Hvordan robot gamification hjalp mine grundskoleelever til at elske STEM

Kodning er en nødvendig færdighed i dagens verden, men det er relativt udfordrende at mestre, især for børn. Dens kompleksitet skyldes ikke nødvendigvis, at den er uforståelig, men fordi den er et nyt koncept for de fleste elever. Dette er især tilfældet for elever på byernes skoler, hvor teknologien uundgåeligt er knap på grund af systemiske faktorer, som eleverne ikke har kontrol over.

Med adskillige programmeringssprog tilgængelige, kan det tage tid at vælge et udgangspunkt. Undervisere har fundet en løsning på dette problem: gamification. Platforme som CoderZ tilbyde virtuelle programmeringstjenester, hvor børn kan lære kode gennem spil. Disse spil gør læringskode både sjovt og engagerende for børn.

Gennem CoderZ Robotics pensum lærer børn at skabe, administrere og kommunikere med cyberrobotter i en virtuel indstilling ved at indtaste kode. Blokkode bruges, fordi det er lettere for børn at forstå og udføre i stedet for kompleks tekstbaseret kode. Læring er mere tilgængelig, fordi virtuelle robotter ikke kræver hardware, plads eller andre tilknyttede omkostninger.

Jeg brugte CoderZ League-platformen til at hjælpe mine elever med at udvikle grundlæggende kodningsfærdigheder, mens de spillede sig igennem underholdende missioner i små størrelser. Da jeg så, hvordan de besad både drive og vedholdenhed, deltog de i en virtuel robotkonkurrence – efteråret 2022 CoderZ League Robotics Competition. Konkurrencen involverede enkle og komplekse opgaver udført af robotten, som eleverne programmerede, såsom bevægelsesretning og rotationsvinkler for at instruere robotten om, hvordan den skal bevæge sig for at fuldføre sin mission.

Nogle af de missioner, eleverne gennemførte under denne konkurrence:

• Robogolf – Eleverne skulle skubbe golfbolde ned i golfhullerne. De brugte vinkelmålere i en anvendt indstilling til at måle den vinkel, robotten skulle dreje, og målte afstanden for at bestemme, hvor langt robotten skulle bevæge sig. Den afledte vinkel- og afstandsværdi var ikke altid hele tal. Ikke desto mindre skulle de også slå en timer, hvilket øgede kompleksiteten.
• Disco blokke – Eleverne skulle få deres robot til et mål. De skulle beregne ved at addere, subtrahere, gange og dividere. Den vej, de valgte, afgjorde, om de ville score så højt som muligt.
• Maze Madness – Eleverne målte den afstand, robotten skulle bevæge sig, før den kunne dreje for at nå sit mål. Denne mission var udfordrende, da afstanden ikke altid var et helt tal. Værdien kunne have været en decimal, hvilket var perfekt, fordi vi startede skoleåret med at lære om decimaler i 5^th karakter. Som sådan supplerede integration af robotteknologi og kodning den standardbaserede undervisning, der allerede fandt sted i mit klasseværelse, og gjorde det muligt for eleverne at anvende indholdet. Ikke desto mindre blev eleverne udsat for indhold vedrørende slutningen af ​​året målingsstandard, fordi de skulle måle afstanden eller vinklen, robotten skulle tilbagelægge. Som følge heraf, på en nylig benchmark-vurdering, opnåede eleverne betydelig vækst inden for dette domæne, hvilket typisk ses i slutningen af ​​skoleåret, efter at den enhed er blevet undervist.

Applikationer

CoderZ League Robotics er baseret på at bruge blokbaseret kode og spilmissioner til at engagere og lære børn om programmering. Grundet i STEM hjælper disse øvelser børn med at udvikle beregningstænkning og tekniske evner, som forbedrer deres problemløsningsevner i den virkelige verden. Eleverne skal tilpasse sig til at fuldføre yderligere missioner og udfordringer og derved styrke deres beslutsomhed og udvikle færdigheder, de kan bruge ud over klasseværelset.

Især CoderZ-platformen tilbyder et komplet pensum til programmering af cyberrobotter. Undervisere, der ønsker at undervise i kodning, kan gøre det, selvom de ikke er dygtige til programmering eller robotter. Det eneste, de skal gøre, er at følge læseplanen og lære sammen med deres elever. Dette er dog også begrænsende, fordi pædagoger ikke kan skabe nye udfordringer for eleverne at gennemføre. De skal holde sig til det, der stilles til rådighed på platformen. Ikke desto mindre er det en engagerende oplevelse, der hjælper med at introducere børn til komplekse koncepter på en sjov måde.

Programmering: Effektivitet, automatisering, replikerbare handlinger

Jeg fandt CoderZ virtuelle robotteknologi som et fremragende undervisningsværktøj på grund af dets omhyggeligt kurerede platform. Et program af høj kvalitet bør indeholde funktioner, der forbedrer dets effektivitet, automatisering og replikerbare handlinger.

Relaterede:
6 værktøjer til at hjælpe børn med at lære kodning og robotteknologi
Denne lærer bruger historiekodning til at sætte gang i kreativitet og samarbejde

Dette program opfylder disse kriterier på følgende måder.

