使用 VEX GO 支持读写能力和数学思维教学 – VEX 图书馆

通常在小学阶段，重点关注识字和数学教学。虽然拼写、常用词和流利程度对于培养年轻学生的读写能力很重要，但读写能力不仅仅只有这些要素。读写能力还包括口语和听力等语言技能，以及写作所需的视觉和书面技能。¹ 同样，数学事实、计算能力和运算确实是学习数学的基础，但它们只是拼图的一小部分。数学思维包括空间推理和抽象，以及视觉运动技能或连接数字和数量的能力。²

然而，当人们担心读写能力或数学成绩（或缺乏）时，第一反应往往是限制课程——例如，“不让一个孩子掉队”（NCLB）将教学时间分配到数学和阅读上，新问责制度的目标对象。”³虽然此类转变通常是出于好意，但它们不一定考虑学生学习和发展的大局，或者读写能力和数学思维如何随着时间的推移而发展。

执行职能和基本技能

读写能力和数学思维的基础，以及通常被认为是“学校行为”的大部分内容是执行功能、工作记忆、运动技能和空间技能等。⁴ 通常被认为是学校成功的预测因素，但在制定课程时，这些学习的基本组成部分很少在学校中得到时间或空间，更不用说嵌入识字或数学教学中了。然而，众所周知，空间技能是数学成绩的预测因素，运动技能是写作的先决条件，而执行功能使学生能够专注于阅读文章、解码不熟悉的单词并理解句子的含义。⁵

执行功能一词涵盖了许多技能和过程，包括自我控制（如停止冲动并做其他事情）、认知灵活性（如从一项活动转移或切换到另一项活动）和工作记忆（保持在我们使用信息时跟踪信息）。⁶ 与执行功能相关的是运动和空间技能，以及运动和我们对物体及其运动的感知的潜在认知过程。⁷ 所有这些都涉及学生在课堂环境中的学习，特别是识字和数学的发展。⁸

上下文中的执行功能

例如，考虑一个学生坐在课桌前阅读句子并写出答案的任务。

学生需要具备运动技能，才能在课桌上保持直立坐姿的核心稳定性，以及握持、抓握和控制铅笔以便书写的精细运动技能。
需要空间技能才能将书面答案定位在纸上的线上，并在给定的空间内书写清晰的字母。视觉空间技能对于学生将他们的写作包含在纸上，而不是注销它，或者随着他们的写作从一行移动到下一行是必要的。
需要工作记忆来阅读和理解句子，以便准确地做出反应。
自我控制对于学生专注于手头的任务是必要的，而不是起床去做一些让他们更兴奋的事情，或者幻想放学后要做什么。
认知灵活性涉及正确应用语音和语言知识（例如“bus”的复数是“busses”，而“day”的复数是“days”），以准确地阅读句子并写出适当且可读的答案。⁹

数学也出现了类似的模式，学生需要解释数字，将其牢记在心，进行计算并写出准确的答案。一旦涉及到应用题，阅读、解释问题以及应用语言和数感来计算和写出正确答案的认知负荷就会增加这些基本技能的重要性。好消息是，诸如空间技能之类的事情可以通过练习和反馈来提高，¹⁰ 并且可以通过多种方式进行练习 - 包括构建、编码以及使用 VEX GO 参与 STEM 实践学习。

基础技能、执行功能和 VEX GO

使用 VEX GO 进行构建涉及入学准备以及读写和数学发展的许多基本技能。例如，考虑根据构建指令构建代码库机器人的任务。实现这一目标需要考虑很多因素，包括：

需要精细的运动技能才能将各个部分拾起并有效地将它们连接在一起。如果使用大头针工具，则需要使用运动技能来操纵该工具来完成诸如成功移除大头针之类的操作。
需要空间技能才能将手中的真实部件与构建说明中的部件图相匹配。感知技能用于移动和转动部件以匹配图表的角度和方向。
需要视觉空间技能来知道如何、何时、何地将机器人的各个部分连接在一起进行构建。空间工作记忆涉及将各个部分连接到正确的位置，这也可能涉及转换技能。
需要语言和听力技能来遵循给出的多步骤说明，并具有自我控制能力来完成任务、遵循构建说明并与合作伙伴一起工作。空间语言用于描述建筑过程中各部分如何组合在一起。
计算技能用于为每个步骤选择正确的部件数量，以及空间语言来描述它们如何组合在一起。
需要认知灵活性和视觉空间技能来确定如何修复构建（如果构建未按预期进行），或者继续进行构建过程的下一部分。

