Соціально-емоційне навчання та робототехніка: автентична інтеграція з VEX 123

вступ

Уявіть собі таку ситуацію: у класі дитячого садка невелика група студентів працює разом у навчальному центрі, намагаючись послідовно натискати кнопки, щоб робот рухався шляхом, який вони накреслили. Робот робить неправильний поворот, і учні дивляться один на одного і хмуряться. Один пропонує іншу ідею, і вони пробують знову з тим самим результатом. Потім учитель нагадує учням, що вони можуть малювати свої кроки, щоб вони не збивалися, натискаючи кнопки, і дає їм аркуш для використання. Один учень малює свій шлях на аркуші, потім інші розфарбовують кнопки, натиснуті по порядку. Коли вони знову пробують свій проект, робот робить те, що вони задумали. Учні діляться своїм хвилюванням з учителем, який вітає їх із наполегливістю.

Це інформатика (CS) чи соціально-емоційне навчання (SEL)? Часто предметне навчання, інформатика чи інше, і SEL вважаються такими, що знаходяться на протилежних берегах освітньої ріки. Однак автентичні можливості вирішення проблем, як ця, так і багато інших в комп’ютерних науках та освіті, — це не лише CS або SEL — вони є обома, вони внутрішньо пов’язані між собою.

Незважаючи на те, що можна багато чому навчитися з конкретних соціально-емоційних уроків і заходів, які висувають на перший план такі теми, як емоції, наполегливість, вирішення конфліктів і саморегуляція; це не єдиний час, коли учні залучаються до соціального та емоційного навчання протягом шкільного дня. Крім того, традиційні короткострокові ізольовані зусилля щодо просування SEL не виявилися такими ж ефективними за своїм впливом, як довгострокові скоординовані зусилля.¹ Людський елемент шкільного навчання, особливо в молодшому віці, означає, що всі предмети та завдання на день мають певний компонент соціального чи емоційного навчання. Наші емоції є частиною всього, що ми робимо, і знання про те, що це за почуття, чому ми їх відчуваємо, коли ми відчуваємо, і як справлятися з цими почуттями в просоціальних відносинах, підкреслює кожну взаємодію та уроки, які ми будемо вчити і засвоювати в ранньому дитинстві. . З цієї точки зору, який кращий шлюб існує між соціально-емоційним навчанням і предметною областю, яка обертається навколо вирішення проблем, дослідження, ітерації та співпраці?

VEX 123 пропонує вчителям початкових класів і учням можливість впроваджувати концепції інформатики в свій шкільний день, одночасно використовуючи можливості соціально-емоційного навчання, які надає спільна робота з роботом. Завдяки VEX 123 STEM Labs and Activities студенти природним чином потрапляють у ситуації, коли їм потрібно наполягати та спробувати знову, вони відчувають низку емоцій і мають потребу в просоціальному спілкуванні, і де вони можуть розвинути почуття власної ефективності та прийняти мислення зростання. VEX 123 об’єднує комп’ютерні науки та SEL автентичним способом, який спирається на природну цікавість учнів до навколишнього світу та зміцнює їхні навички 21 століття.

Що таке соціально-емоційне навчання (SEL) і чому це важливо?

Охоче ​​визнається, що для того, щоб учні були успішними в школі, починаючи з початкової школи, і зрештою в кар’єрі, вони повинні бути не тільки академічно компетентними, але й соціально та емоційно компетентними.² «Підтримка соціального та емоційного розвитку учнів не є додатковим обов’язком школи разом із навчальним навчанням, а є невід’ємним і необхідним аспектом, щоб допомогти всім учням досягти успіху».³ Співпраця з академічного, соціального та емоційного навчання (CASEL) визначила п’ять ключових наборів компетенцій, які включають соціальне та емоційне навчання: самосвідомість, самоконтроль, соціальна обізнаність, навички стосунків і прийняття відповідальних рішень».⁴ Ці п’ять основних компетенцій підкреслюють нашу здатність навчатися як у класі, так і поза ним, а також відображають соціально-емоційну обізнаність, необхідну для ефективної взаємодії з іншими. Навчальні навички 21 століття, такі як співпраця та спілкування, ґрунтуються на основі SEL, що робить їх необхідним компонентом освітньої практики з раннього віку.

