Hvordan robotisk gamification hjalp mine grunnskolestudenter til å elske STEM

Koding er en nødvendig ferdighet i dagens verden, men det er relativt utfordrende å mestre, spesielt for barn. Dens kompleksitet er ikke nødvendigvis fordi den er uforståelig, men fordi den er et nytt konsept for de fleste studenter. Dette er spesielt tilfellet for elever i indre byskoler der teknologien uunngåelig er mangelvare på grunn av systemiske faktorer utenfor elevenes kontroll.

Med mange programmeringsspråk tilgjengelig, kan det ta tid å velge et utgangspunkt. Lærere har funnet en løsning på dette problemet: gamification. Plattformer som CoderZ tilby virtuelle programmeringstjenester der barn kan lære kode gjennom spill. Disse spillene gjør læringskode både morsomt og engasjerende for barn.

Gjennom CoderZ Robotics-pensum lærer barna å lage, administrere og kommunisere med cyberroboter i en virtuell setting ved å skrive inn kode. Blokkkode brukes fordi det er lettere for barn å forstå og utføre i stedet for kompleks tekstbasert kode. Læring er mer tilgjengelig fordi virtuelle roboter ikke krever maskinvare, plass eller andre tilknyttede kostnader.

Jeg brukte CoderZ League-plattformen for å hjelpe elevene mine med å utvikle grunnleggende kodingsferdigheter mens de spilte seg gjennom underholdende oppdrag. Når jeg så hvordan de hadde både drivkraft og utholdenhet, deltok de i en virtuell robotkonkurranse – Fall 2022 CoderZ League Robotics Competition. Konkurransen innebar enkle og komplekse oppgaver utført av roboten som elevene programmerte, for eksempel bevegelsesretning og rotasjonsvinkler for å instruere roboten om hvordan den skal bevege seg for å fullføre oppdraget.

Noen av oppdragene elevene fullførte under denne konkurransen:

• Robogolf – Elevene måtte dytte golfballer inn i golfhullene. De brukte gradskiver i en anvendt setting for å måle vinkelen roboten måtte snu, og målte avstanden for å finne ut hvor langt roboten måtte bevege seg. Den utledede vinkel- og avstandsverdien var ikke alltid hele tall. Ikke desto mindre måtte de slå en tidtaker også, noe som økte kompleksiteten.
• Disco blokker – Elevene måtte få roboten sin til et mål. De måtte beregne ved å addere, subtrahere, multiplisere og dele. Veien de valgte avgjorde om de skulle score så høyt som mulig.
• Maze Madness – Elevene målte avstanden roboten trengte å bevege seg før den kunne snu for å nå målet. Dette oppdraget var utfordrende da avstanden ikke alltid var et helt tall. Verdien kan ha vært en desimal, noe som var perfekt fordi vi startet skoleåret med å lære om desimaler i 5^th karakter. Som sådan kompletterte integrering av robotikk og koding den standardbaserte instruksjonen som allerede fant sted i klasserommet mitt og gjorde det mulig for elevene å bruke innholdet. Ikke desto mindre ble studentene utsatt for innhold knyttet til årssluttstandarden for måling fordi de trengte å måle avstanden eller vinkelen roboten måtte reise. Følgelig, på en nylig referansevurdering, oppnådde elevene betydelig vekst innenfor dette domenet, noe som vanligvis sees på slutten av skoleåret etter at den enheten er undervist.

applikasjoner

CoderZ League Robotics er basert på å bruke blokkbasert kode og spilloppdrag for å engasjere og lære barn om programmering. Grunnlagt i STEM, hjelper disse øvelsene barna med å utvikle beregningstenkning og tekniske ferdigheter, noe som forbedrer deres problemløsningsferdigheter i den virkelige verden. Studentene må tilpasse seg for å fullføre ytterligere oppdrag og utfordringer, og dermed styrke sin besluttsomhet og utvikle ferdigheter de kan bruke utover klasseromsmiljøet.

Spesielt tilbyr CoderZ-plattformen et komplett pensum for programmering av cyberroboter. Lærere som ønsker å undervise i koding kan gjøre det selv om de ikke er dyktige i programmering eller robotikk. Alt de trenger å gjøre er å følge læreplanen og lære sammen med elevene. Dette er imidlertid også begrensende fordi lærere ikke kan skape nye utfordringer for elevene å fullføre. De må holde seg til det som er gitt på plattformen. Likevel er det en engasjerende opplevelse som bidrar til å introdusere barn til komplekse konsepter på en morsom måte.

Programmering: Effektivitet, automatisering, replikerbare handlinger

Jeg syntes det virtuelle robotikkprogrammet CoderZ var et utmerket undervisningsverktøy på grunn av den nøye kurerte plattformen. Et program av høy kvalitet bør inneholde funksjoner som forbedrer effektiviteten, automatiseringen og replikerbare handlinger.

I slekt:
6 verktøy for å hjelpe barn å lære koding og robotikk
Denne læreren bruker historiekoding for å vekke kreativitet og samarbeid

Dette programmet oppfyller disse kriteriene på følgende måter.

