โซลูชันหุ่นยนต์เสมือน: ข้อมูลเชิงลึกจากการนำไปปฏิบัติและผลกระทบต่ออนาคต

เชิงนามธรรม

หุ่นยนต์เพื่อการศึกษามีส่วนร่วมกับนักเรียนในแนวทาง STEM แบบผสมผสานที่ช่วยให้นักเรียนเข้าใจแนวคิด STEM พร้อมทั้งเพิ่มการรับรู้เชิงบวกต่อวิชา STEM ตั้งแต่อายุยังน้อย เมื่อเกิดการระบาดใหญ่ของโควิด-19 หุ่นยนต์ในห้องเรียนแบบเห็นหน้ากันกลายเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ โปรแกรมหุ่นยนต์เสมือนได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วเพื่อให้ทำงานร่วมกับแพลตฟอร์มการเขียนโค้ดที่คุ้นเคย เพื่อให้นักเรียนและครูมีโซลูชันหุ่นยนต์ทางเลือกที่สามารถใช้งานได้จากทุกที่ ในบทความนี้ ข้อมูลการใช้งานจากนักเรียนกว่าล้านคนทั่วโลกจะได้รับการตีความควบคู่ไปกับกรณีศึกษาของครู 2 คน การรวมกันของข้อมูลนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหุ่นยนต์เสมือนในฐานะเครื่องมือการเรียนรู้ตลอดจนทรัพยากรการสอน กรณีศึกษาของครูยังเปิดเผยชุดของความต้องการที่สำคัญซึ่งอำนวยความสะดวกในการสอนในสถานการณ์ที่คาดเดาไม่ได้ดังกล่าว สุดท้ายนี้ ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมการเรียนรู้หุ่นยนต์เสมือนสามารถใช้เป็นคำชมเชยทางชีวภาพสำหรับหุ่นยนต์ทางกายภาพได้ เพื่อช่วยให้นักเรียนมีความมั่นใจในการเขียนโปรแกรมซ้ำ เพิ่มความตื่นเต้นให้กับหุ่นยนต์เพื่อการศึกษา และมอบทางเลือกการสอนที่ยืดหยุ่นสูงให้กับครูในอนาคต

คำหลัก

หุ่นยนต์เสมือนจริง หุ่นยนต์เพื่อการศึกษา หุ่นยนต์เพื่อการสอน โซลูชันเกี่ยวกับโควิด-19 การศึกษา STEM วิทยาการคอมพิวเตอร์ การเขียนโปรแกรม

การแนะนำ

วิทยาการหุ่นยนต์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ได้บูรณาการเข้ากับโรงเรียนประถมศึกษาและมัธยมศึกษา (ชั้นอนุบาลถึงเกรด 12) ในสหรัฐอเมริกามากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยได้รับแรงกระตุ้นจากรายงานและนโยบายระดับชาติ ในปี 2015 มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติระบุว่าการได้มาซึ่งความรู้และทักษะด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (STEM) มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับชาวอเมริกันในการมีส่วนร่วมอย่างเต็มที่ในเศรษฐกิจโลกที่ใช้เทคโนโลยีเข้มข้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่จะมี เข้าถึงการศึกษาคุณภาพสูงในหัวข้อ STEM คณะกรรมการสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติด้านการศึกษา STEM ได้จัดทำรายงานในปี 2018 เพื่อสรุปยุทธศาสตร์ของรัฐบาลกลางสำหรับการศึกษา STEM รายงานนี้ตั้งข้อสังเกตว่า "ลักษณะของการศึกษา STEM เองได้พัฒนาจากชุดของสาขาวิชาที่ทับซ้อนกันไปสู่แนวทางการเรียนรู้และการพัฒนาทักษะที่มีการบูรณาการและสหวิทยาการมากขึ้น แนวทางใหม่นี้รวมถึงการสอนแนวความคิดทางวิชาการผ่านการใช้งานจริง และผสมผสานการเรียนรู้ทั้งในระบบและไม่เป็นทางการในโรงเรียน ชุมชน และสถานที่ทำงาน โดยพยายามถ่ายทอดทักษะต่างๆ เช่น การคิดเชิงวิพากษ์และการแก้ปัญหา ควบคู่ไปกับทักษะด้านอารมณ์ เช่น ความร่วมมือและการปรับตัว” การมุ่งเน้นไปที่การเรียนรู้ STEM ระดับประเทศนี้มาพร้อมกับการวิจัยและนวัตกรรมที่เพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมทางการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการรวมเทคโนโลยีเข้ากับห้องเรียนสำหรับหัวข้อ STEM ได้ดียิ่งขึ้น

วิทยาการหุ่นยนต์เปิดโอกาสให้นักเรียนได้สำรวจแนวคิด STEM แบบลงมือปฏิบัติจริง หัวข้อ STEM พื้นฐานเป็นหัวข้อที่สำคัญในการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา เนื่องจากเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการศึกษาขั้นสูงในวิทยาลัยและระดับบัณฑิตศึกษา รวมถึงการเพิ่มทักษะด้านเทคนิคในการทำงาน (คณะกรรมการการเรียนรู้ STEM, 2018) การวิเคราะห์ด้วยเมตาวิเคราะห์ (Beniti, 2012) เปิดเผยว่าโดยทั่วไปแล้ว หุ่นยนต์เพื่อการศึกษาช่วยเพิ่มการเรียนรู้สำหรับแนวคิด STEM ที่เฉพาะเจาะจง การศึกษาในกลุ่มอายุต่างๆ เผยให้เห็นว่าหุ่นยนต์เพิ่มความสนใจของนักเรียนและการรับรู้เชิงบวกต่อวิชา STEM (Nugent et al., 2010; Robinson, 2005; Rogers & Portsmore, 2004) ซึ่งจะเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของโรงเรียนและเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสาขาวิทยาศาสตร์ (Renninger & Hidi, 2011; Wigfield & Cambria, 2010; Tai et al., 2006) สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย วิทยาการหุ่นยนต์ถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการเตรียมความพร้อมในวิทยาลัยและทักษะวิชาชีพทางเทคนิค (Boakes, 2019; Ziaeefard et al., 2017; Vela et al., 2020) ในขณะที่วิทยาการหุ่นยนต์ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับนักเรียนชั้นประถมศึกษาเพื่อพัฒนาการสอบถามและ ทักษะการแก้ปัญหาและส่งเสริมการรับรู้เชิงบวกในหัวข้อ STEM (Cherniak et al., 2019; Ching et al., 2019) การแนะนำหุ่นยนต์เพื่อการศึกษาเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักเรียนรุ่นเยาว์ ซึ่งสามารถเริ่มสร้างทัศนคติเชิงลบต่อวิชา STEM ได้ตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 (Unfried et al., 2014) นักเรียนรุ่นเยาว์จะได้รับประโยชน์จากบริบทการเรียนรู้แบบบูรณาการ และพัฒนาทัศนคติเชิงบวกต่อวิชา STEM มากขึ้นด้วยประสบการณ์ความสำเร็จในช่วงแรกๆ (McClure et al., 2017)

การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการนำหุ่นยนต์มาใช้ในระหว่างการศึกษาก่อนรับบริการของครูช่วยเพิ่มการรับรู้ความสามารถตนเองของครู ความรู้ด้านเนื้อหา และทักษะการคิดเชิงคำนวณ (Jaipal-Jamani และ Angeli, 2017) แม้ว่าประโยชน์ของหุ่นยนต์จะพบได้ในครูและนักเรียนก็ตาม แต่การนำหุ่นยนต์มาใช้ในการศึกษาของครูอย่างเป็นทางการยังคงมีจำกัด ในหลายประเทศ การศึกษาของครูแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่หัวข้อที่เน้นวินัยในด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ ทำให้ครูส่วนใหญ่ไม่มีการเตรียมตัวในด้านวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี (Epstein และ Miller, 2011) และมีความมั่นใจน้อยลงในการสอนหัวข้อ STEM ที่ไม่ครอบคลุมในการฝึกอบรมครูอย่างเป็นทางการหรือการเชื่อมโยงข้าม STEM สาขาวิชา (Nadelson et al., 2013; Kelley & Knowles, 2016) Bybee (2010) ตั้งข้อสังเกตว่าข้อจำกัดของหัวข้อ STEM ในการศึกษาครูนำไปสู่การด้อยโอกาสในด้านวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาระดับอนุบาลถึงมัธยมศึกษาตอนปลาย (K-8) แม้ว่าประโยชน์ของการรวมวิทยาการหุ่นยนต์ไว้ในการศึกษาของครูนั้นชัดเจน (Jaipal-Jamani และ Angeli, 2017) แต่ทางเลือกอื่นสามารถทำได้ผ่านการพัฒนาวิชาชีพอย่างต่อเนื่องและการเรียนรู้อย่างไม่เป็นทางการผ่านชุมชนแห่งการปฏิบัติ Bandura (1977) แสดงให้เห็นแง่มุมที่สำคัญของบริบทการเรียนรู้ทางสังคม และจากแนวคิดดังกล่าว Lave และ Wenger (1991) ได้สรุปแนวคิดของชุมชนแห่งการปฏิบัติ (CoP) สำหรับ CoP สมาชิกจะรวมตัวกันโดยมีความสนใจร่วมกันในโดเมน พัฒนาชุมชน และแบ่งปันงานวิจัยและข้อมูลเชิงลึกเพื่อพัฒนาทักษะและความรู้เพิ่มเติม—การพัฒนาแนวทางปฏิบัติ (Lave & Wenger, 1991) แทนที่จะนำวิทยาการหุ่นยนต์มาใช้ในการศึกษาของครูอย่างเป็นทางการ การเรียนรู้ตามอัธยาศัยและ CoP สามารถให้ประโยชน์ที่คล้ายคลึงกันแก่ครูและยิ่งกว่านั้นกับนักเรียนด้วย

น่าเสียดายที่การแพร่ระบาดของโควิด-19 ทำให้เกิดการหยุดชะงักในวงกว้างต่อการเรียนรู้แบบพบปะกันทั่วโลก ซึ่งส่งผลกระทบต่อนักเรียนเกือบทั้งหมดทั่วโลก (UN, 2020) ประสบการณ์การเรียนรู้แบบลงมือปฏิบัติถูกระงับ ซึ่งเป็นส่วนพื้นฐานของหลักสูตร STEM หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ ซึ่งรวมถึงหลักสูตรหุ่นยนต์ที่ใช้โดยกลุ่มผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์เพื่อการศึกษา VEX โซลูชันการเรียนรู้จากระยะไกลมีความจำเป็นเพื่อจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการเรียนรู้เสมือนจริงอย่างรวดเร็ว ซึ่งยังคงสามารถช่วยให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับหัวข้อ STEM ด้วยวิธีที่แท้จริงและมีความหมาย VEX Robotics ได้สร้าง VEXcode VR อย่างรวดเร็ว (ต่อไปนี้จะเรียกง่ายๆ ว่า "VR") ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่มีหุ่นยนต์เสมือนที่สามารถนำมาใช้ในลักษณะเดียวกันกับหุ่นยนต์ทางกายภาพได้

เอกสารนี้จะตรวจสอบข้อมูลการใช้งานที่รวบรวมโดยแพลตฟอร์ม VR เพื่อรับข้อมูลเชิงลึกว่าการทดแทนเสมือนนี้เป็นอย่างไรในช่วงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงทั่วโลก นอกจากนี้ จะมีการนำเสนอกรณีศึกษาสองกรณีซึ่งให้บริบทเกี่ยวกับวิธีที่ครูนำ VR ไปใช้ในสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ทางไกล คำถามวิจัยหลักสองข้อสำหรับบทความนี้มีดังนี้:

  1. ข้อมูลการใช้งานและกรณีศึกษาของครูสามารถเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใดบ้างเกี่ยวกับการเรียนรู้ของนักเรียนด้วย VR หลังการระบาดของโควิด-19
  2. ครูสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกอะไรบ้างเกี่ยวกับการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน

ความโกลาหลที่เกิดจากโควิด-19 ทำให้นักการศึกษารู้สึกได้เป็นพิเศษ ประสบการณ์และบทเรียนที่ออกแบบมาเพื่อการเรียนรู้แบบตัวต่อตัวมานานหลายทศวรรษกลับพลิกผันในทันที แต่การหยุดชะงักนี้ยังกระตุ้นให้นักการศึกษาทดลองใช้เครื่องมือและวิธีการสอนใหม่ๆ อีกด้วย การทำความเข้าใจการตัดสินใจและผลลัพธ์ที่ได้รับจากมุมมองของนักการศึกษาที่เป็นผู้นำผ่านโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการรวมเทคโนโลยีใหม่เพื่อเสริมสร้างการเรียนรู้ของนักเรียนในวิชาวิทยาการหุ่นยนต์และ STEM ในอนาคต

