Коли студенти беруть участь у заходах на курсах VEX AIM, вони використовують циклічний процес руху вперед і назад між керуванням роботом за допомогою контролера VEX One Stick і кодуванням робота за допомогою VEXcode AIM. У цій статті описано цикл, чому він важливий і як його використовувати в класі.
Що таке цикл водіння та кодування?
Цикл водіння та кодування — це ітеративний процес навчання, коли студенти спочатку вручну керують роботом, щоб виконати завдання, створюючи фізичну модель бажаної поведінки, а потім використовують цю модель для інформування свого кодування. Керуючи роботом за допомогою контролера, студенти безпосередньо відчувають рухи робота та взаємодію з об’єктами та середовищем. Потім цей практичний досвід допоможе учням під час кодування робота для автономної роботи, а розуміння кодування, у свою чергу, удосконалює їхні майбутні стратегії водіння.
Чому цикл важливий?
Дослідження показують, що поєднання як конкретного досвіду, так і абстрактних уявлень значно покращує навчання порівняно з використанням будь-якого окремого методу1. Цикл надає студентам процес переходу від конкретного до абстрактного і назад, щоб полегшити вирішення проблем за допомогою робота.
Створення фізичної моделі за допомогою водіння
Керування роботом для виконання завдання перед кодуванням дає учням практичний, відчутний спосіб візуалізації:
- Як робот рухається в просторі, включаючи швидкість, напрямок і радіус повороту.
- Як робот реагує на вхідні дані датчика, наприклад, з якої відстані датчик AI Vision Sensor може розпізнати певний об’єкт.
- Як робот взаємодіє з об’єктами, такими як перешкоди на полі, яких потрібно уникати або підбирати та переміщати.
- Як можна використовувати різні шляхи для досягнення того самого кінцевого результату.
Це конкретне уявлення про поведінку різних роботів можна потім перевести в більш абстрактні концепції кодування, необхідні для створення успішного проекту кодування. Документування відкриттів, зроблених під час керування автомобілем, є додатковим джерелом підтримки для студентів, до якого вони можуть звернутися, коли переходять до етапу кодування.
Створення обчислювальної моделі шляхом кодування
Tфізичну психічну модель, яку студенти створили за кермом, можна потім застосувати до своїх проектів кодування. Студенти можуть почати з того розуміння, яке вони отримали під час водіння, щоб спланувати та побудувати свій проект кодування, який став більш конкретним, оскільки вони спираються на реальний світ, відчутний досвід водіння. Після того, як учні випробували свої проекти кодування, вони можуть повернутися до конкретного світу водіння, щоб допомогти їм ітерувати та вдосконалювати свої проекти.
Документування проектів і будь-яких змін, внесених до них на етапі кодування циклу, знову надає студентам метакогнітивний інструмент, який вони можуть використовувати, щоб допомогти їм під час повторення своїх проектів кодування.
Полегшення циклу водіння та кодування
У розділі «Порадова практика» кожного уроку та розділового завдання курсу VEX AIM надаються покрокові інструкції як для студента, так і для вчителя щодо участі в цій частині уроку. Надано посилання на картки із завданнями, які можна роздрукувати, як для частини циклу водіння, так і для циклу кодування. Щоб дізнатися більше про використання карток із завданнями, перегляньте статтю Використання карток із завданнями зі студентами.
Сприяти стадії водіння
- Сформулюйте очікування щодо співпраці, щоб кожен член групи брав участь у практичній частині уроку. Щоб дізнатися більше про співпрацю під час кодування, перегляньте статтю Використання парного програмування для співпраці учнів.
- Поділіться з учнями карткою із завданням на водіння. Переконайтеся, що всі учні розуміють мету завдання та налаштували свої поля, як показано на сторінці уроку.
- Пройдіть по кімнаті, поки учні по черзі виконають завдання водіння, як зазначено на картці із завданням. Учні повинні використовувати запитання для обговорення на картці із завданнями, щоб керувати своєю розмовою під час водіння. Відвідуючи кожну групу, скористайтеся запитаннями в наданих примітках для вчителя, щоб спрямувати студентів на розробку гіпотези щодо найкращого способу розпочати кодування своїх проектів на основі їх досвіду водіння.
- Студенти повинні використовувати критерії успіху та контрольний список на картці із завданнями, щоб переконатися, що вони виконали частину керованої практики з водіння. Після того, як вони це зроблять і задокументують свою практику, використовуючи основу речення та малюнок у нижній частині картки із завданням, вони повинні зв’язатися з вами, щоб поділитися гіпотезою, яку їхня група сформувала під час водіння, разом із доказами, які вони мають підтвердити.
Сприяти стадії кодування
- Роздайте картку із завданням із кодування, нагадавши учням використати гіпотезу, яку вони висловили на початковому етапі, щоб розпочати створення свого проекту VEXcode AIM.
- Пройдіть по кімнаті, поки учні по черзі виконають завдання з кодування, як зазначено на картці із завданнями. Учні повинні використовувати запитання для обговорення на картці із завданнями, щоб керувати своєю розмовою під час кодування. Відвідуючи кожну групу, використовуйте запитання в наданих примітках для вчителя, щоб висвітлити учнями розуміння змісту уроку та направити їх до висновків.
За потреби переходьте між керуванням автомобілем і кодуванням
Після того, як учні створили свій початковий проект кодування та задокументували своє тестування на своїй картці із завданням кодування, вони повинні повторювати туди-сюди між керуванням і кодуванням, щоб покращити свій проект стільки разів, скільки потрібно. Слід завжди заохочувати студентів вибирати одну ідею для перевірки та вдосконалення за раз, а не вносити багато змін одночасно. Продовжуйте циркулювати кімнатою, просячи студентів пояснити, де вони знаходяться в процесі, які зміни вони внесли у свій проект і чому.
Ефективно сприяючи циклу, вчителі можуть допомогти учням ознайомитися з концепціями кодування як абстрактно, так і конкретно, сприяючи глибшому розумінню. Детальну інформацію про впровадження циклу можна знайти у вступному курсі VEX AIM у PD+.
1 Пашлер, Гарольд та ін. Організація навчання та навчання для покращення навчання студентів (NCER 2007-2004). Національний центр досліджень освіти, США відділ освіти, 2007р.