Використання VEX GO для підтримки навчання грамотності та математичного мислення – Бібліотека VEX

Часто в початковій школі велика увага приділяється навчанню грамоти та математики. У той час як правопис, сприйняття слів і вільне володіння є важливими для розвитку грамотності у молодших школярів, грамотність полягає не лише в цих елементах. Грамотність також включає мовні навички, такі як говоріння та слухання, а також візуальні та письмові навички, які переходять у письмову форму.¹ чином математичні факти, числові навички та операції дійсно є основою для вивчення математики, але це лише одна частина головоломки. Математичне мислення охоплює просторові міркування та абстракції, а також такі речі, як зорово-моторні навички або здатність зв’язувати число та кількість.²

Однак, коли виникають занепокоєння щодо грамотності чи досягнень у математиці (або їх відсутності), першим інстинктом часто є звузити навчальний план – наприклад, «Жодна дитина не залишилася позаду» (NCLB) змістила розподіл навчального часу в бік математики та читання, суб’єктів, націлених на нові системи підзвітності».³Хоча такі зміни часто мають добрі наміри, вони не обов’язково розглядають ширшу картину навчання та розвитку студентів або те, як з часом розвиваються грамотність і математичне мислення.

Інфографіка, що ілюструє ключові результати досліджень у галузі освіти, містить діаграми та статистичні дані, які висвітлюють тенденції та ідеї, пов’язані з викладанням і навчанням.

Виконавча функція та основні навички

В основі грамотності та математичного мислення, а також більшої частини того, що зазвичай вважається «шкільною поведінкою», є такі речі, як виконавчі функції, оперативна пам’ять, моторика та просторові навички.⁴ Ці базові компоненти навчання, які часто розглядаються як провісники шкільного успіху, коли йдеться про формування навчальної програми, рідко приділяють час або простір протягом шкільного дня, не кажучи вже про те, щоб включити їх до навчання грамоти чи математики. Тим не менш, відомо, що просторові навички передбачають успіхи в математиці, моторика є необхідною умовою для письма, а виконавча функція дозволяє учням звернути увагу на читання, розшифрувати незнайоме слово та зрозуміти значення речення.⁵

Термін «виконавча функція» охоплює ряд навичок і процесів, включаючи самоконтроль (наприклад, зупинити імпульс і зробити щось інше), когнітивну гнучкість (наприклад, перемикання або перемикання з однієї діяльності на іншу) і робочу пам’ять (процеси, необхідні для підтримки відстежувати інформацію під час роботи з нею).⁶ З виконавчою функцією пов’язані моторні та просторові навички, а також основні когнітивні процеси, які йдуть під час руху та нашого сприйняття об’єктів та їхніх рухів.⁷ Усе це бере участь у навчанні учнів у класі, а також у розвитку грамотності та математики.⁸

Виконавча функція в контексті

Наприклад, розглянемо завдання учню, який сидить за партою, прочитати речення та написати відповідь.

Моторні навички необхідні для того, щоб учень мав основну стійкість, щоб сидіти за партою, дрібну моторику, щоб тримати, хапати та контролювати олівець, щоб писати.
Просторові навички потрібні, щоб розташувати письмову відповідь у рядку на папері та писати в межах заданого місця розбірливими літерами. Візуально-просторові навички необхідні учням для того, щоб утримувати свій текст на аркуші, а не списувати з нього або переходити від одного рядка до наступного під час написання.
Робоча пам'ять необхідна для читання та розуміння речення, щоб точно сформулювати відповідь.
Самоконтроль необхідний для того, щоб учень приділяв увагу виконанню завдання, а не вставав і йшов робити щось більш захоплююче для нього або мріяв про те, що він робитиме після школи.
Когнітивна гнучкість потрібна для правильного застосування звукових і мовних знань (наприклад, множина слова «автобус» означає «автобуси», а множина слова «день» означає «дні»), щоб точно прочитати речення та написати відповідну та зрозумілу відповідь.⁹