วิธีการ

VEXโค้ด VR. เมื่อโรงเรียนในสหรัฐอเมริกาปิดทำการในเดือนมีนาคมปี 2020 จำเป็นต้องมีโซลูชันที่จะช่วยให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับหัวข้อเกี่ยวกับหุ่นยนต์และ STEM ขณะทำงานจากระยะไกล VR ได้รับการพัฒนาและเปิดตัวในวันที่ 2 เมษายน 2020 เพียงไม่กี่สัปดาห์หลังจากที่โรงเรียนส่วนใหญ่เปลี่ยนมาใช้รูปแบบเสมือนจริง กิจกรรม VR ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับหลักสูตรหุ่นยนต์อื่นๆ โดยมีบทเรียนสหวิทยาการที่สอดคล้องกับมาตรฐานเนื้อหา แพลตฟอร์มการเข้ารหัส VEXcode VR นั้นเหมือนกับสภาพแวดล้อมการเข้ารหัสที่นักเรียนมักจะใช้กับหุ่นยนต์ทางกายภาพโดยเพิ่มอินเทอร์เฟซเสมือน ดังที่แสดงในรูปที่ 1 แทนที่จะใช้หุ่นยนต์จริง นักเรียนจะสร้างโปรเจ็กต์เพื่อควบคุมหุ่นยนต์เสมือนใน "สนามเด็กเล่น" ที่เป็นธีมซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามกิจกรรม นักเรียนที่เริ่มต้นการเขียนโค้ดจะใช้การเขียนโปรแกรมแบบบล็อก และนักเรียนขั้นสูงจะใช้ข้อความตาม Python

image001.png

รูปที่ 1. อินเทอร์เฟซแพลตฟอร์ม VEXcode VR สำหรับกิจกรรมการล้างข้อมูลแนวปะการัง

กิจกรรม VR ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นสหวิทยาการ โดยผสมผสานทักษะวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่เป็นพื้นฐานในการควบคุมหุ่นยนต์เสมือนเข้ากับหัวข้อทางวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ ตลอดกิจกรรม VR เหล่านี้ นักเรียนไม่เพียงแต่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมเท่านั้น แต่ยังได้เรียนรู้การสอบถามทางวิทยาศาสตร์ การคิดทางคณิตศาสตร์ และความรู้ด้านเทคนิค ซึ่งเป็นส่วนประกอบทั้งหมดของกรอบงาน STEM แบบบูรณาการ (Kelley & Knowles, 2016) สถานการณ์พิเศษที่เกิดจากโควิด-19 ทำให้นักเรียนต้องสามารถทำงานผ่านบทเรียนต่างๆ ได้อย่างอิสระในสภาพแวดล้อมแบบผสมผสาน ซิงโครนัส หรืออะซิงโครนัส เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักเรียนจะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับวัตถุประสงค์การเรียนรู้และเป้าหมายของกิจกรรม จากนั้นจึงใช้การสอนโดยตรงเพื่อให้คำแนะนำทีละขั้นตอนและฐานความช่วยเหลือโดยเจตนาเพื่อจัดลำดับการเรียนรู้เพื่อความเข้าใจ (Stockard et al., 2018; Bowen RS, 2017) จากนั้นนักเรียนจะได้รับโครงนั่งร้านแบบกำหนดเป้าหมายซึ่งนำไปสู่การแก้ปัญหาความท้าทายในการเขียนโค้ดขั้นสุดท้าย (Puntambekar et al., 2010) นักเรียนจะได้เรียนรู้ว่าหุ่นยนต์และการเขียนโค้ดถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติและสหวิทยาการ ตัวอย่างเช่น ในกิจกรรมการทำความสะอาดแนวปะการัง นักเรียนจะถูกท้าทายให้นำทางหุ่นยนต์ไปรอบๆ แนวปะการังเพื่อเก็บขยะให้ได้มากที่สุดก่อนที่แบตเตอรี่ที่ชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์จะหมด มลพิษเป็นปัญหาระดับโลกที่นักเรียนในวันข้างหน้าจะแก้ไข และการมีส่วนร่วมในโครงการที่อิงตามสถานการณ์จริงเหล่านี้ช่วยให้นักเรียนนำทักษะวิทยาการคอมพิวเตอร์ไปประยุกต์ใช้ในสาขาวิชาต่างๆ 

รูปภาพ004.jpg

รูปที่ 2. บริบทภารกิจสำหรับกิจกรรมทำความสะอาดแนวปะการัง

เมื่อพิจารณาว่านักเรียนถูกแยกออกจากอาจารย์ผู้สอน สภาพแวดล้อมเสมือนจริงจึงต้องราบรื่นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดการแบ่งแยกความสนใจและภาระการรับรู้ (Sweller, 2020; Sentz et al., 2019) นักเรียนสามารถลากและวางคำสั่งลงในโปรเจ็กต์ของตน และดูหุ่นยนต์ของตนนำทางสนามเด็กเล่น VR ได้ในหน้าต่างเดียวกัน นักเรียนสามารถเพิ่มบล็อกจำนวนเท่าใดก็ได้ในแต่ละครั้ง โดยดำเนินโครงการหลังจากการเพิ่มแต่ละครั้ง เพื่อดูว่าหุ่นยนต์ของพวกเขาเคลื่อนไหวอย่างไรในสนามเด็กเล่น สิ่งนี้จะช่วยให้นักเรียนได้รับผลตอบรับทันทีและความรู้สึกถึงความสำเร็จตั้งแต่เนิ่นๆ

นอกจากนี้ การเรียนรู้จากระยะไกลยังสร้างอุปสรรคในทางปฏิบัติที่ VR จำเป็นต้องเอาชนะอีกด้วย คอมพิวเตอร์ของโรงเรียนมักจะมีข้อจำกัดในการดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน ส่งผลให้การเพิ่มโปรแกรมกลายเป็นอุปสรรคในสถานการณ์ปกติที่สุด ไม่ต้องพูดถึงเมื่อนักเรียนอยู่ห่างไกลจากคอมพิวเตอร์ของโรงเรียน แต่นักเรียนอาจไม่สามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์ของโรงเรียนเพื่อทำงานของตนได้ เพื่อเพิ่มการเข้าถึง VR ให้ได้มากที่สุด โปรแกรมนี้ถูกสร้างขึ้นมาให้เป็นแบบเว็บทั้งหมด (ไม่ต้องดาวน์โหลดหรือปลั๊กอิน) และให้ทำงานบนอุปกรณ์หลายประเภทเพื่อเพิ่มโอกาสที่นักเรียนจะสามารถใช้งานได้

