Πώς η ρομποτική gamification βοήθησε τους μαθητές μου στο δημοτικό να αγαπήσουν το STEM

Η κωδικοποίηση είναι μια απαραίτητη δεξιότητα στον σημερινό κόσμο, αλλά είναι σχετικά δύσκολη η κατοχή, ειδικά για τα παιδιά. Η πολυπλοκότητά του δεν είναι απαραίτητα επειδή είναι ακατανόητη, αλλά επειδή είναι μια νέα έννοια για τους περισσότερους μαθητές. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους μαθητές σε σχολεία της πόλης όπου η τεχνολογία είναι αναπόφευκτα σπάνια λόγω συστημικών παραγόντων που δεν ελέγχουν οι μαθητές.

Με πολλές διαθέσιμες γλώσσες προγραμματισμού, μπορεί να χρειαστεί χρόνος για να επιλέξετε ένα σημείο εκκίνησης. Οι εκπαιδευτικοί έχουν βρει μια λύση σε αυτό το πρόβλημα: το gamification. Πλατφόρμες όπως CoderZ προσφέρει υπηρεσίες εικονικού προγραμματισμού όπου τα παιδιά μπορούν να μάθουν κώδικα μέσω παιχνιδιών. Αυτά τα παιχνίδια κάνουν την εκμάθηση κώδικα τόσο διασκεδαστική όσο και ελκυστική για τα παιδιά.

Μέσω του προγράμματος σπουδών CoderZ Robotics, τα παιδιά μαθαίνουν να δημιουργούν, να διαχειρίζονται και να επικοινωνούν με ρομπότ στον κυβερνοχώρο σε ένα εικονικό περιβάλλον εισάγοντας κώδικα. Ο κωδικός μπλοκ χρησιμοποιείται επειδή είναι ευκολότερο για τα παιδιά να κατανοήσουν και να εκτελέσουν αντί για πολύπλοκο κώδικα που βασίζεται σε κείμενο. Η μάθηση είναι πιο προσιτή επειδή τα εικονικά ρομπότ δεν απαιτούν υλικό, χώρο ή άλλο σχετικό κόστος.

Χρησιμοποίησα την πλατφόρμα CoderZ League για να βοηθήσω τους μαθητές μου να αναπτύξουν βασικές δεξιότητες κωδικοποίησης καθώς έπαιζαν το δρόμο τους μέσα από διασκεδαστικές αποστολές μεγέθους μπουκιάς. Μόλις είδα πώς διέθεταν τόσο ώθηση όσο και επιμονή, συμμετείχαν σε έναν εικονικό διαγωνισμό ρομποτικής – τον ​​Φθινόπωρο του 2022 CoderZ League Robotics Competition. Ο διαγωνισμός περιελάμβανε απλές και σύνθετες εργασίες που ολοκληρώθηκαν από το ρομπότ που προγραμμάτισαν οι μαθητές, όπως κατεύθυνση κίνησης και γωνίες περιστροφής για να καθοδηγήσει το ρομπότ πώς πρέπει να κινηθεί για να ολοκληρώσει την αποστολή του.

Μερικές από τις αποστολές που ολοκλήρωσαν οι μαθητές κατά τη διάρκεια αυτού του διαγωνισμού:

• Robogolf – Οι μαθητές έπρεπε να σπρώξουν μπάλες του γκολφ στις τρύπες του γκολφ. Χρησιμοποίησαν μοιρογνωμόνια σε μια εφαρμοσμένη ρύθμιση για να μετρήσουν τη γωνία που έπρεπε να στρίψει το ρομπότ και μέτρησαν την απόσταση για να καθορίσουν πόσο μακριά έπρεπε να κινηθεί το ρομπότ. Η γωνιακή και η τιμή απόστασης που προέκυψε δεν ήταν πάντα ακέραιοι αριθμοί. Ωστόσο, έπρεπε να χτυπήσουν και ένα χρονόμετρο, το οποίο πρόσθεσε την πολυπλοκότητα.
• Disco Blocks – Οι μαθητές έπρεπε να φέρουν το ρομπότ τους σε έναν στόχο. Έπρεπε να υπολογίσουν προσθέτοντας, αφαιρώντας, πολλαπλασιάζοντας και διαιρώντας. Ο δρόμος που επέλεξαν καθόριζε αν θα βαθμολογούσαν όσο το δυνατόν υψηλότερα ή όχι.
• Maze Madness – Οι μαθητές μέτρησαν την απόσταση που χρειαζόταν να κινηθεί το ρομπότ προτού μπορέσει να στρίψει για να φτάσει στο στόχο του. Αυτή η αποστολή ήταν προκλητική καθώς η απόσταση δεν ήταν πάντα ακέραιος αριθμός. Η τιμή μπορεί να ήταν δεκαδική, η οποία ήταν τέλεια επειδή ξεκινήσαμε τη σχολική χρονιά μαθαίνοντας για τα δεκαδικά ψηφία στο 5^th Βαθμός. Ως εκ τούτου, η ενσωμάτωση της ρομποτικής και της κωδικοποίησης συμπλήρωσε την βασισμένη σε πρότυπα διδασκαλία που ήδη εμφανιζόταν στην τάξη μου και επέτρεψε στους μαθητές να εφαρμόσουν το περιεχόμενο. Ωστόσο, οι μαθητές εκτέθηκαν σε περιεχόμενο που αφορούσε το πρότυπο μέτρησης στο τέλος του έτους, επειδή έπρεπε να μετρήσουν την απόσταση ή τη γωνία που έπρεπε να διανύσει το ρομπότ. Συνεπώς, σε μια πρόσφατη αξιολόγηση συγκριτικής αξιολόγησης, οι μαθητές σημείωσαν σημαντική ανάπτυξη σε αυτόν τον τομέα, η οποία παρατηρείται συνήθως στο τέλος του σχολικού έτους μετά τη διδασκαλία αυτής της ενότητας.