• Effektivitet – Kodeeffektivitet refererer til den pålidelighed, hastighed og programmeringsteknik, der bruges til at udvikle en applikations kode. Det er den mest kritiske faktor for at sikre topydelse, da det minimerer ressourceforbrug og færdiggørelsestid. På CoderZ afspejles eventuelle ændringer i koden med det samme på simuleringsruden. Dette giver eleverne øjeblikkelig feedback på deres projekter.
• Automation – Automation bruger teknologi til at udføre opgaver med så lidt menneskelig interaktion som muligt. Inden for databehandling opnås det typisk gennem et program, et script eller batchbehandling. Eleverne lærer automatisering på CoderZ, da de kan indtaste kode, der driver de virtuelle robotter uden yderligere manipulation. Automatisering forenkler processerne, hvilket gør det nemmere for maskinen at udføre gentagne opgaver.
• Replikerbare handlinger – Dette udtryk definerer en sekvens af handlinger, der muliggør effektiv brug af begrænsede ressourcer og samtidig reducere uønsket variation under programudvikling og eksekvering. CoderZ opnår dette ved at farvekode sine kommandoblokke, hvilket gør det lettere for børn at identificere mønstre i koden. Denne differentiering muliggør inklusion blandt forskellige elever (dvs. elever med særlige behov, engelsksprogede elever osv.). Replikering af opgaver ved hjælp af kode hjælper eleverne med at forstå grundlaget for den simulerede handling, da de kan matche dele af programmet med de handlinger, de producerer.

Blokbaseret versus traditionel tekstbaseret programmering

Tidligere involverede programmering at bruge en mus og et tastatur til at skrive tekstbaseret kode. Dette kan være komplekst for børn, især når det kommer til internalisering af syntaks. Det er de regler, der definerer strukturen af ​​et programmeringssprog. Desuden kan traditionelle input gøre programmering abstrakt og udfordrende for unge studerende, der har gavn af visuel og auditiv læring.

Blokbaseret kodning er opstået som et værktøj til at introducere eleverne til kodning. Det giver dem mulighed for at udforske disse koncepter i et venligt miljø. Disse systemer bruger farverige, trækbare blokke, der simulerer kodet sprog. Eleverne vælger funktioner fra farvekodede kategorier og kombinerer dem i et lærredsarbejdsområde for at skabe et sekventeret program. Fordelen ved blokprogrammeringsapplikationer eller websteder er, at kategorierne er klart definerede. Der er blokke til at tilføje specifikke funktioner, såsom bevægelse, kontrol og andre variabler.

Blokbaseret programmering er dog kun nyttig til et vist punkt. Når eleverne er fortrolige med blokbaseret kode, er det afgørende at introducere dem til tekstbaseret kode. Mens blokbaseret kode er sjov og engagerende, har tekstbaserede programmeringssprog virkelige applikationer inden for datalogi. Undervisere bør lade eleverne opleve både blokbaseret og tekstbaseret kodning. Når eleverne er klar, bør de gå fra blokke til tekst, da tekstbaseret kode til projekter vil være den mest salgbare i branchen.

Andre erfaringer

Den virtuelle robotkonkurrence CoderZ er effektiv til at hjælpe elever med STEM-læring. Jeg var dog overrasket over, at programmet også lærte mine elever praktiske livsfærdigheder. De omfatter:

1. Samarbejde – Børnene arbejdede sammen for at sikre, at de valgte de rigtige funktioner til hver mission for at vinde. Det indebar at samarbejde om at finde ud af den mest effektive måde at programmere robotten til at fuldføre missionerne. Konkurrencen dyrkede teamwork, som kan gælde andre aktiviteter både i og uden for klasseværelset samt i sidste ende på arbejdspladsen.
2. Modstandskraft – Missionerne var ikke altid vellykkede første gang, eller måden at programmere robotten på var ikke altid ligetil på grund af tidsbegrænsninger eller terræn, så børnene måtte lære at håndtere frustration gennem hele denne konkurrence. I sådanne tilfælde skulle eleverne revidere koden så mange gange som nødvendigt for at få den til at fungere rigtigt. Frustration er et problem, de vil møde, når de bruger sprogbaseret kode, fordi en mindre syntaksfejl gør hele koden ugyldig. De er bundet til at møde nedslående øjeblikke, mens de lærer og i livet. Denne færdighed styrkede deres modstandsdygtighed over for en sådan frustration.
3. Relationship Building – Jeg opbyggede relationer til børnene ved at udnytte teknologi, som børn elsker, og tale om ikke-skolelige ting i disse afslappede omgivelser (dvs. ikke skole eller akademiske). Dette er med til at udvikle hele barnet. Det fører også til, at børn ønsker at forstå komplekse matematiske begreber som decimaltal, vinkler, mønstre og måling, fordi de føler, at de er i et sikkert miljø, hvor de kan tage risici. Forestillingen om "det kræver en landsby" var tydelig på grund af den direkte og indirekte støtte fra forskellige administratorer: Dr. Herbert Blackmon (rektor), dr. Taylor Greene (assistent rektor), Minnie Lawson-Cook (teknologikoordinator), Flora Maria Echols (instruktionscoach), Dr. Mark Sullivan (Superintendent), Dr. Gwendolyn Tilghman (Instructional Superintendent) og Dr. Marsha Savage (Learning Operations Specialist).

Næste trin

Nu hvor månederne med hårdt arbejde og konkurrencen er afsluttet, er medlemmer af skolen og større fællesskab forsøger at skaffe penge til holdene at besøge Kennedy Space Center i Florida. Jeg håber, at oplevelsen og muligheden ikke kun vil udvide deres eksponeringsniveau, men vil fortsætte med at opmuntre dem til at udmærke sig akademisk og engagere sig inden for STEM-området.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/