Джерело: Всесвітній економічний форум. «Нове бачення освіти: сприяння соціальному та емоційному навчанню за допомогою технологій». Женева: Всесвітній економічний форум, 2016.

Знання того, як пов’язані думки, почуття та поведінка, дає нам змогу розвивати соціальні навички, необхідні для навчання від інших і з іншими протягом усього нашого життя. Цей розвиток саморегуляції є великою частиною роботи раннього дитинства, і здатність точно й ефективно називати та ідентифікувати почуття є важливою складовою цього процесу.⁵ Наші емоції змінюються протягом дня, і маленькі діти можуть відчувати ці зміни з великою інтенсивністю. Можливість висловити ці почуття, дати їм назву допомагає поділитися цими почуттями з іншими в просоціальний спосіб. Це перший крок до того, щоб мати певний контроль над почуттям і своїм вираженням. Допомога учням у формуванні емоційного словника може допомогти їм помітити спектр емоцій, які вони відчувають, і ефективно називати їх, щоб вони могли почати керувати ними та регулювати їх у контексті інших. Оскільки маленькі діти формують цей емоційний словниковий запас, їх поведінка, як правило, демонструє свої почуття раніше, ніж їх слова. Допомога дітям побачити цей зв’язок між їхніми діями, висловлюваннями та почуттями є важливим кроком у забезпеченні того, щоб діти бачили, що вони контролюють свою поведінку⁶ — і, що більш важливо, що їхня поведінка не є відображенням їх самих. варто.

Розуміння того, як ви виражаєте емоції, пов’язане з тим, як ви інтерпретуєте емоційні вирази інших, що є важливою частиною розвитку емпатії.⁷ Щоб справді чуйно реагувати на когось, діти повинні вміти визначати, що відчуває хтось інший, і пов’язувати це з тим, як вони самі відчувають це почуття. Заняття в класі, які роблять соціально-емоційне навчання спільним завданням, допомагають розвинути в учнів здатність співпереживати своїм одноліткам і вчителям і очікувати від них співпереживання.

Цей емпатичний розвиток можна спрямувати на підтримку поведінки учнів, розвиток навичок стосунків і саморегуляцію під час їх взаємодії один з одним.⁸ Посередництво у розбіжностях і розбіжностях у почуттях з маленькими дітьми є частиною кожного класу, і регулярна допомога учням говорити про свої почуття дає їм інструменти для того, щоб почати самостійно вирішувати соціальні проблеми.⁹ Розширення можливостей студентів встановлювати зв’язок між їхніми власними почуттями та діями та тим, як це впливає на почуття та дії інших, створює простір для виникнення емпатичної петлі. Отже, коли виникають розбіжності в будь-якому контексті, студенти можуть працювати над розв’язанням соціальних проблем більш здоровими та ефективними способами.

Щоб досягти цього успіху, діти повинні відчувати себе в безпеці та бути почутими, щоб вони могли сформувати впевненість бути вразливими, не засуджуючи інших. Перегляд усіх шкільних заходів крізь призму SEL полегшує ефективний підхід до сприяння соціально-емоційному розвитку, де навчання навичкам SEL є частиною загальної практики викладання, а не лише на окремих уроках.¹⁰ Це поширюється на навчання студентів навичкам подолання негативних, а також позитивних емоцій. Велика увага приділяється розвитку позитивної самооцінки дітей, однак для навчання важливо врахувати їхній досвід негативних емоцій, а також здатність залишатися наполегливою та знаходити мотивацію, коли людина відчуває негативні емоції.¹¹ Визнання та наполегливість перед обличчям невдач або почуття розчарування також пов’язане з вибором кар’єри в подальшому житті, зокрема з пошуком шляхів, пов’язаних із STEM, як-от інформатика.¹²