Εφαρμογές

Η CoderZ League Robotics βασίζεται στη χρήση κώδικα που βασίζεται σε μπλοκ και αποστολών παιχνιδιών για να εμπλακεί και να διδάξει τα παιδιά σχετικά με τον προγραμματισμό. Με βάση το STEM, αυτές οι ασκήσεις βοηθούν τα παιδιά να αναπτύξουν υπολογιστική σκέψη και τεχνική ικανότητα, η οποία βελτιώνει τις δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων στον πραγματικό κόσμο. Οι μαθητές πρέπει να προσαρμοστούν για να ολοκληρώσουν περαιτέρω αποστολές και προκλήσεις, ενισχύοντας έτσι την αποφασιστικότητά τους και αναπτύσσοντας δεξιότητες που μπορούν να χρησιμοποιήσουν πέρα ​​από το περιβάλλον της τάξης.

Συγκεκριμένα, η πλατφόρμα CoderZ προσφέρει ένα πλήρες πρόγραμμα σπουδών για τον προγραμματισμό ρομπότ στον κυβερνοχώρο. Οι εκπαιδευτικοί που επιθυμούν να διδάξουν κωδικοποίηση μπορούν να το κάνουν ακόμα κι αν δεν είναι ειδικευμένοι στον προγραμματισμό ή τη ρομποτική. Το μόνο που έχουν να κάνουν είναι να ακολουθήσουν το πρόγραμμα σπουδών και να μάθουν με τους μαθητές τους. Ωστόσο, αυτό είναι επίσης περιοριστικό επειδή οι εκπαιδευτικοί δεν μπορούν να δημιουργήσουν νέες προκλήσεις για να ολοκληρώσουν οι μαθητές. Πρέπει να τηρούν αυτό που παρέχεται στην πλατφόρμα. Ωστόσο, είναι μια συναρπαστική εμπειρία που βοηθάει τα παιδιά να μυήσουν τα παιδιά σε περίπλοκες έννοιες με διασκεδαστικό τρόπο.

Προγραμματισμός: Αποδοτικότητα, Αυτοματισμός, Αναπαραγόμενες Δράσεις

Βρήκα το πρόγραμμα εικονικής ρομποτικής CoderZ ως ένα εξαιρετικό εργαλείο διδασκαλίας λόγω της προσεκτικά επιμελημένης πλατφόρμας του. Ένα πρόγραμμα υψηλής ποιότητας θα πρέπει να περιέχει χαρακτηριστικά που ενισχύουν την αποτελεσματικότητά του, την αυτοματοποίηση και τις αναπαραγόμενες ενέργειες.

Σχετικά::
6 εργαλεία που βοηθούν τα παιδιά να μάθουν κωδικοποίηση και ρομποτική
Αυτός ο δάσκαλος χρησιμοποιεί την κωδικοποίηση ιστορίας για να πυροδοτήσει τη δημιουργικότητα και τη συνεργασία

Αυτό το πρόγραμμα πληροί αυτά τα κριτήρια με τους ακόλουθους τρόπους.