ผลลัพธ์

ข้อมูลการใช้งาน. ข้อมูลที่นำเสนอมาจาก Google Analytics เนื่องจาก VEXcode VR ทำงานบนเบราว์เซอร์ทั้งหมด จึงมีตัวชี้วัดที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการใช้งานสภาพแวดล้อมหุ่นยนต์เสมือนนี้ทั่วโลก นับตั้งแต่เปิดตัวในเดือนเมษายน 2020 มีผู้ใช้ VR เพิ่มขึ้นทุกเดือน โดยมีจำนวนผู้ใช้รวมกันมากกว่า 1.45 ล้านคนในกว่า 150 ประเทศ

image005.png

รูปที่ 3. ประเทศที่มีผู้ใช้ VR ทั่วโลก

เมื่อพิจารณาถึงไทม์ไลน์ของสถานการณ์โควิด-19 และการเผยแพร่ VR เราก็ได้ตรวจสอบการใช้งานเมื่อเวลาผ่านไปด้วย ดังที่แสดงในรูปที่ 4 จำนวนผู้ใช้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากเปิดตัวได้ไม่นาน จากนั้นลดลงในช่วงฤดูร้อนเมื่อนักเรียนออกจากโรงเรียน เดือนที่กลับไปเรียนตามปกติ (เดือนสิงหาคม/กันยายน) มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งยังคงอยู่ตลอดปีการศึกษาที่เหลือ จำนวนผู้ใช้ที่ลดลงเป็นระยะๆ บ่งชี้ว่ามีการใช้งานน้อยลงในช่วงสุดสัปดาห์และช่วงวันหยุดนักขัตฤกษ์

image007.png

รูปที่ 4. จำนวนผู้ใช้ตลอดช่วงเวลานับตั้งแต่เปิดตัว VR

โครงงานคือโปรแกรมที่นักเรียนสร้างขึ้นสำหรับบทเรียนหรือความท้าทาย ไม่จำเป็นต้องบันทึกโปรเจ็กต์เพื่อที่จะรัน แต่โปรเจ็กต์ที่บันทึกไว้จะถูกดาวน์โหลดเพื่อให้ผู้ใช้กลับมาดูในภายหลัง มีโปรแกรมที่บันทึกไว้มากกว่า 2.52 ล้านโปรแกรม อย่างไรก็ตาม ไม่จำเป็นต้องบันทึกโปรเจ็กต์เพื่อที่จะรันได้ เนื่องจาก VR ทำงานบนเบราว์เซอร์ทั้งหมด การแก้ไขโปรเจ็กต์และการทดสอบจึงเกิดขึ้นทันทีโดยเลือก "เริ่มต้น" มีการรันโปรเจ็กต์มากกว่า 84 ล้านโปรเจ็กต์ในซอฟต์แวร์ ซึ่งบ่งชี้ว่านักเรียนทดสอบโปรเจ็กต์ของตนเป็นระยะๆ เนื่องจากวงจรตอบรับทันทีนี้ นักเรียนจึงมีโอกาสทดลองและทำซ้ำได้เร็วกว่ามากเมื่อเทียบกับการทำงานกับหุ่นยนต์จริง กระบวนการทำซ้ำนี้เป็นข้อบ่งชี้ที่ดีสำหรับการเรียนรู้ของนักเรียน เนื่องจากมีการแสดงการวนซ้ำหลายครั้งเพื่อรักษาการมีส่วนร่วมและความสนใจของนักเรียน (Silk et al., 2010)

ข้อมูล VEXcode VR
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 และหลักสูตรที่แนบมาด้วยแล้ว VR ยังมีการฝึกอบรมครูฟรีที่เรียกว่า CS พร้อมด้วย VEXcode VR Educator Certification Course นับตั้งแต่เปิดตัวในเดือนมิถุนายนปี 2020 นักการศึกษามากกว่า 550 รายได้ผ่านการรับรองซึ่งประกอบด้วยหลักสูตรและการสนับสนุนมากกว่า 17 ชั่วโมง เพื่อเป็นนักการศึกษาที่ผ่านการรับรอง VEX หลักสูตรการรับรองประกอบด้วยเนื้อหา 10 หน่วยที่มุ่งเตรียมครูที่อาจไม่มีประสบการณ์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์หรือหุ่นยนต์ เนื้อหาครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น พื้นฐานของการเขียนโปรแกรม วิธีเขียนโค้ดหุ่นยนต์ VR วิธีสอนด้วยกิจกรรม VR และวิธีการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน รูปที่ 5 แสดงจำนวนนักการศึกษาที่ผ่านการรับรองทั้งรายเดือนและสะสมตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2020 ถึงเดือนมีนาคม 2021 แนวโน้มในข้อมูลแสดงให้เห็นว่านักการศึกษาที่ผ่านการรับรองมีจำนวนเพิ่มขึ้นในช่วงเปิดเทอม ซึ่งรวมถึงเดือนสิงหาคมและกันยายน และจนถึงเดือนตุลาคมปี 2020

image009.png

กรณีศึกษา 1


Aimee DeFoe เป็นอาจารย์ใหญ่ของโรงเรียน Kentucky Avenue ซึ่งเป็นโรงเรียนเอกชนขนาดเล็กในเมืองพิตต์สเบิร์ก สหรัฐอเมริกา ที่ผสมผสานวิธีการเรียนการสอนแบบดั้งเดิมและเชิงนวัตกรรมเข้าไว้ด้วยกัน เช่นเดียวกับโรงเรียนอื่นๆ โรงเรียน Kentucky Avenue หยุดชะงักเนื่องจากโควิด-19 และต้องระบุแผนทางเลือกสำหรับการเริ่มต้นปีการศึกษาฤดูใบไม้ร่วง 2020 โดยไม่รู้ว่าสถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างไร หกสัปดาห์แรกของปีสอนแบบเสมือนจริงทั้งหมด และปีที่เหลือถูกใช้ในรูปแบบไฮบริด โดยมีกลุ่มนักเรียนสลับวันในการสอนแบบตัวต่อตัวและแบบระยะไกล แม้ว่านักเรียนจะเรียนที่บ้านก็ตาม สิ่งสำคัญคือนักเรียนจะต้องมีส่วนร่วมในกิจกรรมการแก้ปัญหาและการคิดอย่างมีวิจารณญาณเช่นเดียวกับในห้องเรียน

Aimee เลือกใช้ VR กับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 และ 7 ด้วยเหตุผลหลายประการ เนื่องจาก VR เป็นสภาพแวดล้อมการเรียนรู้เสมือนจริงทั้งหมด นักเรียนจึงสามารถสลับระหว่างบ้านและโรงเรียนได้ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงนโยบายที่ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมการเรียนรู้ของพวกเขา สภาพแวดล้อมการเขียนโค้ดแบบบล็อกจะไม่น่ากลัวสำหรับนักเรียนที่เพิ่งเริ่มเขียนโค้ด และมีกิจกรรมที่ออกแบบมาสำหรับระดับประสบการณ์ที่แตกต่างกัน เธอยังเชื่อด้วยว่านักเรียนจะพบว่าหุ่นยนต์ VR น่าตื่นเต้นและสร้างแรงบันดาลใจ ซึ่งเธอพบว่าเป็นเรื่องจริง เมื่อนึกถึงสิ่งที่เธอหวังว่านักเรียนจะได้รับจาก VR เอมีกล่าวว่า:

