當學生參與 VEX AIM 課程的活動時，他們使用一個循環過程，在使用 VEX One Stick 控制器驅動機器人和使用 VEXcode AIM 對機器人進行編碼之間來回移動。 本文介紹了這個循環、其重要性以及如何在課堂上促進其發展。
駕駛和編碼的循環是什麼？
駕駛和編碼的循環是一個迭代學習過程，學生首先手動駕駛機器人完成任務，創建所需行為的物理模型，然後使用該模型來指導他們的編碼。 透過使用控制器驅動機器人，學生可以直接體驗機器人的運動以及與物體和環境的互動。 這些實踐經驗可以指導學生對機器人進行編碼，使其自主運行，並從編碼中獲得的見解反過來完善他們未來的駕駛策略。
為什麼週期很重要？
研究表明，與單獨使用其中一種方式相比，將具體經驗與抽象表述相結合可以顯著提高學習效果1。 這個循環為學生提供了從具體到抽象再回到具體的過程，以方便使用機器人解決問題。
透過駕駛創建物理模型
在編碼之前驅動機器人完成一項任務，為學生提供了一種親身實踐、切實可行的視覺化方式：
- 機器人在空間中的移動方式，包括速度、方向和轉彎半徑。
- 機器人如何回應感測器輸入，例如 AI 視覺感測器可以在多遠的距離內識別某個物體。
- 機器人如何與物體互動，例如必須避開或拾起並移動的場地上的障礙物。
- 如何使用不同的路徑來達到相同的最終結果。
然後，可以將不同機器人行為的具體表示轉化為創建成功的編碼專案所需的更抽象的編碼概念。 記錄駕駛過程中的發現可以為學生在進入編碼階段時提供額外的參考支援。
透過編碼創建計算模型
T學生透過駕駛創建的物理心理模型可以應用到他們的編碼專案中。 學生可以從他們在駕駛時獲得的理解開始，以規劃和建構他們的編碼項目，由於他們建立在現實世界和切實的駕駛經驗的基礎上，因此該項目變得更加具體。 一旦學生測試了他們的編碼項目，他們就可以回到具體的駕駛世界，以幫助他們迭代和改進他們的項目。
記錄專案及其在周期編碼階段所做的任何更改再次為學生提供了一種元認知工具，他們可以使用該工具來幫助他們迭代編碼專案。
促進駕駛和編碼循環
VEX AIM 課程中每節課和單元挑戰的指導練習部分為學生和老師參與這部分課程提供了逐步指導。 提供了可列印的循環驅動部分和編碼循環任務卡的連結。 要了解有關使用任務卡的更多信息， 參閱與學生一起使用任務卡文章。
促進駕駛階段
- 建立合作期望，以確保每個小組成員都參與課程的指導練習部分。 有關編碼時協作的更多信息，請參閱 使用結對程式設計進行學生協作 文章。
- 與學生分享駕駛任務卡。 確保所有學生都了解任務的目標，並已按照課程頁面所示設定了他們的欄位。
- 在房間裡走動，學生輪流完成任務卡上列出的駕駛任務。 學生應該使用任務卡上的討論問題來指導他們開車時的對話。 當您訪問每個小組時，請使用所提供的教師筆記中的問題來指導學生根據他們的駕駛經驗，提出關於開始編碼專案的最佳方法的假設。
- 學生應使用任務卡上的成功標準和清單來確保他們已經完成指導練習的驅動部分。 一旦他們完成了這些，並使用句子詞幹和在任務卡底部繪圖記錄他們的練習，他們必須與您聯繫，分享他們的小組在駕駛過程中形成的假設，以及他們必須支持該假設的證據。
促進編碼階段
- 分發編碼任務卡，提醒學生使用他們在駕駛階段建立的假設開始建立他們的 VEXcode AIM 專案。
- 在房間裡走動，學生輪流完成任務卡上列出的編碼任務。 學生應該使用任務卡上的討論問題來指導他們編碼時的對話。 當您訪問每個小組時，請使用所提供的教師筆記中的問題來讓學生了解課程內容並引導他們得出結論。
根據需要在駕駛和編碼之間切換
一旦學生創建了他們的初始編碼項目，並在他們的編碼任務卡上記錄了他們的測試，他們就應該在駕駛和編碼之間來回迭代，以根據需要多次改進他們的項目。 應該始終鼓勵學生每次選擇一個想法進行測試和改進，而不是一次做出許多改變。 繼續在房間裡走動，要求學生解釋他們處於這個過程的哪個階段，他們對專案做了哪些更改以及為什麼做更改。
透過有效地促進這個循環，教師可以幫助學生以抽象和具體的方式接觸程式設計概念，從而促進更深入的理解。 有關實施該循環的詳細信息，請參閱 PD+ 中的 VEX AIM 入門課程（即將推出）。
1 Pashler，Harold 等人。 組織教學與學習以提升學生學習能力 （NCER 2007-2004）。 美國國家教育研究中心 教育部，2007年。