איך משחק רובוטי עזר לתלמידי היסודי שלי לאהוב STEM

קידוד הוא מיומנות הכרחית בעולם של היום, אבל זה מאתגר יחסית לשלוט בו, במיוחד עבור ילדים. המורכבות שלו היא לא בהכרח בגלל שהיא לא מובנת, אלא בגלל שהיא מושג חדש עבור רוב התלמידים. זה נכון במיוחד לתלמידים בבתי ספר במרכז העיר שבהם הטכנולוגיה היא בהכרח מועטה בשל גורמים מערכתיים שאינם בשליטת התלמידים.

עם שפות תכנות רבות זמינות, יכול לקחת זמן לבחור נקודת התחלה. מחנכים מצאו פתרון לבעיה זו: gamification. פלטפורמות כמו CoderZ מציעים שירותי תכנות וירטואליים שבהם ילדים יכולים ללמוד קוד באמצעות משחקים. המשחקים האלה הופכים את הלמידה של קוד למהנה ומרתק עבור ילדים.

באמצעות תוכנית הלימודים של CoderZ Robotics, ילדים לומדים ליצור, לנהל ולתקשר עם רובוטי סייבר בסביבה וירטואלית על ידי הזנת קוד. נעשה שימוש בקוד חסימה מכיוון שקל יותר לילדים להבין ולבצע במקום קוד מבוסס טקסט מורכב. הלמידה נגישה יותר מכיוון שרובוטים וירטואליים אינם דורשים חומרה, שטח או עלויות נלוות אחרות.

השתמשתי בפלטפורמת CoderZ League כדי לעזור לתלמידים שלי לפתח מיומנויות קידוד בסיסיות בזמן שהם שיחקו את דרכם במשימות משעשעות בגודל ביס. ברגע שראיתי איך יש להם גם דחף וגם עקשנות, הם השתתפו בתחרות רובוטיקה וירטואלית - תחרות הרובוטיקה של ליגת CoderZ בסתיו 2022. התחרות כללה משימות פשוטות ומורכבות שהשלים הרובוט שהתלמידים תכנתו, כמו כיוון תנועה וזוויות סיבוב כדי להנחות את הרובוט כיצד עליו לנוע כדי להשלים את משימתו.

חלק מהמשימות שהתלמידים השלימו במהלך התחרות:

• רובוגולף - התלמידים היו צריכים לדחוף כדורי גולף לתוך חורי הגולף. הם השתמשו במדליות בסביבה יישומית כדי למדוד את הזווית שעל הרובוט להסתובב, ומדדו את המרחק כדי לקבוע כמה רחוק הרובוט צריך לנוע. ערך הזוויתי והמרחק שנגזרו לא היו תמיד מספרים שלמים. אף על פי כן, הם נאלצו לנצח גם טיימר, מה שהוסיף למורכבות.
• בלוקים של דיסקו - התלמידים היו צריכים להביא את הרובוט שלהם למטרה. הם היו צריכים לחשב על ידי חיבור, חיסור, הכפלה וחלוקה. המסלול שהם בחרו קבע אם הם יקבלו ציון גבוה ככל האפשר.
• טירוף מבוך - תלמידים מדדו את המרחק שהרובוט צריך לנוע לפני שיוכל לפנות כדי להגיע ליעדו. משימה זו הייתה מאתגרת מכיוון שהמרחק לא תמיד היה מספר שלם. ייתכן שהערך היה עשרוני, וזה היה מושלם כי התחלנו את שנת הלימודים בלימוד על עשרוניות ב-5^th כיתה. ככזה, שילוב רובוטיקה וקידוד השלים את ההוראה מבוססת התקנים שכבר התרחשה בכיתה שלי ואפשר לתלמידים ליישם את התוכן. אף על פי כן, התלמידים נחשפו לתכנים הנוגעים לתקן המדידה של סוף שנה, כי הם היו צריכים למדוד את המרחק או הזווית שעל הרובוט לעבור. כתוצאה מכך, בהערכת אמת מידה שנערכה לאחרונה, התלמידים עשו צמיחה משמעותית בתחום זה, הנראה בדרך כלל בסוף שנת הלימודים לאחר לימוד יחידה זו.

