利用課程設計提高 STEM 和電腦科學的可近性

像 CSforAll 這樣的運動正在尋求解決電腦科學領域的公平和包容性問題。 CSTA Voice 最近發表了一篇文章,重點介紹了殘疾學生在得到考慮和支持時如何在電腦科學課程中取得成功。

「當學生獲得適當的支援和可用的工具/課程時,他們就能取得成功。 然而,對殘疾學生的包容往往受到低期望以及教學和無障礙障礙的阻礙,這些障礙使他們無法充分融入。” 

- Andrew Bennett,Maya Israel,博士, & Johnny Delgado,使用 UDL4CS 互動表提高課堂的無障礙性

本文接著介紹了 CSTA 的新 UDL4CS 互動式表 資源,以及如何使用它來支援電腦科學課堂的可近性。 重點是製定課程和教學,為學生提供以多種方式學習、呈現和獲取知識的選擇。 他們概述了“成功實施的五個步驟”,作為如何充分利用課堂體驗來支持所有學習者的指南。

  1. 設立明確的目標
  2. 預測學習者的需求和障礙
  3. 可衡量的成果和評估計劃
  4. 教學經驗
  5. 反映

整個 STEM 實驗室的設計與這些步驟以及為支持不同學習者而建議的可訪問性考慮因素非常一致。 下表顯示了 STEM 實驗室支持此實施過程的一些方式。

通用學習設計 (UDL) 步驟 參與-玩耍-分享 STEM 實驗室
VEX 123 &VEX GO
學習-實踐-競爭 STEM 實驗室
VEX IQ(第二代) & VEX EXP
VEX CTE Workcell
課程
1. 設立明確的目標

STEM 實驗室「遊戲」部分中的每項活動都以動畫和解釋開始,幫助教師和學生建立有關該活動的明確目標。

圖像、動畫和文字提供了實現目標並進行交流的選項,以確保所有學生都知道對他們的期望。

IQ 第二代和 EXP STEM 實驗室從班級目標設定開始。 在觀看實驗室最終遊戲的動畫並進行討論後,學生和教師共同製定並記錄明確的學習目標。

影片、動畫、討論和工程筆記本文件為學生提供了存取和交流其目標的選項。

VEX CTE Workcell 課程中每個單元的介紹都是從學生與老師共同創建學習目標開始的,並將這些目標記錄在他們的工程筆記本中。 這些學習目標指導學生在整個單元中實現目標,並在每個單元結束時的報告對話中用於以學生為中心的評估。

2. 預測學習者的需求和障礙

STEM 實驗室的「參與」部分提供了一種獲取學生先前知識並以低風險方式彌合任何知識差距的方法,為實驗室活動做好準備。

每個單元的背景資訊使教師能夠預測他們和學生可能存在的知識差距,並透過描述性資訊與學生分享以消除障礙。

IQ 和 EXP STEM 實驗室的學習部分包括面向學生的帶字幕教學視頻,旨在幫助學生獲取有關特定主題的先驗知識,並以低風險的方式彌合任何知識差距。

每個影片都附有講義,提供存取材料的附加選項以及形成性評估問題。 學生可以隨時查看和重新訪問這些內容,以節省成功學習所需的時間。

每個單元都提供了學生參與度問題。 他們讓學生有機會評估自己對課程中概念的理解以及他們在實現學習目標方面的進展,並向老師傳達任何需求或障礙,以便能夠及時調整教學。

每個單元附帶的教師便利指南提供了重新教學和擴展單元的建議,以滿足學習者的需求。

3. 可衡量的成果和評估計劃

STEM 實驗室的目標、標準和摘要部分提供有關如何透過實驗室活動達到標準的資訊。 此外,還提供了相應的實驗室活動和評估目標,以確保學生在實驗室期間達到學習目標。

學生以不同的方式分享他們的學習內容,從討論到專案共享,提供表達選項來支持不同的學習者。

每節課的「競爭」部分為學生提供了一種動手、協作的方式,透過玩本課的迷你遊戲來展示他們的學習成果。 學生知道他們想要完成什麼,教師可以透過查看機器人在遊戲中的行為來輕鬆了解他們是否達到了課程目標。

工程筆記本充當學習文檔,並為學生提供多媒體選項,幫助他們以自己喜歡的方式展示他們的學習過程。

學生在工程筆記本中建立和記錄的學習目標提供了可衡量的成果。 然後,學生在本單元結束時的「整合」活動中展現對這些目標的理解。 

最後,在報告談話中,學生和老師一起反思學習目標,衡量學生在每個目標上的進步。

4. 教學經驗

STEM 實驗室的「遊戲」部分提供瞭如何為學生建模活動的逐步說明,以及支持差異化和促進小組合作的提示。

學生分組完成實驗室活動,讓他們按照自己的步調進行工作,並向教師提供如何透過額外練習、挑戰等來支持學習者的資訊。

此外,單元概述中的進度指南提供了調整和擴展單元的具體方法,以最好地滿足所有學生的學習需求。

每節課和最終遊戲的練習和競爭週期允許學生分組工作,並根據他們選擇的遊戲組成部分或學習目標來客製化他們的競爭策略。 這種如何透過遊戲來表達學習的聲音和選擇為學生參與提供了多種選擇,從工程筆記本中的記錄到機器人構建或代碼的迭代,再到偵察和指導團隊協作等等。

整個實驗室對協作和團隊合作的重視促進了所有學生的包容性,實驗室說明中也給出了支持包容性對話的戰術策略。

CTE Workcell 課程中的課程高度結構化,為學生提供清晰、逐步、學生導向的指導,他們可以按照自己的進度遵循。 

學生參與度問題讓學生在他們的教學體驗中發揮作用,因為他們表達了他們對學習的感受以及他們需要什麼才能在整個課程中繼續學習。

每個單元中的綜合活動為學生提供了表達意見和選擇解決編碼問題的方式。 這在 Capstone 中達到頂峰,學生使用工程設計流程來完成開放式挑戰。

5. 反映

實驗室的中場休息和分享部分旨在為學生提供反思機會,以多種方式檢查和表達他們的學習和問題。

討論提示與演示和項目共享相結合,為學生提供瞭如何以最能滿足其需求的方式表達學習的選擇。

本單元結束時的報告對話為學生提供了一個機會,根據學習目標和討論提示與老師分享他們的學習成果。

學生可以透過滿足自己需求的方式參與這次會議——從多媒體演示到書面回复,再到展示和講述他們的工程筆記本。

每個單元結束時的報告對話為學生提供了使用工程筆記本中的文件反思和分享學習內容的機會。 

當學生完成 Capstone 後,學生將在整個課程中查看工程筆記本中的文檔,並使用這些資訊創建他們選擇的反思工件來分享他們的學習成果。

電腦科學和 STEM 的包容性是一個重要問題,我們可以在教授的每一節課中逐步努力解決這個問題。 在 VEX,我們正在努力幫助所有教師和學生實現漸進式的改進。 想要了解有關此處提到的 CSTA 資源的更多資訊? 訪問 CSTA 並成為會員。


參考

貝內特、安德魯等人。 “利用 UDL4CS 互動桌提高課堂的無障礙性。” 電腦科學教師協會,CSTA Voice,2023 年 1 月 13 日,https://csteachers.org/Stories/improving-accessibility-in-the-classroom-with-the-udl4cs-interactive-table。

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