ฉันหวังว่าการใช้ VR จะเข้มงวด ท้าทาย และน่าตื่นเต้นพอๆ กับการใช้หุ่นยนต์จริง และนักเรียนของฉันจะไม่รู้สึกเหมือนกำลังพลาดประสบการณ์ แต่จะได้รับประสบการณ์การเขียนโค้ดรูปแบบใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้น น่าตื่นเต้นมาก ฉันอยากให้พวกเขารู้สึกถึงความสำเร็จแบบเดียวกับที่พวกเขารู้สึกในห้องเรียน เมื่อพวกเขาต้องย้ำและยืนหยัดฝ่าฟันความท้าทายต่างๆ แล้วจึงประสบความสำเร็จในที่สุด

ในฐานะครูสอนวิทยาการหุ่นยนต์เพียงคนเดียว Aimee สอนนักเรียน 23 คนสัปดาห์ละครั้งระหว่างเปิดเทอมและปิดเทอมฤดูหนาว รวมทั้งหมด 15 บทเรียน นักเรียนเริ่มต้นด้วยหลักสูตร "วิทยาการคอมพิวเตอร์ระดับหนึ่ง - บล็อก" เอมีทำงานในหน่วยแรกโดยมีนักเรียนเป็นกลุ่ม แต่สำหรับบทเรียนที่เหลือให้นักเรียนทำงานตามความเร็วของตนเองและทำหน้าที่เป็นวิทยากรอำนวยความสะดวก นักเรียนส่วนใหญ่เรียนจบระหว่างเจ็ดถึงเก้าหน่วย โดยมีกิจกรรมทำความสะอาดมหาสมุทรเพิ่มเติม

เอมี่พบว่านักเรียนมีแรงจูงใจมากจากความท้าทายในบทเรียน มากเสียจนบางครั้งการทำให้พวกเขาเรียนรู้บทเรียนอย่างเป็นระบบเป็นเรื่องยาก นักเรียนบางคนที่ต่อสู้กับความสนใจหรือการอ่านต้องการการสนับสนุนเพิ่มเติม และแนวคิดที่มากกว่า/น้อยกว่าและบูลีนถือเป็นเรื่องท้าทาย อย่างไรก็ตาม นักเรียนส่วนใหญ่มีความท้าทาย การต่อสู้ และความสำเร็จในปริมาณที่เหมาะสม นักเรียนรู้สึกตื่นเต้นกับแนวคิดในการทำงานกับหุ่นยนต์เมื่อกลับมาที่ชั้นเรียน หลังจากทำงานกับ VR แล้ว Aimee กล่าวว่า "ทุกคนออกจากชั้นเรียนในฐานะผู้เขียนโค้ดที่มีความมั่นใจมากขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย"

กรณีศึกษา 2

มาร์ค จอห์นสตันเป็นครูสอนนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 และ 8 ที่โรงเรียนมัธยมเบลแอร์ในเมืองเอลปาโซ สหรัฐอเมริกา สำหรับหลักสูตร STEM 1 ของเขา Mark สอนหลักสูตร Project Lead the Way Gateway เกี่ยวกับระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ รวมถึงการออกแบบและการสร้างแบบจำลองให้กับนักเรียนประมาณ 100 คน หลักสูตร STEM 1 รวมหุ่นยนต์ VEX IQ เพื่อสอนกลศาสตร์พื้นฐานและการเขียนโค้ดพื้นฐานด้วย VEXcode IQ (ชุดหุ่นยนต์พลาสติกสำหรับนักเรียนอายุน้อยกว่า) หลักสูตรนี้สอนในภาคเรียนฤดูใบไม้ร่วง ดังนั้นการหยุดชะงักของโควิด-19 ในระยะแรกจึงไม่ส่งผลกระทบต่อวิทยาการหุ่นยนต์ของเขาในฤดูใบไม้ผลิ อย่างไรก็ตาม ในเดือนเมษายน ปี 2020 Mark ได้เห็นหุ่นยนต์ VEX VR และเริ่มใช้งานหุ่นยนต์ดังกล่าว “เมื่อฉันเห็นว่า VR ใช้การตั้งค่าเดียวกัน (เช่น VEXcode) ฉันรู้สึกตื่นเต้นมากเพราะฉันเห็นศักยภาพ—เหมือนกับชิ้นส่วนปริศนาที่ฉันรู้ว่าจะเข้ากันได้อย่างลงตัวกับสิ่งที่ฉันทำอยู่แล้ว เมื่อ VR ได้รับการอัปเดตให้มี Python ฉันก็รู้สึกตื่นเต้นมากยิ่งขึ้น” Mark สร้างวิดีโอแนะนำสำหรับครูคนอื่นๆ โดยรวบรวมผู้ติดตามจำนวนมากบนแพลตฟอร์มโซเชียลมีเดีย Mark เสนอค่ายฤดูร้อนฟรีสำหรับนักเรียนที่ใช้ VR ผ่านบริษัทการศึกษาที่ไม่แสวงหากำไรของเขาเอง นอกเหนือจากการฝึกอบรมครูเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับปีการศึกษา 2020/21

สภาพการสอนที่ไม่แน่นอนทำให้วางแผนได้ยาก “เมื่อฉันรู้ว่าการเรียนรู้ทางไกลจะดำเนินต่อไปในปีการศึกษา 2020/21 ฉันจึงตัดสินใจสอนการออกแบบก่อนแล้วจึงสอนวิทยาการหุ่นยนต์… แต่มีหลายสิ่งหลายอย่างที่ยังไม่ชัดเจน เป็นเรื่องยากที่จะวางแผนอะไร ฉันไม่รู้ว่าเราจะกลับมาเจอกันอีกหรือออนไลน์ต่อ ตอนนั้นข้อมูลน้อยมากที่ชัดเจน สุดท้ายฉันก็แค่ผสมหุ่นยนต์และการออกแบบเข้าด้วยกัน และวางแผนล่วงหน้าหนึ่งหรือสองวัน” Mark เริ่มใช้ VR เมื่อต้นปีการศึกษา (ซึ่งจะยังคงเป็นระยะไกล 100% จนถึงปี 2021) โดยเลือกกิจกรรมต่างๆ จากไซต์ ซึ่งทำงานได้ดีเนื่องจากมีระดับประสบการณ์ที่แตกต่างกันและคำแนะนำที่แก้ไขได้ เมื่อหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์ระดับ 1 - บล็อกเปิดตัว เขาได้แนะนำนักเรียนตลอดทั้งหลักสูตร แม้ว่าจะตั้งข้อสังเกตว่าครั้งต่อไปเขาจะกลั่นบทเรียนให้เป็นการบรรยายที่สั้นลง การใช้ VR แตกต่างไปจากบทเรียนเกี่ยวกับหุ่นยนต์แบบเข้าร่วมด้วยตนเอง แต่ก็ยังมีเป้าหมายหลักที่ Mark มีไว้สำหรับบทเรียนเหล่านี้:

  • ทำให้นักเรียนคุ้นเคยกับ VEXcode
  • สร้างความมั่นใจในการเขียนโปรแกรม (การรับรู้ความสามารถตนเอง)
  • แนะนำแนวคิด/คำศัพท์ในการเขียนโปรแกรมในลักษณะที่ไม่คุกคาม
  • “หลอก” พวกเขาให้ใช้คณิตศาสตร์โดยไม่รู้ตัว ;)
  • ขอให้นักเรียนแก้ปัญหาที่มีการกำหนดไว้ชัดเจนเมื่อมีข้อจำกัด
  • แนะนำปัญหาที่ไม่ชัดเจน
  • ส่งเสริมทัศนคติ "ล้มเหลวแล้วลองอีกครั้ง"
  • แก้ปัญหาได้อย่างสนุกสนาน

แม้ว่าประสบการณ์เสมือนจริงจะแตกต่างออกไป แต่ Mark ก็พบข้อดีที่ชัดเจนในการใช้ VR นักเรียนกลัวการทดลองใช้ VR เทียบกับ RobotC น้อยลงมาก (ภาษาการเขียนโค้ดอื่นที่ใช้กับหุ่นยนต์ตัวอื่น) มาร์กยังใช้การวัดว่านักเรียนต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะได้ “ชัยชนะ” เพื่อพิจารณาว่ากิจกรรม STEM นั้นดีแค่ไหน โดยสังเกตว่า “หากนักเรียนใช้เวลานานเกินไปกว่าจะได้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก ก็จะยากกว่ามากที่จะรักษาไว้ มีส่วนร่วม."

มีความรวดเร็วใน VR ที่สนับสนุนการสำรวจและการมีส่วนร่วมอย่างแข็งขัน มาร์กอธิบาย "ชัยชนะ" ประเภทนี้พร้อมตัวอย่างการแนะนำ VR ให้กับนักเรียน:

ฉัน: “ทุกคนเปิดแท็บใหม่และไปที่ vr.vex.com ทุกคนเห็นไซต์นี้ไหม? ดี. ตอนนี้ให้หุ่นยนต์ขับเคลื่อนไปข้างหน้า”
นักเรียน: “อย่างไร?”
ฉัน: “ดูว่าคุณจะคิดได้ไหม…”
นักเรียน: “ฉันคิดออกแล้ว!”
แล้วพวกเขาก็ติดงอมแงม! เมื่อถึงเวลานั้น หลายคนถามฉันว่าจะทำอย่างไรกับสิ่งต่างๆ ทุกประเภท พวกเขากำลังขอให้ฉันสอนพวกเขาจริงๆ!

ผลลัพธ์และการอภิปราย

VR เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ ข้อมูลการใช้งานและกรณีศึกษาให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคำถามวิจัยข้อแรกเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ VR ในฐานะเครื่องมือการเรียนรู้ในช่วงการแพร่ระบาดของโควิด-19 วิธีที่ง่ายที่สุดคือจากปริมาณการใช้งานที่แท้จริง นักเรียนกว่าล้านคนทั่วโลกใช้งานแพลตฟอร์ม VR ซึ่งบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมหุ่นยนต์เสมือนจริงทำหน้าที่แทนการเรียนรู้ด้วยตนเองในช่วงวิกฤตได้ดี จำนวนโปรเจ็กต์ที่ดำเนินการอยู่ (84+ ล้าน) ยังเป็นการค้นพบที่น่าประหลาดใจเมื่อพิจารณาจำนวนผู้ใช้แต่ละราย โดยเฉลี่ยแล้ว ผู้ใช้ดำเนินการดำเนินโครงการไปแล้ว 57 ครั้ง ซึ่งแสดงถึงการทดสอบและการวนซ้ำในระดับสูง นี่เป็นผลลัพธ์ที่น่าหวังมาก เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของการพัฒนาทัศนคติ "ลองแล้วลองอีกครั้ง" ในนักเรียน มีหลายวิธีที่เป็นไปได้ในการแก้ปัญหากิจกรรม VR ซึ่งเป็นบทเรียนสำคัญสำหรับนักเรียนในการเรียนรู้ เมื่อนักเรียนเข้าใจว่ามีวิธีแก้ไขปัญหาหลายประการ ก็เป็นไปได้ที่นักเรียนจะขอคำติชมจากครูมากขึ้น และพวกเขามีความเข้าใจในสิ่งที่กำลังเรียนรู้มากขึ้น (Marzano et al., 2011)

จากกรณีศึกษา ยังได้รับการยืนยันว่า VR ทำงานเป็นสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่มีเดิมพันต่ำ Aimee ตั้งข้อสังเกตว่านักเรียนของเธอเป็นผู้เขียนโค้ดที่มีความมั่นใจมากกว่า และตั้งตารอที่จะได้ร่วมงานกับหุ่นยนต์จริง Mark สังเกตเห็นว่านักเรียนกลัวการทดลองน้อยลงเมื่อเขียนโค้ดใน VEXcode VR และรู้สึกว่า "ชนะ" ในสภาพแวดล้อมนี้ทันที เมื่อเราพิจารณาข้อสังเกตของครูเหล่านี้ร่วมกับข้อมูลการใช้งานดิบ ดูเหมือนว่าจะยืนยันว่าสภาพแวดล้อมหุ่นยนต์เสมือนทำให้นักเรียนรู้สึกมีอิสระมากขึ้นในการทดลองและทำซ้ำในระหว่างกระบวนการเรียนรู้ และเพิ่มการรับรู้เชิงบวกต่อหุ่นยนต์โดยทั่วไป

บทเรียนจากอาจารย์ เมื่อเราพิจารณาคำถามวิจัยข้อที่สองเกี่ยวกับข้อมูลเชิงลึกที่ครูสามารถให้ได้ในการใช้งาน VR ในห้องเรียน เราสามารถระบุสิ่งที่เหมือนกันหลายประการจากกรณีศึกษาได้ กรณีศึกษาทั้งสองกรณีเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการที่ครูตัดสินใจและนำวิธีแก้ปัญหาไปใช้ในช่วงวิกฤตโควิด-19 แต่ยังรวมถึงสิ่งที่จำเป็นเพื่อมอบโซลูชันการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพสำหรับนักเรียนในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงและแบบผสมผสาน ธีมเหล่านี้ประกอบด้วยโซลูชันที่ยืดหยุ่น ความต่อเนื่อง ตลอดจนหลักสูตรและการสนับสนุน การค้นพบนี้ควรถือเป็นข้อกำหนดสำหรับโซลูชันเทคโนโลยีทั้งหมด เนื่องจากครูสนับสนุนสนับสนุนนักเรียน