Емоційні переживання учнів — це підпільна течія, яка проходить через кожну шкільну взаємодію, як академічну, так і соціальну, і тому звернення уваги на те, як соціально-емоційне навчання вливається в якомога більше аспектів навчального плану, може принести користь учням у міру їхнього розвитку. навички століття, такі як співпраця, спілкування, креативність і наполегливість.^{13 14}

Педагогічні зв'язки між SEL і робототехнікою

Молоді учні від природи цікавляться навколишнім світом, і інформатика та робототехніка все більше стають частиною цього світу та щоденного досвіду учнів у ньому. Таким чином, використання роботів для ознайомлення молодих студентів з інформатикою дозволяє отримати вигоду з цієї цікавості, тому його можна використати для навчання різноманітним навичкам і вмінням, у тому числі SEL. Роботи, як і VEX 123, можуть охопити студентів до того, як вони розвинуть фіксоване сприйняття інформатики або себе по відношенню до неї. Завдяки цікавому, практичному досвіду роботи з VEX 123 молоді студенти можуть почати бачити себе творцями та вирішувачами проблем у світі інформатики,¹⁵ створюючи їм позитивні асоціації щодо самоефективності та борючись із проблемою сприйняття, яка може виникнути в відношення до інформатики.¹⁶

Доведено, що введення соціально-емоційного навчального контенту в уроки робототехніки та інформатики підвищує інтерес дітей молодшого віку до науки та її застосування.¹⁷ Хоча досвід, заснований на дизайні, як-от створювальні простори та навчання на основі проектів, може викликати початковий інтерес, мотивація та самоефективність учнів щодо дисциплін та досвіду CS безпосередньо залежать від їхніх емоційних переживань, особливо в початкових класах.¹⁸ Все частіше дослідники починають звертати увагу на емоційний клімат учнів на уроках і способи, за допомогою яких SEL можна використовувати для покращення результатів навчання.^{19 20 21}

Робототехніка добре підходить для проектної педагогіки, яка може підтримувати такі навички, як критичне мислення, вирішення проблем, мислення вищого рівня, дизайн і висновок, а також сприяти розвитку поведінкових компетенцій, таких як організація, відповідальність і співпраця.²² VEX 123 і проектно-орієнтована навчальна програма, пов’язана з нею, можуть надати студентам міждисциплінарний підхід до вивчення інформатики та педагогіку експериментального навчання, за допомогою якої студенти мають можливість побачити «зв’язок між змістом, який вони вивчають». вивчення та застосування цього вмісту автентичними та відповідними способами».²³ Акцент на автентичному вирішенні проблем у реальному світі під час роботи з роботом вимагає від студентів розвитку навичок 21-го століття – комунікативної компетентності, здатності працювати спільно та творчо, а також демонструвати навички критичного мислення та якості характеру як допитливість, наполегливість і здатність до адаптації.^{24 25}

Хоча початкові успіхи в області інформатики та робототехніки можуть зацікавити студентів, більша частина їхнього навчання не обов’язково буде миттєво успішною. Студентам потрібно попрактикуватися в роботі з проблемами, набором навичок, властивих не лише інформатиці, але й більшості сфер життя та навчання. Відчуття гордості, яка приходить з успіхом після наполегливості, може запалити та підтримати цю початкову іскру; тоді як приголомшеність моментами невдач може її погасити.²⁶ Розгляд невдач як можливості для навчання, а не дефіциту характеру, має потенціал не тільки сприяти творчості та інноваціям,²⁷ але також сприяє розвитку мислення, спрямованого на зростання, і позитивного самопочуття ефективність як засіб вирішення проблем.²⁸

Протягом звичайного дня студенти переживають різноманітні емоції з різною інтенсивністю – від задоволеності вранці до розчарування через те, що щось пішло не так, до щастя, коли граються з другом, до розчарування, коли вони мають незгода з тим другом, і далі, і далі, і далі. Навчання за допомогою VEX 123 дає учням можливість пережити багато з тих самих емоцій, але в безпечному, структурованому навчальному середовищі, де фрустрація, невдача, розчарування очікуються і їм надається простір.