יישומים

CoderZ League Robotics מבוססת על שימוש בקוד מבוסס בלוק ומשימות משחק כדי לעסוק וללמד ילדים על תכנות. התרגילים הללו מבוססים על STEM ומסייעים לילדים לפתח חשיבה חישובית ויכולת טכנית, מה שמשפר את כישורי פתרון הבעיות בעולם האמיתי שלהם. על התלמידים להסתגל להשלמת משימות ואתגרים נוספים, ובכך לחזק את הנחישות שלהם ולפתח מיומנויות שהם יכולים להשתמש בהם מעבר למסגרת הכיתה.

בפרט, פלטפורמת CoderZ מציעה תוכנית לימודים מלאה לתכנות רובוטי סייבר. מחנכים המעוניינים ללמד קידוד יכולים לעשות זאת גם אם אינם מיומנים בתכנות או ברובוטיקה. כל מה שהם צריכים לעשות הוא לעקוב אחר תכנית הלימודים וללמוד עם תלמידיהם. עם זאת, זה גם מגביל כי מחנכים אינם יכולים ליצור אתגרים חדשים עבור התלמידים להשלמתם. הם חייבים להיצמד למה שמסופקים על הרציף. עם זאת, זוהי חוויה מרתקת שעוזרת להכיר לילדים מושגים מורכבים בצורה מהנה.

תכנות: יעילות, אוטומציה, פעולות שניתן לשכפל

מצאתי שתוכנית הרובוטיקה הוירטואלית CoderZ היא כלי הוראה מצוין בשל הפלטפורמה שנאספה בקפידה. תוכנית איכותית צריכה להכיל תכונות המשפרות את היעילות, האוטומציה והפעולות הניתנות לשכפול שלה.

מוצרים מקושרים:
6 כלים שיעזרו לילדים ללמוד קידוד ורובוטיקה
מורה זה משתמש בקידוד סיפור כדי לעורר יצירתיות ושיתוף פעולה

תוכנית זו ממלאת את הקריטריונים הללו בדרכים הבאות.

• יְעִילוּת – יעילות קוד מתייחסת לאמינות, מהירות וטכניקת התכנות המשמשת לפיתוח קוד של אפליקציה. זהו הגורם הקריטי ביותר בהבטחת ביצועי שיא מכיוון שהוא ממזער את צריכת המשאבים ואת זמן ההשלמה. ב-CoderZ, כל שינוי בקוד בא לידי ביטוי מיד בחלונית הסימולציה. זה נותן לתלמידים משוב מיידי על הפרויקטים שלהם.
• אוטומציה - אוטומציה משתמשת בטכנולוגיה כדי להשלים משימות עם כמה שפחות אינטראקציה אנושית. במחשוב, זה בדרך כלל מושג באמצעות תוכנית, סקריפט או עיבוד אצווה. התלמידים לומדים אוטומציה ב-CoderZ מכיוון שהם יכולים להזין קוד שמפעיל את הרובוטים הווירטואליים ללא מניפולציה נוספת. אוטומציה מפשטת את התהליכים, ומקלה על המכונה לבצע משימות שחוזרות על עצמן.
• פעולות שניתן לשכפל – מונח זה מגדיר רצף של פעולות המאפשר שימוש יעיל במשאבים מוגבלים תוך הפחתת שונות לא רצויה במהלך פיתוח וביצוע התוכנית. CoderZ משיגה זאת על ידי קידוד צבע של בלוקי הפקודה שלו, מה שמקל על הילדים לזהות דפוסים בקוד. בידול זה מאפשר הכלה בקרב לומדים מגוונים (כלומר, תלמידים עם צרכים מיוחדים, לומדי אנגלית וכו'). שכפול משימות באמצעות קוד עוזר לתלמידים להבין את הבסיס של הפעולה המדומה, מכיוון שהם יכולים להתאים חלקים מהתוכנית לפעולות שהם מייצרים.

תכנות מבוסס-בלוקים לעומת תכנות מבוסס-טקסט מסורתי

בעבר, התכנות כללה שימוש בעכבר ומקלדת כדי להקליד קוד מבוסס טקסט. זה יכול להיות מורכב לילדים, במיוחד כשמדובר בהפנמת תחביר. אלו הם הכללים המגדירים את המבנה של שפת תכנות. יתר על כן, קלט מסורתי יכול להפוך את התכנות למופשט ומאתגר עבור תלמידים צעירים הנהנים מלמידה חזותית ושמיעתית.