Подібна схема виникає для математики, де учням потрібно інтерпретувати числа, утримувати їх у своїй свідомості, виконувати обчислення та писати точні відповіді. І як тільки виникає текстова проблема, когнітивне навантаження читання, інтерпретації проблеми та застосування до неї як мови, так і значення числа, щоб обчислити та написати правильну відповідь, додає важливості цих базових навичок. Хороша новина полягає в тому, що такі речі, як просторові навички, можна вдосконалити за допомогою практики та зворотного зв’язку,¹⁰ і цю практику можна виконувати безліччю способів, включаючи створення, кодування та участь у практичному навчанні STEM за допомогою VEX GO. .

Діаграма, що ілюструє ключові концепції дослідження в освіті, містить позначені елементи та блок-схеми для кращого розуміння освітніх методологій.

Базові навички, виконавчі функції та VEX GO

Будівництво за допомогою VEX GO включає багато базових навичок для підготовки до школи, а також розвиток грамотності та математики. Наприклад, розглянемо завдання зі створення робота Code Base на основі інструкцій зі створення. Для досягнення цієї мети потрібно багато речей, зокрема:

Дрібна моторика потрібна для того, щоб збирати деталі та ефективно їх з’єднувати. У разі використання Pin Tool моторні навички використовуються для маніпулювання інструментом, щоб успішно видаляти шпильки.
Просторові навички потрібні, щоб зіставити справжні фігури в руці зі схемою частин в інструкціях зі створення. Навички сприйняття використовуються для переміщення та повороту частин відповідно до кута та орієнтації діаграми.
Візуально-просторові навички потрібні, щоб знати, як, коли та де з’єднати частини робота разом для створення. Просторова робоча пам’ять бере участь у з’єднанні частин у правильних місцях, що також може включати трансформаційні навички.
Навички мови та аудіювання необхідні для виконання наданих багатоетапних інструкцій із самоконтролем, щоб виконувати завдання, виконувати інструкції зі створення та працювати з партнером. Просторова мова використовується для опису того, як частини йдуть разом під час будівництва.
Навички лічби використовуються для вибору правильної кількості частин для кожного кроку, а також просторова мова, щоб описати, як вони йдуть разом.
Когнітивна гнучкість і візуально-просторові навички необхідні, щоб визначити, як виправити конструкцію, якщо вона не йде разом, як задумано, або продовжити наступну частину процесу будівництва.

Діаграма, що ілюструє ключові концепції дослідження в освіті, містить позначені розділи та візуальні елементи для кращого розуміння теми.

Щойно ми додамо кодування робота для пересування з одного місця в інше на полі, ці навички зміцнюються додатковими способами, зокрема:

Просторові навички необхідні для налаштування поля та кодової бази в правильному положенні та орієнтації. Просторова мова використовується для опису завдання або напрямку руху, необхідного для того, щоб робот переїхав у правильне місце.
Візуально-просторові навички необхідні для планування шляху робота. Це поєднується з руховими та просторовими навичками, необхідними для написання, документування плану на друкованому вигляді.
Щоб увімкнути робота, і використовувати пристрій із VEXcode GO для підключення та перетягування блоків у проект потрібні моторні навички.
Робоча пам’ять і моторика потрібні для створення проекту у VEXcode GO, щоб закодувати робота відповідно до плану. Учні повинні пам’ятати, що робить кожен блок, і як їх з’єднати, щоб створити послідовність, яка дозволить виконати поставлене завдання.
Навички лічби використовуються для введення правильних параметрів у блоки для досягнення бажаної поведінки (тобто зміни параметра блоку [Drive for] на 300 мм, щоб робот проїхав задану відстань).
Щоб слідувати наданим багатоетапним інструкціям, необхідні навички мови та аудіювання, а також самоконтроль, щоб зосередитися на поставленому завданні та вирішити проблему разом із партнером.
Когнітивна гнучкість і візуально-просторові навички необхідні, щоб визначити, як налагодити проект, якщо робот не рухається, як задумано, або продовжити наступну частину завдання кодування.