เนื่องจากความไม่แน่นอนเกี่ยวกับเงื่อนไขการสอน ทั้ง Mark และ Aimee จึงสังเกตเห็นว่าพวกเขาต้องการโซลูชันที่ยืดหยุ่น การเรียนรู้จากระยะไกลอาจเปลี่ยนเป็นการเรียนรู้แบบเผชิญหน้าหรือรูปแบบอื่นในระหว่างนั้น VR สามารถใช้ต่อไปได้ในทุกสถานที่ แต่ยังให้ความยืดหยุ่นในแนวทางอีกด้วย นักเรียนอาจมีส่วนร่วมในบทเรียนที่นำโดยครูที่มีโครงสร้างตามที่มาร์กใช้กับกิจกรรมและหลักสูตร หรือการเรียนรู้ที่นำโดยนักเรียนตามจังหวะของตนเองตามที่เอมี่อธิบาย ครูยังต้องการความยืดหยุ่นในระดับประสบการณ์ ทั้งในแง่ของกิจกรรมและประเภทของภาษาการเขียนโปรแกรมที่นำเสนอเพื่อตอบสนองความต้องการของนักเรียนทุกคน

ความต่อเนื่องของการเรียนรู้ถูกระบุว่ามีความสำคัญในกรณีศึกษาทั้งสองกรณี Aimee ตั้งข้อสังเกตว่าหลังจากทำงานใน VR แล้ว นักเรียนรู้สึกตื่นเต้นที่ได้ร่วมงานกับหุ่นยนต์ VEX V5 ที่รออยู่เมื่อการเรียนรู้แบบตัวต่อตัวกลับมาดำเนินการต่อ VR ทำหน้าที่เป็นก้าวสำคัญในการทำงานกับหุ่นยนต์ และเพิ่มความตื่นเต้นและการรับรู้เชิงบวกของนักเรียน Mark ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าความต่อเนื่องของ VEXcode จาก VR ไปจนถึง IQ นั้นสำคัญมากสำหรับเขา: “ฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่ามันยอดเยี่ยมแค่ไหนที่ VEX มีความก้าวหน้าที่ง่ายมากในการติดตามความก้าวหน้าตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 ไปจนถึงระดับวิทยาลัย โดยใช้ VEXcode! และด้วย VR พวกเขาสามารถเริ่มเรียนรู้ได้จากที่บ้าน!”

หลักสูตรและการสนับสนุนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของ VR ในการสอนที่มีการพัฒนาในสถานการณ์การเรียนรู้นี้ หน่วย VR จัดเตรียมเนื้อหาทั้งหมดให้นักเรียนได้เรียนรู้ตลอดจนสื่อการสอนที่จำเป็นในการสอนบทเรียน ครูบางคนไม่ได้มีพื้นฐานด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และการเขียนโค้ด Aimee ตั้งข้อสังเกตว่าโปรแกรมแบบบล็อกไม่ได้น่ากลัวสำหรับเธอนอกจากนักเรียนของเธอด้วย มาร์กยังกล่าวอีกว่าเขาไม่คุ้นเคยกับการสอนวิทยาการคอมพิวเตอร์มากนัก และต้องเรียนรู้บทเรียนด้วยตัวเองก่อนที่จะสอน อย่างไรก็ตาม มาร์กยอมรับว่า "หากสิ่งต่างๆ กลับมาเป็น "ปกติ" ในวันพรุ่งนี้ ตอนนี้ฉันจะสามารถสอนส่วนการเขียนโปรแกรมในชั้นเรียนของฉันด้วยความมั่นใจมากขึ้น" การสนับสนุนครูสำหรับหลักสูตรและการเขียนโปรแกรม VR มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการนำ VR ไปใช้ในห้องเรียน

การเรียนรู้แบบดิจิทัลไม่ได้มีไว้สำหรับนักเรียนเท่านั้น ครูยังเข้าถึงเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติและทรัพยากรการสอนผ่านเทคโนโลยีและโซเชียลมีเดีย ครูในเกือบ 50 ประเทศผ่านการรับรอง VR ชุมชนการปฏิบัติระดับโลกกำลังก่อตัวขึ้นจาก VR Mark เริ่มโพสต์วิดีโอบน VR ​​บนโซเชียลมีเดียและมีผู้ติดตามมากกว่าหนึ่งพันคนอย่างรวดเร็ว เขาได้ผูกมิตรกับครูในสโลวีเนียและไต้หวันผ่านการทำงานร่วมกับ VR ขณะที่ครูแบ่งปันประสบการณ์และการฝึกฝน นักเรียนจะได้รับประโยชน์จากกลุ่มสนับสนุนครูนอกระบบเหล่านี้ในที่สุด ชุมชนแห่งการปฏิบัติสามารถเป็นสะพานเชื่อมระหว่างความพร้อมใช้งานในปัจจุบันของหุ่นยนต์เพื่อการศึกษาและการรวมเทคโนโลยีนี้ไว้ในการศึกษาของครูอย่างเป็นทางการ เมื่อครูคุ้นเคยกับวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อการศึกษามากขึ้นผ่านการพัฒนาทางวิชาชีพ เช่น ครูมากกว่า 550 คนที่จบหลักสูตรการรับรอง หรือผ่านชุมชนการเรียนรู้แบบไม่เป็นทางการ นักเรียนจำนวนมากขึ้นจะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับการเรียนรู้ STEM แบบผสมผสาน

บทสรุป

VEXcode VR ถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาแห่งความไม่แน่นอนอย่างมากและความต้องการการแก้ปัญหาอย่างเร่งด่วน นวัตกรรมการแก้ปัญหาอาจมาจากสถานการณ์เร่งด่วน VR เข้าถึงผู้ใช้มากกว่า 1.45 ล้านคนซึ่งบันทึกโครงการได้มากกว่า 2.52 ล้านโครงการและดำเนินโครงการมากกว่า 84 ล้านโครงการในกว่า 150 ประเทศ แม้ว่าการแพร่ระบาดจะส่งผลกระทบต่อนักเรียนและครูทั่วโลก แต่ VR ก็ช่วยให้นักเรียนและครูมีส่วนร่วมกับแนวคิดด้านวิทยาการหุ่นยนต์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ โดยไม่คำนึงถึงอุปสรรคทางกายภาพ จากกรณีศึกษาของครู พบว่าประเด็นเรื่องความยืดหยุ่น ความต่อเนื่อง หลักสูตร และการสนับสนุนได้รับการระบุว่ามีความสำคัญต่อการสอนด้วยเทคโนโลยีในสถานการณ์ที่ไม่แน่นอนและท้าทายดังกล่าว

