In che modo la gamification robotica ha aiutato i miei studenti delle elementari ad amare le STEM

La programmazione è un'abilità necessaria nel mondo di oggi, ma è relativamente difficile da padroneggiare, soprattutto per i bambini. La sua complessità non è necessariamente perché è incomprensibile, ma perché è un nuovo concetto per la maggior parte degli studenti. Questo è particolarmente vero per gli studenti delle scuole del centro città dove la tecnologia è inevitabilmente scarsa a causa di fattori sistemici al di fuori del controllo degli studenti.

Con numerosi linguaggi di programmazione disponibili, può volerci del tempo per scegliere un punto di partenza. Gli educatori hanno trovato una soluzione a questo problema: la ludicizzazione. Piattaforme come CoderZ offrire servizi di programmazione virtuale in cui i bambini possono imparare il codice attraverso i giochi. Questi giochi rendono l'apprendimento del codice divertente e coinvolgente per i bambini.

Attraverso il curriculum CoderZ Robotics, i bambini imparano a creare, gestire e comunicare con robot informatici in un ambiente virtuale inserendo il codice. Il codice a blocchi viene utilizzato perché è più facile da comprendere ed eseguire per i bambini invece del complesso codice basato su testo. L'apprendimento è più accessibile perché i robot virtuali non richiedono hardware, spazio o altri costi associati.

Ho usato la piattaforma CoderZ League per aiutare i miei studenti a sviluppare abilità di programmazione di base mentre si facevano strada attraverso divertenti missioni di dimensioni ridotte. Una volta che ho visto come possedevano sia determinazione che tenacia, hanno partecipato a una competizione di robotica virtuale: la competizione di robotica della CoderZ League dell'autunno 2022. La competizione prevedeva compiti semplici e complessi completati dal robot programmato dagli studenti, come la direzione del movimento e gli angoli di rotazione per istruire il robot su come dovrebbe muoversi per completare la sua missione.

Alcune delle missioni che gli studenti hanno completato durante questa competizione:

• Robogolf – Gli studenti dovevano spingere le palline da golf nelle buche del golf. Hanno usato i goniometri in un'impostazione applicata per misurare l'angolo che il robot doveva girare e hanno misurato la distanza per determinare quanto doveva muoversi il robot. I valori dell'angolo e della distanza derivati ​​non erano sempre numeri interi. Tuttavia, hanno dovuto battere anche un timer, il che ha aumentato la complessità.
• Blocchi da discoteca – Gli studenti dovevano portare il loro robot a un bersaglio. Dovevano calcolare aggiungendo, sottraendo, moltiplicando e dividendo. Il percorso che hanno scelto ha determinato se avrebbero ottenuto o meno il punteggio più alto possibile.
• La follia del labirinto – Gli studenti hanno misurato la distanza che il robot doveva percorrere prima che potesse girare per raggiungere il suo obiettivo. Questa missione è stata impegnativa poiché la distanza non era sempre un numero intero. Il valore poteva essere un decimale, il che era perfetto perché abbiamo iniziato l'anno scolastico imparando i decimali in 5^th grado. In quanto tale, l'integrazione della robotica e della codifica ha integrato l'istruzione basata su standard che si stava già verificando nella mia classe e ha consentito agli studenti di applicare il contenuto. Tuttavia, gli studenti sono stati esposti a contenuti relativi allo standard di misurazione di fine anno perché avevano bisogno di misurare la distanza o l'angolo che il robot doveva percorrere. Di conseguenza, in una recente valutazione di riferimento, gli studenti hanno registrato una crescita significativa all'interno di tale dominio, che si osserva tipicamente alla fine dell'anno scolastico dopo che l'unità è stata insegnata.

Applicazioni

CoderZ League Robotics si basa sull'utilizzo di codice basato su blocchi e missioni di gioco per coinvolgere e insegnare ai bambini la programmazione. Basati su STEM, questi esercizi aiutano i bambini a sviluppare il pensiero computazionale e l'abilità tecnica, che migliora le loro capacità di risoluzione dei problemi nel mondo reale. Gli studenti devono adattarsi per completare ulteriori missioni e sfide, rafforzando così la loro determinazione e sviluppando abilità che possono utilizzare al di fuori dell'ambiente scolastico.

In particolare, la piattaforma CoderZ offre un curriculum completo per la programmazione di robot informatici. Gli educatori che desiderano insegnare la programmazione possono farlo anche se non sono esperti di programmazione o robotica. Tutto quello che devono fare è seguire il curriculum e imparare con i loro studenti. Tuttavia, questo è anche limitante perché gli educatori non possono creare nuove sfide da completare per gli studenti. Devono attenersi a quanto fornito sulla piattaforma. Tuttavia, è un'esperienza coinvolgente che aiuta a introdurre i bambini a concetti complessi in modo divertente.

Programmazione: efficienza, automazione, azioni replicabili

Ho trovato il programma di robotica virtuale CoderZ un eccellente strumento didattico grazie alla sua piattaforma attentamente curata. Un programma di alta qualità dovrebbe contenere funzionalità che ne migliorino l'efficienza, l'automazione e le azioni replicabili.

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Questo programma soddisfa questi criteri nei seguenti modi.