一旦我们对机器人进行了编码，使其能够在场地上从一个位置行驶到另一个位置，这些技能就会通过其他方式得到加强，包括：

需要空间技能才能将字段和代码库设置在正确的位置和方向。空间语言用于描述任务，或者机器人行驶到正确位置所需的运动方向。
规划机器人的路径需要视觉空间技能。这与写作所需的运动和空间技能相结合，将计划记录在可打印的文件上。
需要具备运动技能才能打开机器人，并使用该设备和 VEXcode GO 连接块并将其拖放到项目中。
在 VEXcode GO 中构建项目需要工作记忆和运动技能，以便对机器人进行编码以匹配计划。学生必须记住每个模块的作用，以及如何将它们连接起来以创建完成手头任务的序列。
计算技能用于在模块中输入正确的参数以实现所需的行为（即将[Drive for]模块的参数更改为300mm，以使机器人驱动给定的距离）。
需要语言和听力技能来遵循给出的多步骤指令，并具有自我控制能力，以专注于给定的任务并与合作伙伴一起解决问题。
如果机器人没有按预期移动，或者继续进行编码挑战的下一部分，需要认知灵活性和视觉空间技能来确定如何调试项目。

构建和编码机器人来完成任务的活动不仅包含许多基础技能，VEX GO 还可以用来强化特定的学术技能，并利用实践经验的动机和参与来支持其他领域的学习。地区。上述所有实践仍然得到解决，并且当使用 VEX GO 材料执行以下操作时，还可以通过读写或数学技能得到增强：

创建一个构建，以有形的方式探索等价分数
搭建一个功能正常的时钟来练习报时技巧
构建一个斜面来练习测量和/或转换
通过构建和玩“BattleBoats”游戏来练习绘制坐标
编码驱动机器人行驶特定距离所需的轮圈数
使用 VEX GO 组件构建角色或场景来重演一个故事，以展示阅读理解能力
写一个关于您所建造的青蛙生命周期的每个阶段的日志条目
创建并描述机动生物居住的栖息地
为您构建的内容编写构建说明，以便合作伙伴可以创建相同的内容

这些例子不仅展示了如何帮助学生学习 STEM，还展示了如何使用 STEM 来学习和发展其他技能。当给予学生额外的实践机会来参与综合学习时，学生能够“建立更多的神经联系，并为学习和所教授的概念赋予更多意义”。¹¹ 活动中的接触点越多，学习就越深入。当学生能够就他们的工作进行开放式对话，并与他们正在做的事情建立情感联系时，他们的学习就会更加深入。