Діяльність зі створення та кодування робота для виконання завдання включає не тільки багато базових навичок, VEX GO також можна використовувати для зміцнення певних академічних навичок, а також для посилення мотивації та залучення практичного досвіду для підтримки навчання в інших області. Усі наведені вище практики все ще розглядаються, і вони додатково покращуються грамотністю чи математичними навичками, коли матеріали VEX GO використовуються для таких дій, як:

Створіть конструкцію, щоб відчутно досліджувати еквівалентні дроби
Створіть робочий годинник, щоб відпрацювати навички визначення часу
Побудуйте похилу площину, щоб практикувати вимірювання та/або перетворення
Потренуйтеся наносити координати, конструюючи та граючи в гру «Бойові човни».
Закодуйте кількість обертів колеса, необхідних для проїзду робота на певну відстань
Відтворіть історію, використовуючи елементи VEX GO для створення персонажів або налаштувань, щоб продемонструвати розуміння прочитаного
Напишіть запис у журналі про кожну фазу життєвого циклу створеної вами жаби
Створіть і опишіть середовище існування для моторизованої істоти
Напишіть інструкції зі створення того, що ви створили, щоб партнер міг створити те саме

Діаграма, що ілюструє ключові концепції дослідження в освіті, містить позначені розділи та візуальні елементи, які покращують розуміння теми.

Кожен із цих прикладів демонструє способи не лише налаштувати студентів на вивчення STEM, але й використовувати STEM для навчання та розвитку інших навичок. Отримавши додаткові практичні можливості для участі в інтегрованому навчанні, учні можуть «встановлювати більше нейронних зв’язків і надавати більше сенсу навчанню та концепціям, які викладають».¹¹ Чим більше точок дотику в діяльності, тим глибшим може бути навчання. І коли студенти можуть брати участь у відкритих бесідах про свою роботу та відчувати емоційний зв’язок із тим, що вони роблять, їхнє навчання стає ще глибшим.

VEX GO відповідає цілям навчальної програми

Іншими словами, ось деякі ключові критерії оцінювання, які часто використовуються в класах, а також дії, які можна виконати за допомогою VEX GO, щоб узгодити їх.

Мова та грамотність:¹²

Ефективно розмовляє, використовуючи дедалі точніший словниковий запас – Щоразу, коли студенти обговорюють збірку чи проект кодування у своїй групі або діляться своїми знаннями під час перерви в середині гри чи розділу розділу лабораторії STEM (наприклад, розмова про те, як робот повинен перейти, щоб зібрати зразки в Mars Rover – Surface Operations STEM Lab Unit), вони використовують просторову, описову та точну мову, щоб пояснити свої ідеї, зробити прогнози та відповісти на запитання.
Розуміє та інтерпретує або відповідає на художні та науково-дослідні тексти - Intro to Building STEM Lab Unit залучає студентів до історії, щоб дізнатися про функції та функції VEX GO Kit, і проводить їх через їхню першу збірку за допомогою Деталі комплекту. Серія вправ особливостей істоти» пропонує студентам використовувати творчий текст, щоб описати, як їх конструкція пов’язана з особливостями уявного острова.
Пише для різних цілей у різних форматах - Використання VEX GO для друку для підтримки планування шляху та проектної документації разом із коментарями в проекті VEXcode GO, подібному до тих, що використовуються в Parade Float STEM Lab Unit, дозволяє студентам практикувати написання і креслення для детального представлення своїх проектів кодування. Крім того, такі види діяльності, як написання запису в польовому журналі в Fun Frogs STEM Lab Unit дозволяють студентам писати більш творчо, щоб описати свої будівельні проекти.
Збирає та використовує інформацію для дослідницьких цілей - Студенти збирають дані за допомогою діяльності та експериментів, подібних до тих, що проводяться у Simple Machines STEM Lab Unit або Look Alike STEM Lab Unit, а потім використовують цю інформацію для обговорення та відповідей на запитання про їхнє навчання під час перерви в середині гри та розділів Labs.

Математичне мислення:¹³

Застосовує концепції та стратегії для розв’язування математичних задач – Лабораторія Fractions STEM Lab Unit пропонує студентам створити конструкцію та використовувати елементи VEX GO Kit для дослідження еквівалентних дробів шляхом порівняння дробів за розміром.
Спілкується та представляє математичне мислення – Коли учні будують на основі інструкцій зі складання, вони використовують просторову мову, щоб спілкуватися зі своїм партнером щодо частин, їхньої орієнтації, кількості, форми, розміру тощо. У таких заходах, як у лабораторії Ocean Emergency STEM Lab Unit, студенти планують і будують шлях, використовуючи словесні та письмові описи, просторову та числову мову, щоб обговорити, як ефективно закодувати свого робота, щоб він рухався по своєму шляху.
Досліджує та розв’язує просторові проблеми за допомогою маніпуляцій, малюнків і просторової мови – Діяльність з пошуку, як-от Перевертання прапорців, Обертання, і Симетрія дають учням можливість попрактикуватися в симетрії, відображеннях і обертанні. Студенти можуть досліджувати, використовуючи координати для визначення місцезнаходження точок на сітці за допомогою ігор, подібних до тієї, що в Battle Boats STEM Lab Unit.
Використовує інструменти та методи для оцінювання та вимірювання - Кожного разу, коли студенти планують проект із приводу робота VEX GO до певного місця, їм потрібно обробити відстань, необхідну для подорожі, щоб дістатися до місця призначення, і ввести цю оцінку або вимірювання у свій ефективно кодувати. У лабораторії Code Base STEM Lab Unit учні кодують кодову базу для навігації по трасі слалому, кодуючи відстані водіння та повороту в міліметрах, дюймах або градусах.

Діаграма, що ілюструє методології дослідження в освіті, показуючи різні підходи та техніки для ефективного навчання та оцінювання.

Універсальність VEX GO як навчального інструменту дозволяє вчителям інтегрувати STEM у багато областей свого класу, включаючи грамотність і математику. Чи то в навчальному центрі, чи як частина уроку в цілому, VEX GO пропонує вчителям і учням можливість попрактикуватися та отримати відгук про низку основних навичок для підтримки навчання та розвитку. Щоб дізнатися більше про виконавчі функції, просторові та моторні навички та їхній зв’язок із навчанням, перегляньте інтерв’ю з Клер Кемерон, автором книги Hands On, Minds On, у відеотеці PD+.

¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Система вибірки робіт від дошкільного до третього класу: Омнібус. 4-е вид., Pearson, 2001.

² Cameron, Claire E. Hands on, minds on: How izvršnі функції, моторика та просторові навички сприяють готовності до школи. Teachers College Press, 2018.

³ Ді, Томас С. та ін. «Вплив програми «Жодна дитина не залишилася позаду» на учнів, вчителів і школи [з коментарями та обговоренням]». Документи Брукінгса про економічну діяльність (2010): 149-207.

⁴ ² Cameron, Claire E. Hands on, minds on: Як виконавча функція, моторика та просторові навички сприяють готовності до школи. Teachers College Press, 2018.

⁵ Кемерон, Клер Е. Інтерв'ю Джейсона МакКенни. Інтерв’ю з Клер Кемерон, частина 2: Виконавча функція, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function.

⁶ Там само.

⁷Там само.

⁸Cameron, Claire E. Hands on, minds on: How izvršnі функції, моторика та просторові навички сприяють готовності до школи. Teachers College Press, 2018.

⁹ Камерон, Клер Е. Інтерв'ю Джейсона МакКенни. Інтерв’ю з Клер Кемерон, частина 4: Просторові навички, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills.

¹⁰ Камерон, Клер Е. Інтерв’ю Джейсона МакКенни. Інтерв’ю з Клер Кемерон, частина 8: Ключові висновки, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways.

¹¹ Dichtelmiller, Margo L., et. al. Система вибірки робіт від дошкільного до третього класу: Омнібус. 4-е вид., Pearson, 2001.

¹² Там само.