จากช่วงเวลาที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนนี้ บทเรียนที่ได้รับจากการสร้างและการนำ VR ไปใช้บ่งชี้ถึงช่องทางในการใช้งานในอนาคต ข้อมูลการใช้งานที่รวมกับกรณีศึกษาของครูแสดงให้เห็นว่า นักเรียนรู้สึกว่าถูกขัดขวางน้อยลงในการทำซ้ำขณะเขียนโค้ดในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า VR อาจเป็นเครื่องมือนั่งร้านอันทรงคุณค่าที่สามารถใช้ร่วมกับหุ่นยนต์ทางกายภาพได้ สิ่งนี้ยังได้รับการสนับสนุนจากความต้องการความยืดหยุ่น การใช้ VR เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ร่วมกับหุ่นยนต์ทางกายภาพสามารถมอบสภาพแวดล้อมการเรียนรู้หุ่นยนต์ที่เหมาะสมและยืดหยุ่นได้ โดยที่ทางเลือกที่ง่ายดายที่บ้านจะช่วยเสริมหลักสูตรหุ่นยนต์ทางกายภาพต่อหน้า เราหวังว่าจะมีการวิจัยในอนาคตเพื่อตรวจสอบว่าครูสามารถผสมผสานหุ่นยนต์เสมือนจริงและหุ่นยนต์จริงในโลกหลังการแพร่ระบาดได้อย่างไร

รับทราบ

เราขอขอบคุณ Aimee DeFoe และ Mark Johnston อย่างสุดซึ้งที่ได้แบ่งปันประสบการณ์การสอนและข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าของพวกเขา


บันดูรา, อ. (1977) การรับรู้ความสามารถตนเอง: สู่ทฤษฎีการรวมการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม การทบทวนทางจิตวิทยา, 84, 191–215. https://doi.org/10.1037/0033-295x.84.2.191

โบคส์, นิวเจอร์ซีย์ (2019) การมีส่วนร่วมของเยาวชนที่หลากหลายในการเรียนรู้ STEM จากประสบการณ์: ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยและเขตโรงเรียนมัธยม ใน วารสารการศึกษาและการสอนออนไลน์ระหว่างประเทศ (IOJET), 6(2) http://iojet.org/index.php/IOJET/article/view/505

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

บายบี, อาร์. (2010) ความก้าวหน้าของการศึกษา STEM: วิสัยทัศน์ปี 2020 ครูเทคโนโลยีและวิศวกรรมศาสตร์, 70(1), 30.

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

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

เอพสเตน, ดี., & มิลเลอร์, RT (2554). ชะลอเป้าหมาย: ครูโรงเรียนประถมศึกษากับวิกฤติด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตรศึกษา ศูนย์เพื่อความก้าวหน้าของอเมริกา, 1–21 พฤษภาคม www.americanpress.org

ลาฟ เจ. & เวนเกอร์ อี. (1991) การเรียนรู้แบบมีที่ตั้ง: การมีส่วนร่วมจากอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ถูกต้องตามกฎหมาย เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. https://doi.org/10.1017/cbo9780511815355

McClure, ER, เกิร์นซีย์, L., Clements, DH, Bales, SN, Nichols, J., Kendall-Taylor, N., & Levine, MH (2017) STEM เริ่มตั้งแต่เนิ่นๆ: การศึกษาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐานในวัยเด็ก Joan Ganz Cooney Center ที่ Sesame Workshop http://joanganzcooneycenter.org/publication/stem-starts-early/

Nadelson, LS, Callahan, J., Pyke, P., Hay, A., Dance, M., & Pfiester, J. (2013) การรับรู้และการเตรียมตัวของครู STEM: การพัฒนาวิชาชีพจากก้านคำถามสำหรับครูประถมศึกษา วารสารวิจัยทางการศึกษา, 106(2), 157–168. https://doi.org/10.1080/00220671.2012.667014

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

ปุนตัมเบการ์, S., & Hübscher, R. (2005). เครื่องมือสำหรับช่วยสนับสนุนนักเรียนในสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ซับซ้อน: เราได้อะไร และเราพลาดอะไรไป นักจิตวิทยาการศึกษา, 40(1), 1–12. https://doi.org/10.1207/s15326985ep4001_1

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

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

ไหม, EM, Higashi, R., Shoop, R., & Schunn, CD (2010) การออกแบบกิจกรรมเทคโนโลยีที่สอนคณิตศาสตร์ ครูเทคโนโลยี, 69(4), 21–27.

Stockard, J., Wood, TW, Coughlin, C., & Rasplica Khoury, C. (2018) ประสิทธิผลของหลักสูตรการสอนโดยตรง: การวิเคราะห์เมตาของการวิจัยครึ่งศตวรรษ 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, RH, Liu, CQ, มอลตา, AV, & แฟน, X. (2549) การวางแผนตั้งแต่เนิ่นๆสำหรับการประกอบอาชีพด้านวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์, 312(5777), 1143–1144. https://doi.org/10.1126/science.1128690

สหประชาชาติ (2020) บทสรุปนโยบาย: การศึกษาในช่วงโควิด-19 และหลังจากนั้น องค์การสหประชาชาติ 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) เพศและทัศนคติของนักศึกษาต่อวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ สมาคมวิจัยการศึกษาอเมริกัน, 1–26. https://www.researchgate.net/publication/261387698

เวลา, KN, เพเดอร์เซน, RM, & Baucum, MN (2020). การปรับปรุงการรับรู้ของอาชีพ STEM ผ่านสภาพแวดล้อมการเรียนรู้แบบไม่เป็นทางการ วารสารวิจัยการสอนและการเรียนรู้เชิงนวัตกรรม, 13(1) 103–113. https://doi.org/10.1108/JRIT-12-2019-0078

เวลา, KN, เพเดอร์เซน, RM, & Baucum, MN (2020). การปรับปรุงการรับรู้ของอาชีพ STEM ผ่านสภาพแวดล้อมการเรียนรู้แบบไม่เป็นทางการ วารสารวิจัยการสอนและการเรียนรู้เชิงนวัตกรรม, 13(1) 103–113. https://doi.org/10.1108/JRIT-12-2019-0078

วิกฟิลด์, เอ., & แคมเบรีย, เจ. (2010) คุณค่าความสำเร็จของนักเรียน ทิศทางเป้าหมาย และความสนใจ: คำจำกัดความ การพัฒนา และความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ความสำเร็จ การทบทวนพัฒนาการ, 30(1), 1–35. https://doi.org/10.1016/j.dr.2009.12.001

Ziaeefard, S., Miller, MH, Rastgaar, M., & Mahmoudian, N. (2017) กิจกรรมภาคปฏิบัติด้านหุ่นยนต์ร่วม: 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: