使用 VEX GO 支援讀寫能力和數學思維教學 – VEX 庫

通常在小學階段，重點在於識字和數學教學。雖然拼字、常見字詞和流暢度對於培養年輕學生的讀寫能力很重要，但讀寫能力不隻隻有這些要素。讀寫能力還包括口語和聽力等語言技能，以及寫作所需的視覺和書面技能。¹ 同樣，數學事實、計算能力和運算確實是學習數學的基礎，但它們只是拼圖的一小部分。數學思維包括空間推理和抽象，以及視覺運動技能或連結數字和數量的能力。²

然而，當人們擔心讀寫能力或數學成績（或缺乏）時，第一個反應往往是限制課程——例如，「不讓一個孩子掉隊」（NCLB）將教學時間分配到數學和閱讀上，新問責制度的目標對象。”³雖然此類轉變通常是出於好意，但它們不一定考慮學生學習和發展的大局，或者讀寫能力和數學思維如何隨著時間的推移而發展。

執行職能和基本技能

讀寫能力和數學思維的基礎，以及通常被認為是「學校行為」的大部分內容是執行功能、工作記憶、運動技能和空間技能等。⁴ 通常被認為是學校成功的預測因素，但在製定課程時，這些學習的基本組成部分很少在學校中得到時間或空間，更不用說嵌入識字或數學教學中了。然而，眾所周知，空間技能是數學成績的預測因素，運動技能是寫作的先決條件，而執行功能使學生能夠專注於閱讀文章、解碼不熟悉的單字並理解句子的含義。⁵

執行功能一詞涵蓋了許多技能和過程，包括自我控制（如停止衝動並做其他事情）、認知靈活性（如從一項活動轉移或切換到另一項活動）和工作記憶（保持在我們使用資訊時追蹤資訊）。⁶ 與執行功能相關的是運動和空間技能，以及運動和我們對物體及其運動的感知的潛在認知過程。⁷ 所有這些都涉及學生在課堂環境中的學習，特別是識字和數學的發展。⁸

上下文中的執行功能

例如，考慮一個學生坐在課桌前閱讀句子並寫出答案的任務。

學生需要具備運動技能，才能在課桌上保持直立坐姿的核心穩定性，以及握持、抓握和控制鉛筆以便書寫的精細運動技能。
需要空間技能才能將書面答案定位在紙上的線上，並在給定的空間內書寫清晰的字母。視覺空間技能對於學生將他們的寫作包含在紙上，而不是註銷它，或者隨著他們的寫作從一行移動到下一行是必要的。
需要工作記憶來閱讀和理解句子，以便準確地做出反應。
自我控制對於學生專注於手邊的任務是必要的，而不是起床去做一些讓他們更興奮的事情，或幻想放學後要做什麼。
認知靈活性涉及正確應用語音和語言知識（例如“bus”的複數是“busses”，而“day”的複數是“days”），以準確地閱讀句子並寫出適當且可讀的答案。⁹

數學也出現了類似的模式，學生需要解釋數字，將其牢記在心，進行計算並寫出準確的答案。一旦涉及應用題，閱讀、解釋問題以及應用語言和數感來計算和寫出正確答案的認知負荷就會增加這些基本技能的重要性。好消息是，諸如空間技能之類的事情可以透過練習和回饋來提高，¹⁰ 並且可以透過多種方式進行練習 - 包括構建、編碼以及使用 VEX GO 參與 STEM 實踐學習。

基礎技能、執行功能和 VEX GO

使用 VEX GO 進行建構涉及入學準備以及讀寫和數學發展的許多基本技能。例如，考慮根據建置指令建立程式碼庫機器人的任務。要實現這一目標需要考慮很多因素，包括：

需要精細的運動技能才能將各個部分拾起並有效地將它們連接在一起。如果使用大頭針工具，則需要使用運動技能來操縱該工具來完成諸如成功移除大頭針之類的操作。
需要空間技能才能將手中的真實部件與建造說明中的部件圖相匹配。感知技能用於移動和轉動部件以匹配圖表的角度和方向。
需要視覺空間技能來知道如何、何時、何地將機器人的各個部分連接在一起進行建構。空間工作記憶涉及將各個部分連接到正確的位置，這也可能涉及轉換技能。
需要語言和聽力技能來遵循給予的多步驟說明，並具有自我控制能力來完成任務、遵循構建說明並與合作夥伴一起工作。空間語言用於描述建築過程中各部分如何組合在一起。
計算技能用於為每個步驟選擇正確的部件數量，以及空間語言來描述它們如何組合在一起。
需要認知靈活性和視覺空間技能來確定如何修復構建（如果構建未按預期進行），或繼續進行構建過程的下一部分。

