Khi học sinh tham gia các hoạt động trong khóa học VEX AIM, họ sử dụng một quy trình tuần hoàn chuyển đổi qua lại giữa việc điều khiển robot bằng Bộ điều khiển VEX One Stick và sau đó mã hóa robot bằng VEXcode AIM. Bài viết này mô tả chu trình, lý do tại sao nó quan trọng và cách thực hiện nó trong lớp học.
Chu trình lái xe và lập trình là gì?
Chu trình điều khiển và lập trình là một quá trình học lặp đi lặp lại, trong đó học sinh đầu tiên sẽ điều khiển robot bằng tay để hoàn thành nhiệm vụ, tạo ra mô hình vật lý về hành vi mong muốn, sau đó sử dụng mô hình này để lập trình. Bằng cách điều khiển robot bằng bộ điều khiển, học sinh có thể trực tiếp trải nghiệm chuyển động và tương tác của robot với các vật thể và môi trường. Những trải nghiệm thực hành này sau đó sẽ hướng dẫn học sinh lập trình robot để chúng hoạt động tự động, với những hiểu biết từ quá trình lập trình sẽ giúp tinh chỉnh các chiến lược lái xe trong tương lai của các em.
Tại sao chu kỳ lại quan trọng?
Nghiên cứu chỉ ra rằng việc kết hợp cả kinh nghiệm cụ thể và biểu diễn trừu tượng sẽ nâng cao đáng kể khả năng học tập so với việc chỉ sử dụng một trong hai phương pháp1. Chu trình cung cấp cho học sinh một quy trình chuyển từ cụ thể sang trừu tượng và ngược lại, để tạo điều kiện giải quyết vấn đề bằng rô-bốt.
Tạo mô hình vật lý bằng cách lái xe
Việc điều khiển robot để hoàn thành nhiệm vụ trước khi lập trình giúp học sinh có cách trực quan, hữu hình để hình dung:
- Cách robot di chuyển trong không gian, bao gồm tốc độ, hướng và bán kính quay vòng.
- Cách robot phản ứng với đầu vào của cảm biến, chẳng hạn như Cảm biến thị giác AI có thể nhận dạng một vật thể nhất định từ khoảng cách nào.
- Cách robot tương tác với các vật thể, chẳng hạn như chướng ngại vật trên sân mà phải tránh hoặc nhặt lên và di chuyển.
- Có thể sử dụng nhiều con đường khác nhau để đạt được cùng một kết quả cuối cùng.
Biểu diễn cụ thể về các hành vi khác nhau của robot sau đó có thể được chuyển thành các khái niệm mã hóa trừu tượng hơn cần thiết để tạo ra một dự án mã hóa thành công. Việc ghi lại những khám phá được thực hiện trong khi lái xe sẽ cung cấp thêm nguồn hỗ trợ để sinh viên tham khảo khi chuyển sang giai đoạn lập trình.
Tạo mô hình tính toán bằng cách mã hóa
Tmô hình vật lý tinh thần mà học sinh tạo ra bằng cách lái xe sau đó có thể áp dụng vào các dự án lập trình của mình. Học sinh có thể bắt đầu bằng những hiểu biết đã phát triển trong khi lái xe để lập kế hoạch và xây dựng dự án lập trình của mình, dự án này sẽ cụ thể hơn khi các em xây dựng dựa trên kinh nghiệm lái xe thực tế và hữu hình. Sau khi học sinh đã thử nghiệm các dự án mã hóa của mình, họ có thể quay lại thế giới thực tế của việc lái xe để lặp lại và cải thiện các dự án.
Việc ghi lại tài liệu về các dự án và mọi thay đổi được thực hiện trong giai đoạn mã hóa của chu kỳ một lần nữa cung cấp cho sinh viên một công cụ siêu nhận thức mà họ có thể sử dụng để hỗ trợ khi lặp lại các dự án mã hóa của mình.
Tạo điều kiện thuận lợi cho Chu kỳ Lái xe và Lập trình
Phần Thực hành có hướng dẫn của mỗi bài học và thử thách trong Khóa học VEX AIM cung cấp hướng dẫn từng bước để cả học sinh và giáo viên tham gia vào phần này của bài học. Có cung cấp liên kết đến các thẻ nhiệm vụ có thể in cho cả phần lái xe và phần mã hóa của chu trình. Để tìm hiểu thêm về cách sử dụng thẻ nhiệm vụ, xem bài viết Sử dụng thẻ nhiệm vụ với học sinh.
Tạo điều kiện cho Giai đoạn lái xe
- Thiết lập kỳ vọng về sự hợp tác để đảm bảo mỗi thành viên trong nhóm đều tham gia vào phần Thực hành có hướng dẫn của bài học. Để biết thêm thông tin về sự cộng tác trong khi lập trình, hãy xem bài viết Sử dụng lập trình theo cặp để cộng tác với sinh viên.
- Chia sẻ thẻ nhiệm vụ lái xe với Học sinh. Đảm bảo tất cả học sinh đều hiểu mục tiêu của nhiệm vụ và thiết lập các trường như được hiển thị trên trang bài học.
- Đi quanh phòng để học sinh lần lượt hoàn thành nhiệm vụ lái xe như đã nêu trên thẻ nhiệm vụ. Học sinh nên sử dụng các câu hỏi thảo luận trên thẻ nhiệm vụ để định hướng cuộc trò chuyện khi lái xe. Khi đến thăm từng nhóm, hãy sử dụng các câu hỏi trong ghi chú của giáo viên để hướng dẫn học sinh xây dựng giả thuyết về cách tốt nhất để bắt đầu lập trình dự án của mình dựa trên kinh nghiệm thực tế của họ.
- Học sinh nên sử dụng tiêu chí thành công và danh sách kiểm tra trên thẻ nhiệm vụ để đảm bảo rằng họ đã hoàn thành phần chủ chốt của Thực hành có hướng dẫn. Sau khi hoàn thành và ghi lại quá trình thực hành của mình bằng cách sử dụng thân câu và hình vẽ ở cuối thẻ nhiệm vụ, họ phải liên hệ với bạn để chia sẻ giả thuyết mà nhóm của họ đã hình thành trong khi lái xe, cùng với bằng chứng họ có để chứng minh cho giả thuyết đó.
Tạo điều kiện cho giai đoạn mã hóa
- Phát thẻ nhiệm vụ mã hóa, nhắc nhở học sinh sử dụng giả thuyết đã thiết lập trong giai đoạn thực hành để bắt đầu xây dựng dự án VEXcode AIM của mình.
- Đi quanh phòng để học sinh lần lượt hoàn thành nhiệm vụ lập trình như được nêu trên thẻ nhiệm vụ. Học sinh nên sử dụng các câu hỏi thảo luận trên thẻ nhiệm vụ để định hướng cuộc trò chuyện khi lập trình. Khi đến thăm từng nhóm, hãy sử dụng các câu hỏi trong ghi chú của giáo viên để đánh giá sự hiểu biết của học sinh về nội dung bài học và hướng dẫn các em đi đến kết luận.
Di chuyển giữa lái xe và lập trình khi cần thiết
Sau khi sinh viên tạo dự án lập trình ban đầu và ghi lại quá trình thử nghiệm trên thẻ nhiệm vụ lập trình, họ nên lặp lại giữa việc lái xe và lập trình để cải thiện dự án của mình nhiều lần nếu cần. Học sinh nên luôn được khuyến khích chọn một ý tưởng để thử nghiệm và cải thiện tại một thời điểm, thay vì thực hiện nhiều thay đổi cùng một lúc. Tiếp tục đi quanh phòng, yêu cầu học sinh giải thích họ đang ở giai đoạn nào của quá trình, những thay đổi nào họ đã thực hiện cho dự án của mình và lý do tại sao.
Bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho chu trình này, giáo viên có thể giúp học sinh tham gia vào các khái niệm mã hóa theo cả cách trừu tượng và cụ thể, thúc đẩy sự hiểu biết sâu sắc hơn. Thông tin chi tiết về việc thực hiện chu trình có thể được tìm thấy trong Khóa học giới thiệu VEX AIM trong PD+.
1 Pashler, Harold, et al. Tổ chức hướng dẫn và học tập để cải thiện việc học của sinh viên (NCER 2007-2004). Trung tâm nghiên cứu giáo dục quốc gia, Hoa Kỳ Bộ Giáo dục, 2007.