• Effektivitet – Kodeeffektivitet refererer til påliteligheten, hastigheten og programmeringsteknikken som brukes til å utvikle en applikasjons kode. Det er den mest kritiske faktoren for å sikre topp ytelse, da den minimerer ressursforbruk og gjennomføringstid. På CoderZ reflekteres eventuelle endringer i koden umiddelbart i simuleringsruten. Dette gir studentene umiddelbar tilbakemelding på prosjektene sine.
• Automatisering – Automatisering bruker teknologi for å fullføre oppgaver med så lite menneskelig interaksjon som mulig. I databehandling oppnås det vanligvis gjennom et program, et skript eller batchbehandling. Studentene lærer automatisering på CoderZ da de kan legge inn kode som driver de virtuelle robotene uten ytterligere manipulasjon. Automatisering forenkler prosessene, noe som gjør det lettere for maskinen å fullføre repeterende oppgaver.
• Replikerbare handlinger – Dette begrepet definerer en sekvens av handlinger som muliggjør effektiv bruk av begrensede ressurser samtidig som det reduserer uønsket variasjon under programutvikling og gjennomføring. CoderZ oppnår dette ved å fargekode kommandoblokkene som gjør det lettere for barn å identifisere mønstre i koden. Denne differensieringen muliggjør inkludering blant ulike elever (dvs. elever med spesielle behov, engelskspråklige elever osv.). Å replikere oppgaver ved hjelp av kode hjelper elevene å forstå grunnlaget for den simulerte handlingen, siden de kan matche deler av programmet med handlingene de produserer.

Blokkbasert versus tradisjonell tekstbasert programmering

Tidligere innebar programmering bruk av mus og tastatur for å skrive ut tekstbasert kode. Dette kan være komplisert for barn, spesielt når det kommer til internalisering av syntaks. Dette er reglene som definerer strukturen til et programmeringsspråk. Videre kan tradisjonelle innspill gjøre programmering abstrakt og utfordrende for unge studenter som drar nytte av visuell og auditiv læring.

Blokkbasert koding har dukket opp som et verktøy for å introdusere elevene til koding. Det lar dem utforske disse konseptene i et vennlig miljø. Disse systemene bruker fargerike, drabare blokker som simulerer kodet språk. Elevene velger funksjoner fra fargekodede kategorier og kombinerer dem i et arbeidsområde for lerret for å lage et sekvensert program. Fordelen med blokkprogrammeringsapplikasjoner eller nettsteder er at kategoriene er klart definert. Det er blokker for å legge til spesifikke funksjoner, for eksempel bevegelse, kontroll og andre variabler.

Imidlertid er blokkbasert programmering bare nyttig til et visst punkt. Når elevene er komfortable med blokkbasert kode, er det avgjørende å introdusere dem til tekstbasert kode. Mens blokkbasert kode er morsomt og engasjerende, har tekstbaserte programmeringsspråk virkelige applikasjoner innen informatikk. Lærere bør la elevene oppleve både blokkbasert og tekstbasert koding. Når studentene er klare, bør de gå over fra blokker til tekst, da tekstbasert kode for prosjekter vil være den mest salgbare i bransjen.

Andre erfaringer

Den virtuelle robotkonkurransen CoderZ er effektiv for å hjelpe studenter med STEM-læring. Jeg ble imidlertid overrasket over at programmet også lærte elevene mine praktiske livsferdigheter. De inkluderer:

1. Teamwork – Barna jobbet sammen for å sikre at de valgte de riktige funksjonene for hvert oppdrag for å vinne. Det innebar å samarbeide for å finne ut den mest effektive måten å programmere roboten til å fullføre oppdragene. Konkurransen dyrket teamarbeid, som kan gjelde andre aktiviteter både i og utenfor klasserommet så vel som til syvende og sist på arbeidsplassen.
2. Motstandsdyktighet – Oppdragene var ikke alltid vellykkede første gang, eller måten å programmere roboten på var ikke alltid enkel på grunn av tidsbegrensninger eller terreng, så barna måtte lære hvordan de skulle takle frustrasjon gjennom denne konkurransen. I slike tilfeller måtte studentene revidere koden så mange ganger som nødvendig for å få den til å fungere riktig. Frustrasjon er et problem de vil møte når de bruker språkbasert kode fordi en mindre syntaksfeil ugyldiggjør hele koden. De er nødt til å møte nedslående øyeblikk mens de lærer og i livet. Denne ferdigheten styrket deres motstandskraft mot slik frustrasjon.
3. Relasjonsbygging – Jeg bygde relasjoner med barna ved å utnytte teknologien, som barna elsker, og snakke om ting som ikke er skole, i denne uformelle setting (dvs. ikke skole eller akademisk). Dette er med på å utvikle hele barnet. Det fører også til at barn ønsker å forstå komplekse matematiske konsepter som desimaltall, vinkler, mønstre og måling fordi de føler seg som om de er i et trygt miljø der de kan ta risiko. Forestillingen om "det tar en landsby" var tydelig på grunn av den direkte og indirekte støtten fra forskjellige administratorer: Dr. Herbert Blackmon (rektor), Dr. Taylor Greene (assistent rektor), Minnie Lawson-Cook (teknologikoordinator), Flora Maria Echols (instruksjonstrener), Dr. Mark Sullivan (superintendent), Dr. Gwendolyn Tilghman (instruksjonssuperintendent) og Dr. Marsha Savage (Learning Operations Specialist).

Neste trinn

Nå som månedene med hardt arbeid og konkurransen er over, er medlemmer av skolen og større fellesskap prøver å samle inn penger til lagene å besøke Kennedy Space Center i Florida. Jeg håper erfaringen og muligheten ikke bare vil utvide eksponeringsnivået deres, men vil fortsette å oppmuntre dem til å utmerke seg akademisk og engasjere seg innenfor STEM-feltet.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/