当学生参与 VEX AIM 课程的活动时,他们使用一个循环过程,在使用 VEX One Stick 控制器驱动机器人和使用 VEXcode AIM 对机器人进行编码之间来回移动。 本文介绍了该循环、其重要性以及如何在课堂上促进其发展。

驾驶和编码的循环是什么?

驾驶和编码的循环是一个迭代学习过程,学生首先手动驾驶机器人完成任务,创建所需行为的物理模型,然后使用该模型来指导他们的编码。 通过使用控制器驱动机器人,学生可以直接体验机器人的运动以及与物体和环境的互动。 这些实践经验可以指导学生对机器人进行编码,使其自主运行,并从编码中获得的见解反过来完善他们未来的驾驶策略。

为什么周期很重要?

研究表明,与单独使用其中一种方式相比,将具体经验与抽象表述相结合可以显著提高学习效果1该循环为学生提供了从具体到抽象再回到具体的过程,以方便使用机器人解决问题

通过驾驶创建物理模型

在编码之前驱动机器人完成一项任务,为学生提供了一种亲身实践、切实可行的可视化方式:

  • 机器人在空间中的移动方式,包括速度、方向和转弯半径。
  • 机器人如何响应传感器输入,例如 AI 视觉传感器可以在多远的距离内识别某个物体。
  • 机器人如何与物体互动,例如必须避开或拾起并移动的场地上的障碍物。
  • 如何使用不同的路径来达到相同的最终结果。

然后,可以将不同机器人行为的具体表示转化为创建成功的编码项目所需的更抽象的编码概念。 记录驾驶过程中的发现可以为学生在进入编码阶段时提供额外的参考支持。

通过编码创建计算模型

T学生通过驾驶创建的物理心理模型可以应用到他们的编码项目中。 学生可以从他们在驾驶过程中形成的理解开始,以规划和构建他们的编码项目,由于他们建立在现实世界和切实的驾驶经验的基础上,因此该项目变得更加具体。 一旦学生测试了他们的编码项目,他们就可以回到具体的驾驶世界,以帮助他们迭代和改进他们的项目。

记录项目及其在周期编码阶段所做的任何更改再次为学生提供了一种元认知工具,他们可以使用该工具来帮助他们迭代编码项目。

促进驾驶和编码循环 

VEX AIM 课程中每节课和单元挑战的指导练习部分为学生和老师参与这部分课程提供了分步指导。 提供了可打印的循环驱动部分和编码循环任务卡的链接。 要了解有关使用任务卡的更多信息, 请参阅与学生一起使用任务卡文章

促进驾驶阶段

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  1. 建立合作期望,以确保每个小组成员都参与课程的指导练习部分。 有关编码时协作的更多信息,请参阅 使用结对编程进行学生协作 文章。
  2. 与学生分享驾驶任务卡。 确保所有学生都了解任务的目标,并已按照课程页面所示设置了他们的字段。 
  3. 在房间里走动,学生们轮流完成任务卡上列出的驾驶任务。 学生应该使用任务卡上的讨论问题来指导他们开车时的对话。 当您访问每个小组时,请使用所提供的教师笔记中的问题来指导学生根据他们的驾驶经验,提出关于开始编码项目的最佳方法的假设。 
  4. 学生应使用任务卡上的成功标准和清单来确保他们已经完成指导练习的驱动部分。 一旦他们完成了这些,并使用句子词干和在任务卡底部绘图记录他们的练习,他们必须与您联系,分享他们的小组在驾驶过程中形成的假设,以及他们必须支持该假设的证据。

促进编码阶段

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  1. 分发编码任务卡,提醒学生使用他们在驾驶阶段建立的假设开始构建他们的 VEXcode AIM 项目。
  2. 在房间里走动,学生轮流完成任务卡上列出的编码任务。 学生应该使用任务卡上的讨论问题来指导他们编码时的对话。 当您访问每个小组时,请使用所提供的教师笔记中的问题来让学生了解课程内容并引导他们得出结论。

根据需要在驾驶和编码之间切换

一旦学生创建了他们的初始编码项目,并在他们的编码任务卡上记录了他们的测试,他们就应该在驾驶和编码之间来回迭代,以根据需要多次改进他们的项目。 应该始终鼓励学生每次选择一个想法进行测试和改进,而不是一次做出许多改变。 继续在房间里走动,要求学生解释他们处于这个过程的哪个阶段,他们对项目做了哪些更改以及为什么做更改。 

通过有效地促进这一循环,教师可以帮助学生以抽象和具体的方式接触编码概念,从而促进更深入的理解。 有关实施该循环的详细信息,请参阅 PD+ 中的 VEX AIM 入门课程(即将推出)

1 Pashler, Harold 等人 组织教学和学习以提高学生学习能力 (NCER 2007-2004)。 美国国家教育研究中心 教育部,2007年。

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