Ayrıştırma, öğrencilerin kodlama problemlerinin nasıl çözüleceğine ilişkin uzun vadeli anlayışlarını geliştirmek için gerekli olan temel bir bilgisayar bilimi becerisidir. Bu makale ayrıştırmanın ne olduğunu, neden önemli olduğunu ve öğrencilerin ayrıştırmayı öğrenmesini nasıl kolaylaştıracağını araştırıyor.
Ayrışma nedir?
Ayrıştırma, karmaşık bir problemi daha küçük, daha yönetilebilir parçalara ayırma sürecidir. Bu, öğrencilerin problemin bir bileşenini aynı anda çözmelerine olanak tanıyarak kodlama projesi oluşturma sürecini basitleştirir.
Ayrışma neden önemlidir?
Öğrenciler kodlamayı öğrenmeye başladıklarında dil hakkında yeni ve zorlu bir şekilde düşünmekle karşı karşıya kalırlar. Çıkarımlar ve nüanslarla dolu konuşma dilinde iletişim kurmaktan, kodlamanın gerektirdiği kesin ve mantıksal yapıya geçiş yapmaları gerekiyor. Bu uyum öğrenciler için son derece zordur ve çoğu zaman başarılarına engel olur. Ayrıştırma, öğrencilerin başarılı bir şekilde kodlamak için kazanmaları gereken kritik bir bilgisayar bilimi becerisidir; çünkü öğrencilerin konuşma diliyle başlamasına ve bir kodlama projesinde kullanılabilecek bir şey haline gelinceye kadar onu geliştirmesine olanak tanır.
Bir problemin ayrıştırılması, onun küçük adımlarla çözülmesine olanak tanıyarak sorunun öğrenciler için bunaltıcı hale gelmesinin önlenmesine yardımcı olur. Öğrenciler kodlamaya başlamadan önce problemleri daha küçük parçalara ayırdıklarında, projenin her küçük bölümünü oluşturabilir ve bir sonraki bölüme geçmeden önce beklendiği gibi çalıştığından emin olmak için test edebilirler. Bu, bir hedefe ulaşmak için gereken tüm adımları bir kerede kodlamaya çalışmaktan çok daha kolaydır ve öğrencilerin hataları gidermeye çalışırken uzun bir projede kaybolmanın yarattığı hayal kırıklığını önler.
Ayrıştırma süreci aynı zamanda öğrencilere bir proje oluşturma konusunda sistematik bir yaklaşım sunarak öğrencilerin bir çözüme giden yolu tahmin etme ve kontrol etme dürtüsünü ortadan kaldırır. Tahmin etmek ve kontrol etmek, bir sorunu çözmenin verimsiz bir yoludur ve öğrenciler giderek daha karmaşık kodlama zorluklarıyla uğraşmaya başladıkça etkisiz hale gelir.
Ek olarak, bir projeyi ayrıştırmak, öğrencilerin kodlarındaki kalıpları belirlemelerine ve kod bölümlerini oluşturmalarına, değiştirmelerine ve yeniden kullanmalarına olanak tanır. Bu, hem proje oluşturmayı hem de sorun gidermeyi kolaylaştırırken öğrencilerin oluşturdukları kod hakkında daha derin bir anlayışa sahip olmalarını sağlayarak bu anlayışı gelecekteki projelerde kullanmalarına olanak tanır.
Son olarak ayrıştırma, gruplar halinde robotik projeler oluşturmak için birlikte çalışan öğrenciler arasındaki işbirliğini de kolaylaştırır. Bir mühendislik not defterine kaydedilen ayrıştırılmış bir proje, öğrencilerin grup projelerini tartışırken veya diğer gruplarla paylaşırken kullanmaları için bir yapıt sağlar.
Ayrışmayı Kolaylaştırma
Ayrıştırma, öğrenciler projelerini oluşturmaya başlamadan önce planlama aşamasındayken meydana gelir. Öğrenciler kodlamaya başlamadan önce ayrıştırma işlemlerini mühendislik defterlerine kaydetmeli ve sizinle paylaşmalıdır. Mühendislik not defterlerini öğrencilerle kullanma hakkında daha fazla bilgi için bu makaleye bakın.
Öğrencilere ayrıştırmaya yaklaşmak için bu basit üç adımlı çerçeveyi sağlayın:
- Proje başarılı olduğunda robotun göstereceği sonucu belirterek projenin ana amacını belirleyin. Bu hedefi mühendislik defterine kaydedin.
- Robotun hedefe ulaşmak için atması gereken ana adımları belirleyin. Hedefe ulaşmak için robotun tamamlaması gereken ana veya büyük resim adımlarını göz önünde bulundurun ve kaydedin. Bu üst düzey adımları mühendislik defterine kaydedin.