• Αποδοτικότητα – Η αποδοτικότητα κώδικα αναφέρεται στην αξιοπιστία, την ταχύτητα και την τεχνική προγραμματισμού που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη του κώδικα μιας εφαρμογής. Είναι ο πιο κρίσιμος παράγοντας για τη διασφάλιση της μέγιστης απόδοσης, καθώς ελαχιστοποιεί την κατανάλωση πόρων και τον χρόνο ολοκλήρωσης. Στο CoderZ, τυχόν αλλαγές στον κώδικα αντικατοπτρίζονται αμέσως στο παράθυρο προσομοίωσης. Αυτό δίνει στους μαθητές άμεση ανατροφοδότηση για τα έργα τους.
• Αυτοματοποίηση – Ο αυτοματισμός χρησιμοποιεί τεχνολογία για να ολοκληρώσει εργασίες με όσο το δυνατόν λιγότερη ανθρώπινη αλληλεπίδραση. Στους υπολογιστές, συνήθως επιτυγχάνεται μέσω ενός προγράμματος, ενός σεναρίου ή μιας επεξεργασίας κατά παρτίδες. Οι μαθητές μαθαίνουν την αυτοματοποίηση στο CoderZ καθώς μπορούν να εισάγουν κώδικα που χειρίζεται τα εικονικά ρομπότ χωρίς περαιτέρω χειρισμούς. Ο αυτοματισμός απλοποιεί τις διαδικασίες, διευκολύνοντας το μηχάνημα να ολοκληρώσει επαναλαμβανόμενες εργασίες.
• Αναπαραγόμενες ενέργειες – Αυτός ο όρος ορίζει μια ακολουθία ενεργειών που επιτρέπει την αποτελεσματική χρήση περιορισμένων πόρων, μειώνοντας παράλληλα τις ανεπιθύμητες διακυμάνσεις κατά την ανάπτυξη και εκτέλεση του προγράμματος. Το CoderZ το επιτυγχάνει αυτό με τη χρωματική κωδικοποίηση των μπλοκ εντολών του, διευκολύνοντας τα παιδιά να αναγνωρίζουν μοτίβα στον κώδικα. Αυτή η διαφοροποίηση επιτρέπει την ένταξη μεταξύ διαφορετικών μαθητών (δηλαδή, μαθητές με ειδικές ανάγκες, μαθητές αγγλικής γλώσσας, κ.λπ.). Η αναπαραγωγή εργασιών με χρήση κώδικα βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν τη βάση της προσομοιωμένης ενέργειας, καθώς μπορούν να αντιστοιχίσουν μέρη του προγράμματος με τις ενέργειες που παράγουν.

Βασισμένος σε μπλοκ έναντι του παραδοσιακού προγραμματισμού που βασίζεται σε κείμενο

Στο παρελθόν, ο προγραμματισμός περιλάμβανε τη χρήση ποντικιού και πληκτρολογίου για την πληκτρολόγηση κώδικα που βασίζεται σε κείμενο. Αυτό μπορεί να είναι περίπλοκο για τα παιδιά, ειδικά όταν πρόκειται για την εσωτερίκευση της σύνταξης. Αυτοί είναι οι κανόνες που καθορίζουν τη δομή μιας γλώσσας προγραμματισμού. Επιπλέον, η παραδοσιακή εισαγωγή μπορεί να κάνει τον προγραμματισμό αφηρημένο και προκλητικό για νέους μαθητές που επωφελούνται από την οπτική και ακουστική μάθηση.

Η κωδικοποίηση που βασίζεται σε μπλοκ έχει αναδειχθεί ως εργαλείο για την εισαγωγή των μαθητών στην κωδικοποίηση. Τους επιτρέπει να εξερευνήσουν αυτές τις έννοιες σε ένα φιλικό περιβάλλον. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν πολύχρωμα, συρόμενα μπλοκ που προσομοιώνουν κωδικοποιημένη γλώσσα. Οι μαθητές επιλέγουν συναρτήσεις από κατηγορίες με χρωματική κωδικοποίηση και τις συνδυάζουν σε μια περιοχή εργασίας σε καμβά για να δημιουργήσουν ένα πρόγραμμα με σειρά. Το πλεονέκτημα των εφαρμογών προγραμματισμού μπλοκ ή των ιστοσελίδων είναι ότι οι κατηγορίες είναι σαφώς καθορισμένες. Υπάρχουν μπλοκ για την προσθήκη συγκεκριμένων συναρτήσεων, όπως κίνηση, έλεγχος και άλλες μεταβλητές.

Ωστόσο, ο προγραμματισμός που βασίζεται σε μπλοκ είναι χρήσιμος μόνο ως ένα σημείο. Από τη στιγμή που οι μαθητές αισθάνονται άνετα με τον κώδικα που βασίζεται σε μπλοκ, είναι σημαντικό να τους εισάγετε στον κώδικα που βασίζεται σε κείμενο. Ενώ ο κώδικας που βασίζεται σε μπλοκ είναι διασκεδαστικός και συναρπαστικός, οι γλώσσες προγραμματισμού που βασίζονται σε κείμενο έχουν πραγματικές εφαρμογές στην επιστήμη των υπολογιστών. Οι εκπαιδευτικοί θα πρέπει να επιτρέπουν στους μαθητές να βιώνουν κωδικοποίηση τόσο βασισμένη σε μπλοκ όσο και σε κείμενο. Όταν οι μαθητές είναι έτοιμοι, θα πρέπει να περάσουν από μπλοκ στο κείμενο, καθώς ο κώδικας που βασίζεται σε κείμενο για έργα θα είναι ο πιο εμπορεύσιμος στον κλάδο.