一旦我們對機器人進行了編碼，使其能夠在場地上從一個位置行駛到另一個位置，這些技能就會透過其他方式得到加強，包括：

需要空間技能才能將欄位和程式碼庫設定在正確的位置和方向。空間語言用於描述任務，或機器人行駛到正確位置所需的運動方向。
規劃機器人的路徑需要視覺空間技能。這與寫作所需的運動和空間技能相結合，將計劃記錄在可列印的文件上。
需要具備運動技能才能打開機器人，並使用設備和 VEXcode GO 連接塊並將其拖曳到專案中。
在 VEXcode GO 中建立專案需要工作記憶和運動技能，以便對機器人進行編碼以匹配計劃。學生必須記住每個模組的作用，以及如何將它們連接起來以創建完成手邊任務的序列。
計算技能用於在模組中輸入正確的參數以實現所需的行為（即將[Drive for]模組的參數更改為300mm，以使機器人驅動給定的距離）。
需要語言和聽力技能來遵循給出的多步驟指令，並具有自我控制能力，以專注於給定的任務並與合作夥伴一起解決問題。
如果機器人沒有如預期移動，或繼續進行程式設計挑戰的下一部分，需要認知靈活性和視覺空間技能來確定如何除錯專案。

建構和編碼機器人來完成任務的活動不僅包含許多基礎技能，VEX GO 還可以用來強化特定的學術技能，並利用實踐經驗的動機和參與來支持其他領域的學習。地區。上述所有實踐仍然得到解決，並且當使用 VEX GO 材料執行以下操作時，讀寫能力或數學技能會進一步增強：

創建一個構建，以有形的方式探索等價分數
建造一個功能正常的時鐘來練習報時技巧
建立一個斜面來練習測量和/或轉換
透過建造和玩“BattleBoats”遊戲來練習繪製座標
編碼驅動機器人行駛特定距離所需的輪圈數
使用 VEX GO 組件建立角色或場景來重演一個故事，以展示閱讀理解能力
寫一個關於您所建造的青蛙生命週期的每個階段的日誌條目
創建並描述機動生物居住的棲息地
為您建立的內容撰寫建置說明，以便合作夥伴可以創建相同的內容

這些範例不僅展示如何幫助學生學習 STEM，還展示如何使用 STEM 來學習和發展其他技能。當給予學生額外的實踐機會來參與綜合學習時，學生能夠「建立更多的神經聯繫，並為學習和所教授的概念賦予更多意義」。¹¹ 活動中的接觸點越多，學習就越深入。當學生能夠就他們的工作進行開放式對話，並與他們正在做的事情建立情感聯繫時，他們的學習就會更加深入。