-
Ana adımları, robot davranışının mümkün olan en küçük artışlarına bölün. Ana adımların her birini, robotun tamamlayabileceği en küçük davranışa bölün. Bu ayrıştırılmış adımları mühendislik defterine kaydedin.
- Robot davranışlarının her biri karşılık gelen bir blok veya komutla eşleştirilebilmelidir. Aksi takdirde adımlar daha da ayrıştırılabilir.
Bu örnekte öğrenciler VEXcode VR Duvar Labirenti + Oyun Alanındaki bir labirenti tamamlamak için bir proje oluşturuyorlar.
Adım 1: Projenin ana amacını belirleyin. Hedefi mühendislik defterine kaydedin.
Adım 2: Robotun hedefe ulaşmak için atması gereken ana adımları belirleyin.
- Burada öğrenci, robotun labirentin başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar ilerlemesi için yapması gereken tüm davranışları düşünmüş ve bunları mühendislik defterinde sıralamıştır.
Adım 3: Ana adımları robot davranışının en küçük artışlarına bölün.
- Öğrenciler her adımı tamamlamak için gereken yaklaşık değerleri belirlemeye başlayabilirler. VEXcode'da proje oluşturulurken bu değerlerin test edilmesi ve ayarlanması gerekecektir.
- Öğrenciler, ayrıştırılan her adımın doğrudan bir VEXcode bloğuna karşılık geldiğinden emin olmak için kontrol etmelidir. Değilse, adımın daha da ayrıştırılması gerekir.
Öğrenciler projelerini bireysel bloklar veya komutlar düzeyine indirgedikten sonra proje planlama aşamasından uygulama aşamasına geçebilirler. Projelerini oluşturmak için 2. adımda belirlenen ana adımları Yorumlara aktarmalı ve ardından 3. adımdaki tamamen ayrıştırılmış her davranış için karşılık gelen blokları veya komutları bu Yorumların her birine eklemelidirler.
Öğrenciler, bir sonrakine geçmeden önce her davranışı (veya mantıksal olarak gruplandırılmış davranış dizisini) test ederek projelerini her seferinde ayrışmış bir adım olarak oluşturmalıdır. Bu aşamada öğrencilerin doğru parametre değerlerini belirlemek için sahip oldukları kaynakları kullanmaları gerekecektir. Örneğin yukarıdaki VEXcode VR örneğinde mesafe değerleri, her labirent karesinin 300 mm genişliğinde olduğu bilgisi kullanılarak belirlendi. Değerleri belirleme yöntemi duruma göre değişecektir ancak kodlama projesi oluşturma sürecinde değerlerin test edilmesi ve ayarlanması her zaman gerekli olacaktır.
Öğrencileri Ayrıştırmayı Öğrenirken Desteklemek
Öğrenciler bir STEM Laboratuvarı'ndan veya başka bir VEXcode projesinden bir zorluk üzerinde çalışmaya başlamadan önce, ayrıştırma üzerinde kendiniz çalışmak için zaman ayırın, böylece öğrencilerin sahip olabileceği soruları yanıtlamaya hazır olursunuz. Öğrencileri, kodlamaya başlamadan önce size projeleri için ayrıştırılmış planı göstermeye teşvik edin; böylece ayrıştırma sürecini güçlendirebilir ve görevi mümkün olan en küçük robot davranışlarına böldüklerinden emin olmak için kontrol edebilirsiniz. Öğrencilere her davranışa karşılık gelen bir blok veya komutu tanımlayabilmeleri gerektiğini hatırlatın.
- Öğrenciler robotun projenin hedefine ulaşmak için atması gereken ana veya büyük resim adımlarını hayal etmekte zorluk yaşıyorlarsa, onları aşağıdakileri yapmaya teşvik edin:
- Robotun hedefe ulaşmak için izlemesi gereken yolu çizin.
- Robotun hedefe ulaşmak için atması gereken adımları canlandırın.
- Hedefe ulaşmak için robotun atması gereken adımları anlatın.
- Öğrenciler adımlarının bireysel bloğa veya komut düzeyine ayrıştırılıp ayrıştırılmadığını belirlemekte zorlanıyorsa onlara şunu sorun:
- Robotun bu davranışı tamamlaması için kaç blok veya komut gerekir?
- Robot bu adımı yalnızca bir blok veya komut kullanarak tamamlayabilir mi?
- Bu davranışı nasıl daha küçük robot eylemlerine ayrıştırabilirsiniz?
Öğrencilerinizi ayrıştırmayı öğrenirken desteklemek, bilgisayar bilimlerinde gelecekteki problem çözme için sağlam bir temele sahip olmalarını sağlayacaktır.
Sınıfınızda öğrencilerin ayrıştırmayı öğrenmesini kolaylaştırmak hakkında başka sorularınız mı var? PD+ Topluluğuveya onlara bir VEX Uzmanı ile konuşmak için 1'e 1 Oturum planlamalarını isteyin.