使用 VEXcode VR 教授和学习计算机科学

计算机科学在 K-12 教育中的兴起

随着越来越多的教育系统认识到计算机科学是 21 世纪的一项基本技能，计算机科学教育正在美国和全球范围内不断扩大。 大约 65% 的学生将从事尚不存在的工作¹。 学习计算机科学是让学生为今天和明天的工作做好准备的有效方法²。

使用 VEXcode VR 教授计算机科学

激励和吸引更多学生的需要，特别是来自弱势群体的学生，导致了许多³ 丰富⁴ 编程⁵ 环境的发展。 这些可视化编程环境旨在实现交互式，并教授学生基本的计算机科学技能，例如算法、变量和抽象。 存在许多不同的编程环境，研究⁶ 表明它们在教授计算机科学和 STEM 方面取得了成功。 研究还告诉我们，有一些特定的元素⁷ 可以导致这些交互式视觉环境的成功。 这些元素都被应用到了VEXcode VR 的开发中。

首先，VEXcode VR 使用编程作为拼图⁸ 隐喻，为用户提供有关如何以及在何处使用命令的提示。 这消除了许多其他编程语言和环境中常见的语法错误。

VEXcode VR 鼓励学生对他们的程序进行实验和修补⁹ ，所有这些都会带来更高的参与度 - 在 VEXcode VR 发布的前 5 个月内，已经有超过 1000 万个项目运行。 VEXcode VR 的其他优势包括能够快速运行项目、查看结果、编辑项目并再次运行。 这种紧密的反馈循环¹⁰ 已被证明是教授计算机科学的有效方法。

有效的课程 - VEX 的计算机科学 1 级 - VEXcode VR 模块课程

VEX 的 计算机科学 1 级 - Blocks with VEXcode VR 是任何人都可以教授、每个人都可以学习的课程。 专为不同兴趣和经验水平的学生而设计，学生在编写 VR 机器人代码时学习核心计算机科学概念。 计算机科学 1 级 - 使用 VEXcode VR的块中的课程和单元旨在允许学生独立完成每节课 - 允许以多种方式实施（例如混合、同步、异步）。

课程的介绍包括学习目标和共同目标的建立。 这个共同目标是通过每个单元开头的介绍性视频来建立的。 该视频设置了主题区域、任务和任务上下文，使教师和学生“达成共识”。 研究¹¹ 告诉我们，确保学生和教师有同样的关注点是教学的重要组成部分。 此外，这种方法将课程围绕学生构建问题解决方案¹² 展开。 在 计算机科学 1 级 - 使用 VEXcode VR 构建块中，重点是学生进行概念性思考，而不是仅仅“猜测和检查”他们的答案。

然后，直接指导¹³ 通过提供有关如何学习每个单元中的课程的分步指导来帮助学生入门。 这种仔细的学习顺序¹⁴ 强调理解，而不是肤浅地涵盖多个主题。

课程结构的其余部分使用部分脚手架方法¹⁵ 来帮助学习者构建单元编码挑战的解决方案。 之前应用的直接指导突出了解决单元编码挑战所需的所有技能和概念。 例如，每节课都包含高质量的代码示例，供学生使用、学习和修改。 通过单元编码挑战，教师有机会了解学生在每节课中应用所学知识的情况。

形成性评估内置于每节课和每单元中，为学生和教师提供了检查学生理解情况和确定学习需求的机会，使教育工作者能够适当调整教学。 形成性评估为教师提供了获取指导教学所需的正确信息类型的方法和机会，从而取得更高的学习成果¹⁶。 此外，使用形成性评估的教师可以更好地满足不同学生的需求，从而有助于实现¹⁷ 更公平的学生成绩。

VEXcode VR 和 VEX 的 计算机科学 1 级 - VEXcode VR模块课程旨在为计算机科学教室提供一系列相互连接的资源，旨在支持所有学生和教室。 此外，计算机科学和机器人技术之间的联系是显而易见的。学生有能力对机器人进行编程以执行复杂的任务。 虽然复杂任务的执行可能是最终目的，但方法包括将这些任务分解为更小的部分，然后迭代地将它们构建在一起以创建解决方案——所有这些都是计算机科学和计算思维的基石部分。