VEX GO 與課程目標一致

換句話說，這裡有一些在課堂上經常使用的關鍵評估標準，以及可以使用 VEX GO 完成的活動來適應這些標準。

語言和讀寫能力：¹²

使用越來越精確的詞彙進行有效的表達 - 每次學生在小組內討論構建或編碼項目，或在STEM 實驗室單元的中場休息或分享部分分享他們的學習內容時（例如談論機器人需要如何前往火星探測器 - 表面操作 STEM 實驗室單元收集樣本），他們使用空間、描述性和精確的語言來解釋他們的想法、做出預測並回答問題。
理解、解釋或回應小說和非小說文本 - 建構 STEM 實驗室簡介第單元讓學生參與故事，了解 VEX GO 套件的特性和功能，並引導他們使用套件零件。生物特徵活動系列讓學生使用創意寫作來描述他們的建築如何與想像中的島嶼的特徵連結。
以不同的格式為不同的目的進行寫作 - 使用 VEX GO 列印文件來支援路徑規劃和專案文檔，以及 VEXcode GO 專案中的註釋，如 Parade Float STEM 實驗室單元中使用的註釋，讓學生練習寫作並用繪圖詳細地表示他們的編碼項目。此外，在 Fun Frogs STEM 實驗室第單元中撰寫實地日記條目等活動使學生能夠更有創意地撰寫來描述他們的建築項目。
出於研究目的收集和使用資訊 - 學生透過 Simple Machines STEM Lab Unit 或 Look Alike STEM Lab Unit等活動和實驗收集數據，然後使用該資訊為他們的討論提供資訊並回答問題關於他們在實驗室的中場休息和分享部分的學習。

數學思考：¹³

應用概念和策略來解決數學問題 - 分數 STEM 實驗室單元讓學生建立一個模型，並使用 VEX GO 套件部件透過按大小比較分數來探索等效分數。
交流與表達數學思維 - 當學生依照拼搭說明進行拼搭時，他們使用空間語言與夥伴就拼塊、拼塊的方向、數量、形狀、尺寸等進行交流。在海洋緊急情況 STEM 實驗室單元等活動中，學生規劃並建立一條路徑，使用口頭和書面描述、空間和數位語言來討論如何有效地對機器人進行編碼以使其在路徑上行駛。
使用操作、繪畫和空間語言探索和解決空間問題 - 發現活動，如翻轉旗幟、旋轉它、和對稱讓學生練習對稱、反射和旋轉。學生可以透過 Battle Boats STEM 實驗室單元中的遊戲等遊戲探索如何使用座標來定位網格上的點。
使用工具和技術來估計和測量 - 每次學生計劃一個將VEX GO 機器人驅動到特定位置的項目時，他們需要處理到達目的地所需的距離，並將該估計或測量結果輸入到他們的計算機中有效地編碼。在代碼庫 STEM 實驗室單元中，學生對代碼庫進行編碼，透過以毫米、英吋或度為單位編碼駕駛和轉彎距離來導航迴轉路線。

VEX GO 作為教學工具的多功能性使教師能夠將 STEM 融入課堂的許多領域，包括識字和數學。無論是在學習中心，還是作為全班課程的一部分，VEX GO 都為教師和學生提供了獲得大量基礎技能練習和回饋的機會，以支持學習和發展。要了解有關執行功能、空間和運動技能及其與學習的聯繫的更多信息，請觀看 PD+ 視頻庫中《動手，用心》作者克萊爾·卡梅倫的訪談。

¹ Dichtelmiller、Margo L. 等。等人。學前班至三年級的工作抽樣系統：綜合指南。第 4 版，皮爾森出版社，2001 年。

² Cameron, Claire E. 動手，思考：執行功能、運動和空間技能如何促進入學準備。師範學院出版社，2018。

³ Dee、Thomas S. 等人。「『不讓一個孩子落後』對學生、教師和學校的影響[附評論和討論]。布魯金斯經濟活動論文（2010 年）：149-207。

⁴ ² Cameron, Claire E. 動手，思考：執行功能、運動和空間技能如何促進入學準備。師範學院出版社，2018。

⁵ 卡梅倫，克萊爾 E。賈森麥肯納採訪。克萊爾‧卡梅倫訪談第 2 部分：執行功能，2022 年，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-2-executive-function。

⁶ 同上。

⁷同上。

⁸Cameron, Claire E. 動手，思考：執行功能、運動和空間技能如何促進入學準備。師範學院出版社，2018。

⁹ 卡梅倫，克萊爾 E。賈森麥肯納採訪。克萊爾·卡梅倫訪談第 4 部分：空間技能，2022 年，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-4-spatial-skills。

¹⁰ 卡梅倫，克萊爾 E。賈森麥肯納採訪。 克萊爾·卡梅倫訪談第 8 部分：關鍵要點，2022 年 ，https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-8-key-takeaways。

¹¹ Dichtelmiller，Margo L.，等。等人。學前班至三年級的工作抽樣系統：綜合指南。第 4 版，皮爾森出版社，2001 年。

¹² 同上。