Άλλα διδάγματα

Ο διαγωνισμός εικονικών ρομπότ CoderZ είναι αποτελεσματικός βοηθώντας τους μαθητές στη μάθηση STEM. Ωστόσο, εξεπλάγην που το πρόγραμμα δίδαξε επίσης στους μαθητές μου πρακτικές δεξιότητες ζωής. Περιλαμβάνουν:

1. Ομαδικό Πνεύμα – Τα παιδιά συνεργάστηκαν για να διασφαλίσουν ότι επέλεξαν τις σωστές λειτουργίες για κάθε αποστολή που έπρεπε να κερδίσουν. Περιλάμβανε συνεργασία για να βρούμε τον πιο αποτελεσματικό τρόπο προγραμματισμού του ρομπότ για να ολοκληρώσει τις αποστολές. Ο διαγωνισμός καλλιέργησε την ομαδική εργασία, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες δραστηριότητες τόσο εντός και εκτός της τάξης όσο και τελικά στον εργασιακό χώρο.
2. Ανθεκτικότητα – Οι αποστολές δεν ήταν πάντα επιτυχημένες την πρώτη φορά ή ο τρόπος προγραμματισμού του ρομπότ δεν ήταν πάντα απλός λόγω χρονικών περιορισμών ή εδάφους, επομένως τα παιδιά έπρεπε να μάθουν πώς να αντιμετωπίζουν την απογοήτευση σε αυτόν τον διαγωνισμό. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι μαθητές έπρεπε να αναθεωρήσουν τον κώδικα όσες φορές χρειαζόταν για να λειτουργήσει σωστά. Η απογοήτευση είναι ένα πρόβλημα που θα αντιμετωπίσουν όταν χρησιμοποιούν κώδικα που βασίζεται σε γλώσσα, επειδή ένα μικρό συντακτικό σφάλμα ακυρώνει ολόκληρο τον κώδικα. Είναι βέβαιο ότι θα αντιμετωπίσουν αποθαρρυντικές στιγμές κατά τη μάθηση και στη ζωή. Αυτή η ικανότητα ενίσχυσε την ανθεκτικότητά τους σε τέτοια απογοήτευση.
3. Οικοδόμηση σχέσεων – Δημιούργησα σχέσεις με τα παιδιά αξιοποιώντας την τεχνολογία, που αγαπούν τα παιδιά, και μιλώντας για μη σχολικά πράγματα σε αυτό το περιστασιακό περιβάλλον (δηλαδή, όχι για το σχολείο ή το ακαδημαϊκό). Αυτό βοηθά στην ανάπτυξη ολόκληρου του παιδιού. Οδηγεί επίσης στο να θέλουν τα παιδιά να κατανοήσουν πολύπλοκες μαθηματικές έννοιες όπως δεκαδικοί αριθμοί, γωνίες, μοτίβα και μέτρηση, επειδή αισθάνονται σαν να βρίσκονται σε ένα ασφαλές περιβάλλον όπου μπορούν να πάρουν ρίσκα. Η έννοια του «χρειάζεται ένα χωριό» ήταν προφανής λόγω της άμεσης και έμμεσης υποστήριξης από διάφορους διαχειριστές: Δρ. Χέρμπερτ Μπλάκμον (Διευθυντής), Δρ. Τέιλορ Γκριν (Βοηθός Διευθυντής), Μίνι Λόσον-Κουκ (Συντονίστρια Τεχνολογίας), Φλόρα Μαρία Echols (Instructional Coach), Dr. Mark Sullivan (Superintendent), Dr. Gwendolyn Tilghman (Instructional Superintendent) και Dr. Marsha Savage (Ειδικός λειτουργιών μάθησης).

Επόμενα βήματα

Τώρα που ολοκληρώθηκαν οι μήνες σκληρής δουλειάς και ο διαγωνισμός, τα μέλη του σχολείου και της ευρύτερης κοινότητας είναι προσπαθώντας να συγκεντρώσει κεφάλαια για τις ομάδες για να επισκεφθείτε το Διαστημικό Κέντρο Κένεντι στη Φλόριντα. Ελπίζω ότι η εμπειρία και η ευκαιρία όχι μόνο θα διευρύνουν το επίπεδο έκθεσής τους, αλλά θα συνεχίσουν να τους ενθαρρύνουν να διαπρέψουν ακαδημαϊκά και να εμπλακούν στον τομέα του STEM.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/