Розгляньмо наведений вище приклад: студентам потрібно було вирішити проблему, змусивши свого робота 123 рухатися визначеним шляхом, і їм знадобилося кілька спроб і стратегій, щоб знайти рішення. Їм потрібно було ефективно спілкуватися один з одним, продемонструвати терпіння, щоб випробувати нові ідеї, і вміння слухати, щоб сприймати стратегічну підказку вчителя. Студенти в групі одночасно орієнтувалися у своїх власних емоційних ландшафтах і працювали над цими почуттями в режимі реального часу, щоб запропонувати відчутні рішення своєї проблеми. Крім того, вони вивчали послідовність команд і спостерігали за зв’язком між цими командами та поведінкою робота – основними компонентами інформатики. VEX 123 має унікальне положення, щоб мати можливість поєднувати концептуальні знання з соціально-емоційним навчанням, оскільки він може персоналізувати навчання та спиратися на природну цікавість учнів до навколишнього світу, включаючи такі технології, як робототехніка.

VEX 123 як інструмент для соціально-емоційного навчання

VEX 123 — це інтерактивний програмований робот, який знімає STEM, інформатику та обчислювальне мислення з екрану та оживляє їх для учнів від початкової школи до 3-го класу. Платформа VEX 123 містить апаратне забезпечення та навчальну програму. Апаратне забезпечення включає 123 Robot з інтерфейсом сенсорної кнопки, кодер і картки кодера для створення великих проектів кодування без екрана та поле, щоб надати роботам чітко визначений простір для переміщення. Компонент навчальної програми включає лабораторії STEM, підключаються уроки, засновані на практичних, спільних навчальних заходах у різноманітних областях навчальної програми з роботом 123; Заходи, короткі вправи, пов’язані зі змістом і кодуванням, які студенти вивчають у класі; і Ресурси для вчителів, які пропонують довідкову інформацію та підтримку для розробки та реалізації навчальної програми, як-от робочий аркуш, згаданий у вступному прикладі. Платформа VEX 123 розроблена як гнучка, що дає вчителям і учням можливість включити VEX 123 у свій розклад у спосіб, який найкраще відповідає їхнім потребам – від використання заходів у навчальному центрі до взаємодії з усім класом під час Circle Time або навіть у невеликій групі з математики.

VEX 123 розроблено для того, щоб запропонувати практичне навчання на досвіді справжньому вирішенню проблем, коли учні працюють у групах для досягнення своїх цілей. Декількома натисканнями кнопок на сенсорному інтерфейсі навіть наймолодші учні можуть стати «кодерами» та вивчати основи інформатики в ігровій формі. У міру того, як учні просуваються до створення більших проектів і кодування більш складної поведінки та логіки, вони можуть використовувати Coder і Coder Cards, щоб створювати довші послідовності, цикли та навіть досліджувати умовні оператори у своєму коді.

Основні концепції інформатики, такі як секвенування та декомпозиція, пов’язані з іншими розділами навчальної програми раннього навчання, і VEX 123 пропонує викладачам і студентам можливість практикувати ці навички в захоплюючий спосіб з роботом. Навіщо використовувати робочий аркуш, щоб відпрацьовувати послідовність, коли ви можете виконати ту саму дію на практиці, щоб закодувати робота для виконання подібного завдання? Замість того, щоб використовувати пасивні практики, учні, які займаються VEX 123, творчо вирішують проблеми і можуть почати бачити себе такими. Працюючи з роботом 123, студенти вивчають способи мислення та поведінки на комп’ютері, а також активно створюють проекти, які вони собі уявляють, що сприяє розвитку їхньої самоефективності.²⁹