• EFFICIENZA – L'efficienza del codice si riferisce all'affidabilità, alla velocità e alla tecnica di programmazione utilizzate per sviluppare il codice di un'applicazione. È il fattore più critico per garantire le massime prestazioni in quanto riduce al minimo il consumo di risorse e il tempo di completamento. Su CoderZ, qualsiasi modifica al codice si riflette immediatamente nel riquadro di simulazione. Ciò fornisce agli studenti un feedback immediato sui loro progetti.
• Automazione – L'automazione utilizza la tecnologia per completare le attività con la minima interazione umana possibile. In informatica, in genere viene eseguito tramite un programma, uno script o un'elaborazione batch. Gli studenti imparano l'automazione su CoderZ in quanto possono inserire il codice che aziona i robot virtuali senza ulteriori manipolazioni. L'automazione semplifica i processi, rendendo più facile per la macchina completare attività ripetitive.
• Azioni replicabili – Questo termine definisce una sequenza di azioni che consente l'uso efficiente di risorse limitate riducendo le variazioni indesiderate durante lo sviluppo e l'esecuzione del programma. CoderZ raggiunge questo obiettivo codificando a colori i suoi blocchi di comando, rendendo più facile per i bambini identificare i modelli nel codice. Questa differenziazione consente l'inclusione tra studenti diversi (ad esempio, studenti con bisogni speciali, studenti di lingua inglese, ecc.). La replica delle attività utilizzando il codice aiuta gli studenti a comprendere le basi dell'azione simulata, in quanto possono abbinare parti del programma con le azioni che producono.

Programmazione basata su blocchi rispetto alla tradizionale programmazione basata su testo

In passato, la programmazione prevedeva l'uso di mouse e tastiera per digitare codice basato su testo. Questo può essere complesso per i bambini, specialmente quando si tratta di interiorizzare la sintassi. Queste sono le regole che definiscono la struttura di un linguaggio di programmazione. Inoltre, l'input tradizionale può rendere la programmazione astratta e stimolante per i giovani studenti che beneficiano dell'apprendimento visivo e uditivo.

La codifica basata su blocchi è emersa come uno strumento per introdurre gli studenti alla programmazione. Permette loro di esplorare questi concetti in un ambiente amichevole. Questi sistemi utilizzano blocchi colorati e trascinabili che simulano il linguaggio codificato. Gli studenti scelgono le funzioni da categorie con codice colore e le combinano in un'area di lavoro su tela per creare un programma in sequenza. Il vantaggio delle applicazioni di programmazione a blocchi o dei siti Web è che le categorie sono chiaramente definite. Ci sono blocchi per aggiungere funzioni specifiche, come movimento, controllo e altre variabili.

Tuttavia, la programmazione basata su blocchi è utile solo fino a un certo punto. Una volta che gli studenti hanno dimestichezza con il codice basato su blocchi, è fondamentale introdurli al codice basato su testo. Mentre il codice basato su blocchi è divertente e coinvolgente, i linguaggi di programmazione basati su testo hanno applicazioni nella vita reale nell'informatica. Gli educatori dovrebbero consentire agli studenti di sperimentare sia la codifica basata su blocchi che quella basata su testo. Quando gli studenti sono pronti, dovrebbero passare dai blocchi al testo, poiché il codice basato su testo per i progetti sarà il più commerciabile del settore.

Altre lezioni apprese

La competizione di robot virtuali CoderZ è efficace nell'aiutare gli studenti con l'apprendimento STEM. Tuttavia, sono rimasto sorpreso dal fatto che il programma abbia anche insegnato ai miei studenti abilità pratiche della vita. Loro includono:

1. Lavoro di squadra – I bambini hanno lavorato insieme per assicurarsi di selezionare le funzioni corrette per ogni missione da vincere. Ha comportato la collaborazione per capire il modo più efficiente per programmare il robot per completare le missioni. La competizione ha coltivato il lavoro di squadra, che può essere applicato ad altre attività sia all'interno che all'esterno della classe e, in ultima analisi, sul posto di lavoro.
2. Elasticità – Le missioni non hanno sempre avuto successo la prima volta o il modo di programmare il robot non era sempre semplice a causa dei limiti di tempo o del terreno, quindi i bambini hanno dovuto imparare a gestire la frustrazione durante questa competizione. In tali casi, gli studenti dovevano rivedere il codice tutte le volte necessarie per farlo funzionare correttamente. La frustrazione è un problema che dovranno affrontare quando si utilizza il codice basato sulla lingua perché un errore di sintassi minore invalida l'intero codice. Sono destinati ad affrontare momenti scoraggianti durante l'apprendimento e nella vita. Questa abilità ha rafforzato la loro resilienza a tale frustrazione.
3. Relazione di costruzione – Ho costruito relazioni con i bambini sfruttando la tecnologia, che i bambini adorano, e parlando di cose non scolastiche in questo ambiente informale (cioè, non scolastico o accademico). Questo aiuta a sviluppare l'intero bambino. Porta anche i bambini a voler comprendere concetti matematici complessi come numeri decimali, angoli, modelli e misurazioni perché si sentono come se si trovassero in un ambiente sicuro dove possono correre dei rischi. L'idea di "ci vuole un villaggio" era evidente grazie al supporto diretto e indiretto di vari amministratori: Dr. Herbert Blackmon (Preside), Dr. Taylor Greene (Assistente Preside), Minnie Lawson-Cook (Coordinatore tecnologico), Flora Maria Echols (costruttore didattico), Dr. Mark Sullivan (sovrintendente), Dr. Gwendolyn Tilghman (sovrintendente didattico) e Dr. Marsha Savage (esperta in operazioni di apprendimento).

Passi successivi

Ora che i mesi di duro lavoro e la competizione si sono conclusi, i membri della scuola e della comunità allargata lo sono cercando di raccogliere fondi per le squadre per visitare il Kennedy Space Center in Florida. Spero che l'esperienza e l'opportunità non solo amplieranno il loro livello di visibilità, ma continueranno a incoraggiarli a eccellere accademicamente e ad impegnarsi nel campo delle STEM.

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• Fonte: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/