透過 VEX EXP 在開放式挑戰中學習

在「清潔水任務」等 STEM 實驗室單元中，學生們進入了開放式挑戰的領域。 這些挑戰邀請學生深入研究他們所掌握的概念，以動態、探索性的方式運用他們的知識。 在完成許多介紹性 STEM 實驗室（如尋寶遊戲和城堡破壞者）後，學生們已經打下了堅實的基礎。 他們一直在學習 EXP 的功能，掌握技術元件，並使用排序和變數等概念在 VEXcode 中進行編碼。 當學生面臨第一個開放式挑戰時，他們就具備了應對挑戰所需的工具和理解。 現在，學生們掌握了所有可用的知識並能夠尋找更多信息，他們已經準備好超越之前單元中提供的詳細指導。

開放式挑戰如其字面意思：開放。 學生會面臨一個現實世界的問題和一個解決問題的框架，但他們選擇的路徑將像他們自己的想法一樣多樣化。 各種方法和解決方案才是真正神奇的地方。 這些單元中的學習和發現與活動本身密切相關，並受到課堂環境和文化的影響。¹ 當學生過渡到這些挑戰時，他們開始為未來的學習做好準備，並擴展他們未來潛在的職業生涯。²

在開放式挑戰中學習

學生在開放式挑戰中遵循的三個階段過程旨在促進他們的學習。 這些挑戰旨在推動學生進入 富有成效的鬥爭一個他們可以養成關鍵習慣的空間，如堅持不懈、靈活思維和主動學習。 這種鬥爭可能很艱難，有時會導致學生在重複這個過程時感到沮喪。 介入並提供解決方案可能很誘人，但應對這些挑戰的真正成功在於引導學生提出問題，幫助他們自己應對挫折——提供解決方案是 而不是 。

促進生產鬥爭

課堂環境，包括師生關係，對於支持學生進行有成效的鬥爭起著至關重要的作用。³ 這些鬥爭鼓勵學生面對和拓展他們現有的知識和技能，以及他們表達懷疑和挫折的能力。⁴ 當他們學習 AI 視覺感測器、VEX EXP 組件、現實世界的 STEM、編碼，甚至他們自己的社交情緒技能時，您作為老師的角色就是站在他們旁邊。 透過觀察、檢查和提出有洞察力的問題，您可以確保學生在整個過程中感受到支持和傾聽。⁵

透過發現學習

正如這些開放式挑戰中所呈現的那樣，學生透過積極參與材料和概念的方式，鼓勵探索和探究，透過發現來學習。 這種學習方法使學生能夠掌控自己的教育旅程，因為他們不僅是資訊的接受者，而且是學習過程的積極參與者。 當學生被賦予探索、提出問題和測試假設的自由時，他們會對主題有更深入的理解。 這種類型的學習培養批判性思維和解決問題的能力，因為鼓勵學生進行創造性思考，並在傳統教學中可能不會遇到的概念之間建立聯繫。 這些交叉和連結發生在每個階段內，但當學生開始從一個階段過渡到另一個階段時最為明顯。 

為幫助學生組織開放式挑戰單元而提出的三個階段有助於提供完成挑戰的框架以及鼓勵學生思考自己的想法的框架。 在每個階段，學生將專注於解決問題過程的特定方面，並被指示在繼續之前與您聯繫以獲得批准。 請注意，這並不意味著是一個純粹的線性過程。 當學生發現新問題或旨在完善他們的計劃時，他們將不可避免地在整個挑戰過程中在各個階段之間來回移動。

這些階段的結構迫使學生不斷思考他們知道什麼、不知道什麼、需要學習什麼來完成挑戰的目標。

在第一階段和第二階段之間，學生必須確定如何使用偽代碼將他們的想法轉變為具體計劃。 從想法到偽代碼的成功過渡需要對挑戰以及與執行計劃相關的行為有全面的概念性了解。 這是一件難 事。 這些轉變創造了富有成效的鬥爭以及提出問題和調查的機會。 例如，如果學生不確定使用人工智慧視覺感測器的數據涉及哪些行為或感測器提供哪些數據，那麼學生可以使用先前學到的資源來確定這些行為和數據。

在第 2 階段和第 3 階段之間，學生必須對偽代碼進行概念性理解，並將這些行為轉換為代碼。 這項轉變有多個要素需要學生完成。 第一個元素是偽代碼中行為之間的直接關聯，例如查看紅色巴基球是否在感測器的視野中以及使用「拍攝快照」區塊。 第二個是這些行為的順序。 學生應該對順序有一個初步的想法，但是當他們開始測試和迭代 VEXcode 專案時，這種想法將會改變。 學生們正在努力掌握創建 VEXcode 專案的戰術知識以及如何將偽代碼轉換為條件語句等邏輯元素的概念元素。 同樣，學生在這個過程中不可避免地會遇到困難。 他們需要依靠自己的團隊、可以獲得的資源以及自己的創造力來度過這些令人沮喪的時刻。

如前所述，這些階段本質上是迭代的，並且會重複多次。 請記住，學生可能會對這些過渡或階段之間的不斷迭代感到沮喪 - 沒關係！ 透過發現進行富有成效的鬥爭和學習可能會讓人感到不舒服，但您會在整個旅程中為您的學生提供支持。 如果您想更多地談論富有成效的鬥爭和開放式挑戰單元，請在 PD+ 社區 中分享您的問題或安排 場一對一會議。

有關開放式挑戰和促進這些挑戰的更多信息，請查看每個開放式挑戰單元的促進指南。 您可以在每個 STEM 實驗室單元的教師入口網站中找到便利指南。