VEX GO 与课程目标保持一致

换句话说，这里有一些在课堂上经常使用的关键评估标准，以及可以使用 VEX GO 完成的活动来适应这些标准。

语言和读写能力：¹²

使用越来越精确的词汇进行有效的交谈 - 每次学生在小组内讨论构建或编码项目，或在 STEM 实验室单元的中场休息或分享部分分享他们的学习内容时（例如谈论机器人需要如何前往火星探测器 - 表面操作 STEM 实验室单元收集样本），他们使用空间、描述性和精确的语言来解释他们的想法、做出预测并回答问题。
理解、解释或回应小说和非小说文本 - 让学生参与故事，了解 VEX GO 套件的特性和功能，并引导他们使用套件件。生物特征活动系列让学生使用创意写作来描述他们的建筑如何与想象中的岛屿的特征联系起来。
以不同的格式为不同的目的进行写作 - 使用 VEX GO 打印文件来支持路径规划和项目文档，以及 VEXcode GO 项目中的注释，如 Parade Float STEM 实验室单元中使用的注释，让学生练习写作并用绘图详细地表示他们的编码项目。此外，在 Fun Frogs STEM 实验室第单元中撰写实地日记条目等活动使学生能够更有创意地撰写来描述他们的建筑项目。
出于研究目的收集和使用信息 - 学生通过 Simple Machines STEM Lab Unit 或 Look Alike STEM Lab Unit等活动和实验收集数据，然后使用该信息为他们的讨论提供信息并回答问题关于他们在实验室的中场休息和分享部分的学习。

数学思维：¹³

应用概念和策略来解决数学问题 - 分数 STEM 实验室单元让学生构建一个模型，并使用 VEX GO 套件部件通过按大小比较分数来探索等效分数。
交流和表达数学思维 - 当学生根据拼搭说明进行拼搭时，他们使用空间语言与伙伴就拼块、拼块的方向、数量、形状、尺寸等进行交流。在海洋紧急情况 STEM 实验室单元等活动中，学生计划并构建一条路径，使用口头和书面描述、空间和数字语言来讨论如何有效地对机器人进行编码以使其在路径上行驶。
使用操作、绘画和空间语言探索和解决空间问题 - 发现活动，如翻转旗帜、旋转它、和对称为学生提供对称、反射和旋转的练习。学生可以通过 Battle Boats STEM 实验室单元中的游戏等游戏探索如何使用坐标来定位网格上的点。
使用工具和技术来估计和测量 - 每次学生计划一个将 VEX GO 机器人驱动到特定位置的项目时，他们需要处理到达目的地所需的距离，并将该估计或测量结果输入到他们的计算机中有效地编码。在代码库 STEM 实验室单元中，学生对代码库进行编码，通过以毫米、英寸或度为单位编码驾驶和转弯距离来导航回转路线。

VEX GO 作为教学工具的多功能性使教师能够将 STEM 融入课堂的许多领域，包括识字和数学。无论是在学习中心，还是作为全班课程的一部分，VEX GO 都为教师和学生提供了获得大量基础技能练习和反馈的机会，以支持学习和发展。要了解有关执行功能、空间和运动技能及其与学习的联系的更多信息，请观看 PD+ 视频库中《动手，用心》作者克莱尔·卡梅伦的次访谈。

¹ Dichtelmiller、Margo L. 等。等人。学前班至三年级的工作抽样系统：综合指南。第 4 版，皮尔逊出版社，2001 年。

² Cameron, Claire E. 动手，思考：执行功能、运动和空间技能如何促进入学准备。师范学院出版社，2018。

³ Dee、Thomas S. 等人。 ““不让一个孩子掉队”对学生、教师和学校的影响[附评论和讨论]。布鲁金斯经济活动论文（2010 年）：149-207。

⁴ ² Cameron, Claire E. 动手，思考：执行功能、运动和空间技能如何促进入学准备。师范学院出版社，2018。

⁵ 卡梅伦，克莱尔 E。贾森·麦肯纳采访。克莱尔·卡梅伦访谈第 2 部分：执行职能，2022 年，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function。

⁶ 同上。

⁷同上。

⁸Cameron, Claire E. 动手，思考：执行功能、运动和空间技能如何促进入学准备。师范学院出版社，2018。

⁹ 卡梅伦，克莱尔 E。贾森·麦肯纳采访。克莱尔·卡梅伦访谈第 4 部分：空间技能，2022 年，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills。

¹⁰ 卡梅伦，克莱尔 E。贾森·麦肯纳采访。 克莱尔·卡梅伦访谈第 8 部分：关键要点，2022 年 ，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways。

¹¹ Dichtelmiller，Margo L.，等。等人。学前班至三年级的工作抽样系统：综合指南。第 4 版，皮尔逊出版社，2001 年。

¹² 同上。