קידוד מבוסס בלוק הופיע ככלי להכרת הקידוד לתלמידים. זה מאפשר להם לחקור את המושגים הללו בסביבה ידידותית. מערכות אלו משתמשות בלוקים צבעוניים הניתנים לגרירה המדמים שפה מקודדת. התלמידים בוחרים פונקציות מקטגוריות מקודדות צבע ומשלבים אותן באזור עבודה על קנבס כדי ליצור תוכנית ברצף. היתרון של יישומי תכנות בלוק או אתרי אינטרנט הוא שהקטגוריות מוגדרות בבירור. ישנם בלוקים להוספת פונקציות ספציפיות, כגון תנועה, בקרה ומשתנים אחרים.

עם זאת, תכנות מבוסס בלוק שימושי רק לנקודה מסוימת. ברגע שהתלמידים מרגישים בנוח עם קוד מבוסס בלוק, חיוני להכיר להם קוד מבוסס טקסט. בעוד שקוד מבוסס בלוק הוא מהנה ומרתק, לשפות תכנות מבוססות טקסט יש יישומים אמיתיים במדעי המחשב. מחנכים צריכים לאפשר לתלמידים להתנסות בקידוד מבוסס-בלוקים וגם בקידוד מבוסס-טקסט. כאשר התלמידים יהיו מוכנים, עליהם לעבור מבלוקים לטקסט, מכיוון שקוד מבוסס טקסט לפרויקטים יהיה הסחיר ביותר בתעשייה.

לקחים אחרים שנלמדו

תחרות הרובוט הוירטואלי CoderZ יעילה בסיוע לתלמידים בלימוד STEM. עם זאת, הופתעתי מכך שהתוכנית לימדה את התלמידים שלי גם מיומנויות חיים מעשיות. הם כוללים:

1. עבודת צוות - הילדים עבדו יחד כדי להבטיח שהם בחרו את הפונקציות הנכונות עבור כל משימה כדי לנצח. זה כלל שיתוף פעולה כדי למצוא את הדרך היעילה ביותר לתכנת את הרובוט להשלים את המשימות. התחרות טיפחה עבודת צוות, שיכולה לחול על פעילויות אחרות הן בתוך הכיתה ומחוצה לה, כמו גם בסופו של דבר במקום העבודה.
2. כושר התאוששות - המשימות לא תמיד היו מוצלחות בפעם הראשונה או שהדרך לתכנת את הרובוט לא תמיד הייתה פשוטה בגלל אילוצי זמן או שטח, אז הילדים היו צריכים ללמוד איך להתמודד עם תסכול לאורך התחרות הזו. במקרים כאלה, התלמידים נאלצו לשנות את הקוד פעמים רבות ככל הנדרש כדי לגרום לו לפעול כהלכה. תסכול הוא בעיה שהם יתמודדו איתם בעת שימוש בקוד מבוסס שפה מכיוון ששגיאת תחביר מינורית מבטלת את הקוד כולו. הם צפויים להתמודד עם רגעים מייאשים בזמן הלמידה ובחיים. מיומנות זו חיזקה את עמידותם לתסכול כזה.
3. בניית מערכת יחסים – בניתי מערכות יחסים עם הילדים על ידי מינוף טכנולוגיה, שילדים אוהבים, ודיבור על דברים שאינם בית ספר בסביבה הקז'ואלית הזו (כלומר, לא בית ספר או לימודים). זה עוזר לפתח את כל הילד. זה גם מוביל לילדים שרוצים להבין מושגים מתמטיים מורכבים כמו מספרים עשרוניים, זוויות, תבניות ומדידה, כי הם מרגישים כאילו הם נמצאים בסביבה בטוחה שבה הם יכולים לקחת סיכונים. הרעיון של "צריך כפר" היה ברור בגלל התמיכה הישירה והעקיפה של מנהלים שונים: ד"ר הרברט בלקמון (מנהל), ד"ר טיילור גרין (עוזר מנהל), מיני לוסון-קוק (רכזת טכנולוגיה), פלורה מריה אקולס (מאמן הדרכה), ד"ר מארק סאליבן (מפקח), ד"ר גוונדולין טילגמן (מפקחת הדרכה), וד"ר מרשה סאבאג' (מומחית לפעולות למידה).

השלבים הבא

כעת, לאחר שהסתיימו חודשי העבודה הקשה והתחרות, חברי בית הספר והקהילה הגדולה יותר מנסה לגייס כספים לקבוצות לבקר במרכז החלל קנדי ​​בפלורידה. אני מקווה שהניסיון וההזדמנות לא רק ירחיבו את רמת החשיפה שלהם, אלא ימשיכו לעודד אותם להצטיין מבחינה אקדמית ולעסוק בתחום STEM.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/