Педагогіка проектного навчання VEX 123 створює простір для соціального та емоційного розвитку завдяки її впровадженню, оскільки учні відчувають і вчаться справлятися як з позитивними, так і з негативними емоціями. VEX 123, як і більша частина освітньої робототехніки, налаштовує студентів на розв’язання проблем у реальному світі, де їм, ймовірно, потрібно буде вміти наполягати перед обличчям передбачуваної невдачі, коли вони розробляють і повторюють рішення справжніх проблем. . Робити це індивідуально може бути складно, а в поєднанні з робототехнічним елементом співпраці – потреба студентів у розвитку сильних соціальних, емоційних і поведінкових навичок стає ще більш очевидною. Впоратися з невдачами, розчаруваннями та фрустрацією – це життєві навички, які учні вивчають задовго до того, як вступають до школи. Замість того, щоб захищати студентів від таких почуттів, роботи з робототехніки, такі як VEX 123, можуть надати багаті можливості для вивчення мови, спілкування, соціального й емоційного навчання.³⁰

Як і інші педагогічні методики STEM, навчальна програма VEX 123 залучає студентів до створення, тестування та повторення своїх проектів у своїх групах, а уроки побудовані навколо бесіди, співпраці та повторення. Початковий досвід студентів щодо негайного успіху вбудовується в більш тривалі заняття, де вони з меншою ймовірністю досягнуть успіху з першої спроби. Усі навчальні матеріали органічно включають у дизайн уроку час і простір для вирішення проблем, а також соціально-емоційні практики навчання, пов’язані зі співпрацею, спілкуванням, наполегливістю та стійкістю.

Кожна VEX 123 STEM Lab має три розділи: Engage, Play і Share. Під час частини Engage студенти можуть особисто підключитися до свого навчання, оскільки концепція лабораторії представлена ​​​​через розмову або демонстрацію під керівництвом. Початкові враження, почуття та попередній досвід студентів можна поділитися та побудувати колективну основу для групи. Ігрова частина, що складається з двох частин, пропонує студентам можливість працювати в невеликих групах із роботом 123, щоб кодувати та тестувати проекти для досягнення мети. Кодування може відбуватися за допомогою сенсорного інтерфейсу або кодера та карт кодера. Перерва в середині гри дає учням можливість подумати про своє навчання, разом вирішити проблеми та підготуватися до наступного етапу завдання. STEM Labs завершується компонентом «Поділитися», під час якого студенти збираються разом цілою групою, щоб обміркувати своє навчання, поговорити про труднощі та відзначити своє навчання та наполегливість. Нотатки для вчителя та ресурси включені в матеріали лабораторії STEM, які пропонують керівництво для навчання студентів, співпраці та підтримки розвитку SEL. Підказки до бесіди, фасилітаційні примітки та питання для рефлексії є вбудованими в педагогіку VEX 123 STEM Labs і допоміжні матеріали для вчителів для підтримки SEL і розвитку навичок 21-го століття, таких як стійкість, наполегливість, співпраця та спілкування.

SEL не тільки введено в навчальну програму, але й представлено більш відвертими способами, з командами «Дій» і спеціальною лабораторією STEM для соціально-емоційного навчання. Команди «Дій» — це попередньо закодовані складні дії, які можна використовувати в проекті кодування, щоб змусити 123 Robot «розігрувати» певні емоції, як-от щастя чи сум. Ці команди пропонують вчителям і учням місце зустрічі для обговорення емоційних проявів і поведінки, яка відповідає різним почуттям. Ця концепція є основою SEL STEM Lab Unit, Role Play Robot, у якій студенти починають із спостереження та обговорення поведінки, яку робот 123 виконує для кожної команди «Дій». Потім вони спираються на це, щоб створити власні «емоційні коди», поєднуючи послідовності поведінки роботів з емоційним словником, досліджуючи зв’язок між емоціями та поведінкою людей. Говорити про почуття та емоційне вираження може бути важко для маленьких дітей, але вміння робити це в контексті кодування робота не тільки може зробити це більш захоплюючим досвідом, це може дати учням певну необхідну дистанцію між ними та темою на рука, залучення до соціально-емоційного навчання в безпечному просторі.

Комп’ютерні науки, робототехніка та SEL є автентичними партнерами у навчанні студентів і розвитку навичок 21-го століття у багатьох відношеннях, і VEX 123 пропонує викладачам інструменти для поєднання цих предметів разом у захопливий, значущий досвід навчання для молодих учнів.

---