Dạy và học Khoa học Máy tính với VEXcode VR

Sự trỗi dậy của khoa học máy tính trong giáo dục K-12

Giáo dục Khoa học Máy tính đang mở rộng ở Hoa Kỳ và trên toàn cầu khi ngày càng có nhiều hệ thống giáo dục công nhận Khoa học Máy tính là kỹ năng cơ bản của thế kỷ 21. Khoảng 65% sinh viên sẽ làm những công việc chưa tồn tại¹. Học Khoa học Máy tính là một cách hiệu quả² để chuẩn bị cho sinh viên làm việc hôm nay và ngày mai.

Sử dụng VEXcode VR để dạy khoa học máy tính

Nhu cầu động viên và thu hút nhiều sinh viên hơn, đặc biệt là sinh viên thuộc nhóm dân số ít đại diện, đã dẫn đến sự phát triển của nhiều môi trường lập trình³ phong phú⁴⁵. Những môi trường lập trình trực quan này nhằm mục đích tương tác và cũng dạy cho sinh viên các kỹ năng khoa học máy tính cơ bản, chẳng hạn như thuật toán, biến và tính trừu tượng. Nhiều môi trường lập trình khác nhau tồn tại và nghiên cứu⁶ đã cho thấy chúng thành công trong việc giảng dạy khoa học máy tính và STEM. Nghiên cứu cũng cho chúng ta biết rằng có những yếu tố cụ thể⁷ dẫn đến sự thành công của những môi trường trực quan, tương tác này. Những yếu tố này đều đã được áp dụng để phát triển VEXcode VR.

Đầu tiên, VEXcode VR sử dụng lập trình như một phép ẩn dụ mảnh ghép⁸ cung cấp gợi ý cho người dùng về cách thức và vị trí các lệnh có thể được sử dụng. Điều này giúp loại bỏ các lỗi cú pháp phổ biến ở nhiều môi trường và ngôn ngữ lập trình khác.

VEXcode VR khuyến khích sinh viên thử nghiệm và mày mò⁹ với các chương trình của họ, tất cả đều dẫn đến mức độ tương tác cao hơn -- trong 5 tháng đầu tiên kể từ khi VEXcode VR phát hành, đã có hơn 10 triệu dự án được thực hiện. Các ưu điểm khác của VEXcode VR bao gồm khả năng chạy nhanh các dự án, xem kết quả, chỉnh sửa dự án và chạy lại. Vòng phản hồi chặt chẽ¹⁰ này đã được chứng minh là một cách hiệu quả để dạy Khoa học Máy tính.

Giáo trình hiệu quả - Khoa học máy tính cấp 1 của VEX - Blocks với khóa học VEXcode VR

Khoa học Máy tính Cấp - Khối 0 của VEXcode VR là chương trình giảng dạy mà bất cứ ai cũng có thể dạy và mọi người đều có thể học. Được thiết kế dành cho những sinh viên có sở thích và trình độ kinh nghiệm khác nhau, sinh viên học các khái niệm khoa học máy tính cốt lõi khi họ viết mã cho Robot VR. Các bài học và đơn vị trong Khoa học Máy tính Cấp 1 - Khối có VEXcode VRđược thiết kế cho phép học sinh làm việc độc lập qua từng bài học - cho phép thực hiện theo nhiều cách (ví dụ: kết hợp, đồng bộ, không đồng bộ).

Các bài học được giới thiệu với mục tiêu học tập và thiết lập mục tiêu chung. Mục tiêu chung này được thiết lập bằng video giới thiệu ở đầu mỗi bài. Video này thiết lập các lĩnh vực chủ đề, nhiệm vụ và bối cảnh nhiệm vụ giúp giáo viên và học sinh “trên cùng một trang”. Nghiên cứu¹¹ cho chúng ta biết rằng việc đảm bảo rằng học sinh và giáo viên có chung trọng tâm này là một phần quan trọng của việc dạy và học. Hơn nữa, cách tiếp cận này tập trung vào bài học xoay quanh việc học sinh xây dựng cho vấn đề. Trong Khoa học Máy tính Cấp độ 1 - Các khối có VEXcode VR, điểm nhấn là học sinh phải suy nghĩ theo khái niệm thay vì chỉ “đoán và kiểm tra” cách đi đến câu trả lời.

Sau đó, hướng dẫn trực tiếp¹³ giúp học sinh bắt đầu bằng cách cung cấp hướng dẫn từng bước về cách tiếp cận bài học trong mỗi đơn vị. Trình tự học tập cẩn thận này¹⁴ nhấn mạnh sự hiểu biết, thay vì bao quát nhiều chủ đề một cách hời hợt.

Phần còn lại của cấu trúc bài học sử dụng phương pháp giàn giáo một phần¹⁵ để hỗ trợ người học xây dựng giải pháp cho thử thách mã hóa đơn vị. Hướng dẫn trực tiếp được áp dụng trước đây cung cấp tất cả các kỹ năng và khái niệm cần thiết để giải quyết thách thức mã hóa đơn vị. Ví dụ: mỗi bài học đều có các ví dụ về mã chất lượng cao để học sinh sử dụng, nghiên cứu và sửa đổi. Với thử thách viết mã đơn vị, giáo viên có cơ hội xem học sinh có thể áp dụng tốt những gì đã học qua mỗi bài học như thế nào.

Đánh giá quá trình được tích hợp vào từng bài học và bài học, mang đến cho cả học sinh và giáo viên cơ hội kiểm tra mức độ hiểu bài của học sinh và xác định nhu cầu học tập, cho phép nhà giáo dục điều chỉnh việc giảng dạy một cách phù hợp. Đánh giá quá trình cung cấp cho giáo viên phương tiện và cơ hội để có được loại thông tin phù hợp cần thiết cho việc hướng dẫn giảng dạy của họ, từ đó mang lại kết quả học tập cao hơn¹⁶. Ngoài ra, giáo viên sử dụng đánh giá quá trình sẽ được chuẩn bị tốt hơn để đáp ứng nhu cầu đa dạng của học sinh - do đó giúp đạt được kết quả^{ra công bằng} cho học sinh.

Khóa học Khoa học Máy tính cấp 1 - Khối của VEXcode VR và VEXcode VRđược thiết kế để cung cấp cho các lớp học Khoa học Máy tính một chuỗi tài nguyên được kết nối được thiết kế để hỗ trợ tất cả học sinh và lớp học. Hơn nữa, mối liên hệ giữa Khoa học Máy tính và robot rất rõ ràng; học sinh có khả năng lập trình cho robot của mình để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp. Mặc dù việc thực hiện các nhiệm vụ phức tạp có thể là mục đích cuối cùng nhưng phương tiện liên quan đến việc phân tách các nhiệm vụ này thành các phần nhỏ hơn và sau đó lặp đi lặp lại việc xây dựng chúng lại với nhau để tạo ra giải pháp -- tất cả các phần nền tảng của Khoa học Máy tính và Tư duy tính toán.