使用 VEX EXP 在开放式挑战中学习

在清洁水任务等 STEM 实验室单位，学生进入开放式挑战的境界。 这些挑战让学生深入研究他们已经掌握的概念，并以动态、探索的方式运用他们的知识。 在完成寻宝和城堡摧毁者等许多入门级 STEM 实验室后，学生们已经打下了坚实的基础。 他们一直在学习 EXP 的功能，掌握技术组件，并使用排序和变量等概念在 VEXcode 中进行编码。 当学生面临第一个开放式挑战时，他们已经具备了应对挑战所需的工具和理解。 现在，学生们掌握了所有的知识，并具备了寻找更多信息的能力，他们已经准备好超越以前单元提供的详细指导。

开放式挑战顾名思义就是开放的。 学生们面临一个现实世界的问题和解决问题的框架，但他们选择的道路将像他们自己的思维一样多样化。 这些多样化的方法和解决方案正是真正的奇迹发生的地方。 这些单元中的学习和发现与活动本身息息相关，并受到课堂环境和文化的影响。¹ 当学生过渡到这些挑战时，他们就开始为未来的学习做准备，并进而为他们未来的潜在职业做准备。²

在开放式挑战中学习

学生在开放式挑战中遵循的三阶段过程旨在促进他们的学习。 这些挑战旨在推动学生进行 的斗争在这里他们可以培养毅力、灵活思考和主动学习等重要习惯。 这种挣扎可能会很艰难，有时会导致学生在重复整个过程时感到沮丧。 介入并提供解决方案可能很诱人，但解决这些挑战的真正成功之处在于引导学生提出问题，帮助他们自己克服挫折感——你提供的解决方案是 而不是 。

促进生产斗争

课堂环境，包括师生关系，在支持学生进行富有成效的斗争方面发挥着至关重要的作用。³ 这些斗争鼓励学生面对和扩展他们现有的知识和技能，以及他们表达疑虑和挫折的能力。⁴ 当他们学习人工智能视觉传感器、VEX EXP 组件、现实世界的 STEM、编码，甚至他们自己的社交情感技能时，作为老师，你的角色就是站在他们身边。 通过观察、检查和提出有^{的问题，您可以确保学生在整个过程中感受到支持和倾听。0 5}

通过探索学习

正如这些开放式挑战所呈现的那样，学生通过积极接触材料和概念，以鼓励探索和探究的方式，通过发现进行学习。 这种学习方式让学生掌握自己的教育历程，因为他们不仅仅是信息的接收者，而且是学习过程的积极参与者。 当学生有自由去探索、提问和检验假设时，他们就会对主题有更深入的理解。 这种学习方式可以培养批判性思维和解决问题的能力，因为学生被鼓励创造性地思考，并在传统教学中可能不会遇到的概念之间建立联系。 这些交叉和联系在每个阶段都会发生，但当学生开始从一个阶段过渡到另一个阶段时最为明显。 

在开放式挑战单元中，为帮助组织学生而提出的三个阶段有助于提供完成挑战的框架以及鼓励学生思考的框架。 在每个阶段，学生将专注于解决问题过程的某个特定方面，并被要求在继续之前与您联系以获得批准。 请注意，这并不是一个纯粹的线性过程。 在整个挑战过程中，学生不可避免地会在各个阶段之间来回移动，因为他们会发现新的问题或旨在完善他们的计划。

这些阶段的结构迫使学生不断思考他们知道什么、不知道什么以及需要学习什么才能完成挑战的目标。

在第 1 阶段和第 2 阶段之间，学生必须确定如何使用伪代码将他们的想法转化为具体的计划。 从想法到伪代码的成功转变需要对挑战以及与执行计划相关的行为有透彻的概念性了解。 这是一件难 事。 这些转变创造了富有成效的斗争以及提出疑问和调查的机会。 例如，如果学生不确定使用 AI 视觉传感器的数据涉及哪些行为或传感器提供哪些数据，那么学生可以使用之前学过的资源来确定这些行为和数据。

在第 2 阶段和第 3 阶段之间，学生必须将他们对伪代码的概念理解转化为代码。 这种转变有多个要素需要学生去解决。 第一个元素是它们的伪代码中行为之间的直接关联，例如查看红色巴基球是否在传感器的视野内以及使用“拍摄快照”块。 第二个是这些行为的顺序。 学生应该对序列有一个初步的想法，但当他们开始测试和迭代他们的 VEXcode 项目时，这个想法会发生变化。 学生们正在努力掌握创建 VEXcode 项目的战术知识以及如何将伪代码转换为条件语句等逻辑元素的概念元素。 同样，学生们在这个过程中不可避免地会遇到困难。 他们需要依靠他们的团队、他们可以利用的资源以及他们自己的创造力来度过这些令人沮丧的时刻。

如前所述，这些阶段本质上是迭代的并且将会重复多次。 请记住，学生可能会对这些转变或阶段之间的不断迭代感到沮丧 - 没关系！ 通过探索进行富有成效的奋斗和学习可能会令人不舒服，但您会在整个旅程中支持您的学生。 如果您想进一步谈论富有成效的斗争和开放式挑战单元，请在 PD+ 社区 分享您的问题或安排 一对一会议。

有关开放式挑战及其促进的更多信息，请查看每个开放式挑战单元的促进指南。 可以在每个 STEM 实验室单元的教师门户中找到辅助指南。