4), 21–27.

Stockard, J. , Wood, T. W. , Coughlin, C. , & Rasplica Khoury, C. (2018). ประสิทธิผลของหลักสูตรการสอนโดยตรง: การวิเคราะห์เมตาดาต้าของการวิจัยครึ่งศตวรรษ การทบทวนงานวิจัยทางการศึกษา, 88(4), 479–507. https://doi.org/10.3102/0034654317751919

สเวลเลอร์, เจ. (2020). ทฤษฎีภาระทางปัญญาและเทคโนโลยีการศึกษา การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการศึกษา, 68(1), 1–16. https://doi.org/10.1007/s11423-019-09701-3

Tai, R. H. , Liu, C. Q. , Maltese, A. V. , & Fan, X. (2006). การวางแผนเบื้องต้นสำหรับการประกอบอาชีพด้านวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์, 312(5777), 1143–1144. https://doi.org/10.1126/science.1128690

สหประชาชาติ (2020). บทสรุปนโยบาย: การศึกษาในช่วงโควิด-19 และที่อื่นๆ สหประชาชาติ https://www.un.org/development/desa/dspd/wp-content/uploads/sites/22/2020/08/sg_policy_brief_covid-19_and_education_august_2020.pdf

Unfried, A., Faber, M., & Wiebe, E. (2014) เพศและทัศนคติของนักเรียนที่มีต่อวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ สมาคมวิจัยการศึกษาอเมริกัน, 1–26. https://www.researchgate.net/publication/261387698

Vela, K. N. , Pedersen, R. M. , & Baucum, M. N. (2020). ปรับปรุงการรับรู้ของอาชีพ STEM ผ่านสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ไม่เป็นทางการ วารสารวิจัยด้านนวัตกรรมการสอนและการเรียนรู้, 13(1). 103–113. https://doi.org/10.1108/JRIT-12-2019-0078

Vela, K. N. , Pedersen, R. M. , & Baucum, M. N. (2020). ปรับปรุงการรับรู้ของอาชีพ STEM ผ่านสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ไม่เป็นทางการ วารสารวิจัยด้านนวัตกรรมการสอนและการเรียนรู้, 13(1). 103–113. https://doi.org/10.1108/JRIT-12-2019-0078

Wigfield, A., & Cambria, J. (2010) ค่าความสำเร็จของนักเรียน ทิศทางเป้าหมาย และความสนใจ: คำจำกัดความ การพัฒนา และความสัมพันธ์กับผลสัมฤทธิ์ ทบทวนพัฒนาการ, 30(1), 1–35. https://doi.org/10.1016/j.dr.2009.12.001

Ziaeefard, S. , Miller, M. H. , Rastgaar, M. , & Mahmoudian, N. (2017). กิจกรรมภาคปฏิบัติของหุ่นยนต์ร่วม: ประตูสู่การออกแบบทางวิศวกรรมและการเรียนรู้ STEM วิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ, 97, 40–50. https://doi.org/10.1016/j.robot.2017.07.013

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: