Jak robotyczna grywalizacja pomogła moim uczniom szkoły podstawowej pokochać STEM

Kodowanie jest niezbędną umiejętnością w dzisiejszym świecie, ale jest stosunkowo trudne do opanowania, zwłaszcza dla dzieci. Jego złożoność niekoniecznie wynika z tego, że jest niezrozumiała, ale dlatego, że jest to nowa koncepcja dla większości uczniów. Dotyczy to zwłaszcza uczniów szkół w centrach miast, gdzie technologia jest nieuchronnie niedostateczna z powodu czynników systemowych, na które uczniowie nie mają wpływu.

Przy wielu dostępnych językach programowania wybór punktu wyjścia może zająć trochę czasu. Edukatorzy znaleźli rozwiązanie tego problemu: grywalizację. Platformy lubią KoderZ oferować wirtualne usługi programistyczne, w ramach których dzieci mogą uczyć się kodu poprzez gry. Te gry sprawiają, że nauka kodu jest zarówno zabawna, jak i wciągająca dla dzieci.

Dzięki programowi CoderZ Robotics dzieci uczą się tworzyć, zarządzać cyberrobotami i komunikować się z nimi w środowisku wirtualnym, wprowadzając kod. Kod blokowy jest używany, ponieważ jest łatwiejszy do zrozumienia i wykonania przez dzieci zamiast złożonego kodu tekstowego. Nauka jest bardziej dostępna, ponieważ roboty wirtualne nie wymagają sprzętu, miejsca ani innych powiązanych kosztów.

Korzystałem z platformy CoderZ League, aby pomóc moim uczniom rozwinąć podstawowe umiejętności kodowania podczas zabawnych, niewielkich misji. Kiedy zobaczyłem, że mają zarówno zapał, jak i wytrwałość, wzięli udział w wirtualnym konkursie robotyki — jesiennym konkursie robotyki CoderZ League 2022. Zawody obejmowały proste i złożone zadania wykonywane przez robota, które programowali uczniowie, takie jak kierunek ruchu i kąty obrotu, aby poinstruować robota, jak powinien się poruszać, aby wykonać swoją misję.

Niektóre misje, które uczniowie wykonali podczas tego konkursu:

• Robogolf – Uczniowie musieli wpychać piłki golfowe do dołków golfowych. Użyli kątomierzy w zastosowanym ustawieniu, aby zmierzyć kąt, pod jakim robot musiał się obrócić, oraz zmierzyli odległość, aby określić, jak daleko robot musi się przesunąć. Wyprowadzone wartości kąta i odległości nie zawsze były liczbami całkowitymi. Niemniej jednak musieli także pokonać stoper, co dodatkowo komplikowało grę.
• Bloki dyskotekowe – Uczniowie musieli doprowadzić robota do celu. Musieli liczyć przez dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. Ścieżka, którą wybrali, decydowała o tym, czy zdobędą jak najwięcej punktów.
• Labiryntowe szaleństwo – Uczniowie mierzyli odległość, jaką musiał pokonać robot, zanim mógł się obrócić, aby dotrzeć do celu. Ta misja była trudna, ponieważ odległość nie zawsze była liczbą całkowitą. Wartość mogła być ułamkiem dziesiętnym, co było idealne, ponieważ rozpoczęliśmy rok szkolny od nauki o ułamkach dziesiętnych w 5^th stopień. W związku z tym integracja robotyki i kodowania uzupełniła nauczanie oparte na standardach, które już odbywało się w mojej klasie, i umożliwiło uczniom zastosowanie treści. Niemniej jednak uczniowie byli narażeni na treści dotyczące standardu pomiaru na koniec roku, ponieważ musieli zmierzyć odległość lub kąt, jaki robot musiał pokonać. W rezultacie, według niedawnej oceny porównawczej, uczniowie poczynili znaczne postępy w tej dziedzinie, co zwykle obserwuje się pod koniec roku szkolnego po zakończeniu nauczania tej jednostki.

Konsultacje

CoderZ League Robotics opiera się na wykorzystaniu kodu opartego na blokach i misji w grach, aby angażować dzieci i uczyć ich programowania. Ćwiczenia te, oparte na STEM, pomagają dzieciom rozwijać myślenie komputacyjne i zdolności techniczne, co poprawia ich umiejętności rozwiązywania problemów w świecie rzeczywistym. Uczniowie muszą przystosować się do wykonywania kolejnych misji i wyzwań, wzmacniając w ten sposób swoją determinację i rozwijając umiejętności, które mogą wykorzystać poza klasą.

W szczególności platforma CoderZ oferuje kompletny program do programowania cyberrobotów. Nauczyciele, którzy chcą uczyć kodowania, mogą to robić, nawet jeśli nie są biegli w programowaniu lub robotyce. Wszystko, co muszą zrobić, to postępować zgodnie z programem nauczania i uczyć się ze swoimi uczniami. Jest to jednak również ograniczające, ponieważ nauczyciele nie mogą tworzyć nowych wyzwań dla uczniów. Muszą trzymać się tego, co jest dostępne na platformie. Niemniej jednak jest to wciągające doświadczenie, które pomaga dzieciom zapoznać się ze złożonymi koncepcjami w zabawny sposób.

Programowanie: wydajność, automatyzacja, powtarzalne działania

Uważam, że program robotyki wirtualnej CoderZ jest doskonałym narzędziem do nauczania ze względu na starannie dobraną platformę. Program wysokiej jakości powinien zawierać cechy zwiększające jego wydajność, automatyzację i powtarzalne działania.

Związane z:
6 narzędzi, które pomogą dzieciom w nauce kodowania i robotyki
Ten nauczyciel używa kodowania historii, aby pobudzić kreatywność i współpracę

Ten program spełnia te kryteria w następujący sposób.

• Wydajność – Wydajność kodu odnosi się do niezawodności, szybkości i techniki programowania stosowanej do tworzenia kodu aplikacji. Jest to najbardziej krytyczny czynnik zapewniający najwyższą wydajność, ponieważ minimalizuje zużycie zasobów i czas realizacji. W CoderZ wszelkie zmiany w kodzie są natychmiast odzwierciedlane w okienku symulacji. Daje to uczniom natychmiastową informację zwrotną na temat ich projektów.
• Automatyzacja – Automatyzacja wykorzystuje technologię do wykonywania zadań przy jak najmniejszym udziale człowieka. W informatyce jest to zwykle realizowane za pomocą programu, skryptu lub przetwarzania wsadowego. Uczniowie uczą się automatyzacji w CoderZ, ponieważ mogą wprowadzać kod obsługujący wirtualne roboty bez dalszej manipulacji. Automatyzacja upraszcza procesy, ułatwiając maszynie wykonywanie powtarzalnych zadań.
• Powtarzalne działania – Termin ten definiuje sekwencję działań, która umożliwia efektywne wykorzystanie ograniczonych zasobów przy jednoczesnym ograniczeniu niepożądanej zmienności podczas tworzenia i wykonywania programu. CoderZ osiąga to poprzez kodowanie kolorami swoich bloków poleceń, ułatwiając dzieciom identyfikację wzorców w kodzie. To zróżnicowanie umożliwia włączenie do różnych uczniów (tj. uczniów ze specjalnymi potrzebami, uczących się języka angielskiego itp.). Replikowanie zadań za pomocą kodu pomaga uczniom zrozumieć podstawę symulowanej akcji, ponieważ mogą dopasować części programu do działań, które wykonują.

Blokowe a tradycyjne programowanie tekstowe

W przeszłości programowanie wymagało używania myszy i klawiatury do wpisywania kodu tekstowego. Może to być skomplikowane dla dzieci, zwłaszcza jeśli chodzi o internalizację składni. Są to zasady, które definiują strukturę języka programowania. Co więcej, tradycyjny wkład może sprawić, że programowanie stanie się abstrakcyjne i trudne dla młodych uczniów, którzy czerpią korzyści z uczenia się wizualnego i słuchowego.

Kodowanie oparte na blokach stało się narzędziem wprowadzającym uczniów w programowanie. Pozwala im zgłębiać te koncepcje w przyjaznym środowisku. Systemy te wykorzystują kolorowe, przeciągane bloki, które symulują zakodowany język. Uczniowie wybierają funkcje z kategorii oznaczonych kolorami i łączą je w obszarze roboczym płótna, aby utworzyć program sekwencyjny. Zaletą aplikacji blokowych lub stron internetowych jest to, że kategorie są jasno określone. Istnieją bloki do dodawania określonych funkcji, takich jak ruch, sterowanie i inne zmienne.

Jednak programowanie oparte na blokach jest przydatne tylko do pewnego momentu. Gdy uczniowie oswoją się z kodem blokowym, bardzo ważne jest wprowadzenie ich do kodu tekstowego. Podczas gdy kod oparty na blokach jest zabawny i wciągający, tekstowe języki programowania mają rzeczywiste zastosowania w informatyce. Nauczyciele powinni umożliwić uczniom zapoznanie się zarówno z kodowaniem blokowym, jak i tekstowym. Kiedy uczniowie będą gotowi, powinni przejść od bloków do tekstu, ponieważ kod tekstowy dla projektów będzie najbardziej rynkowy w branży.

Inne wyciągnięte wnioski

Konkurs robotów wirtualnych CoderZ skutecznie pomaga uczniom w nauce STEM. Byłem jednak zaskoczony, że program nauczył moich uczniów również praktycznych umiejętności życiowych. Zawierają:

1. Praca zespołowa – Dzieci pracowały razem, aby upewnić się, że wybrały odpowiednie funkcje dla każdej misji, która ma wygrać. Wymagało to współpracy w celu znalezienia najskuteczniejszego sposobu zaprogramowania robota do wykonywania misji. Konkurs kultywował pracę zespołową, która może mieć zastosowanie w innych działaniach zarówno w klasie, jak i poza nią, a docelowo w miejscu pracy.
2. Sprężystość – Misje nie zawsze kończyły się sukcesem za pierwszym razem, a sposób zaprogramowania robota nie zawsze był prosty ze względu na ograniczenia czasowe lub ukształtowanie terenu, więc dzieciaki musiały nauczyć się radzić sobie z frustracją przez cały ten konkurs. W takich przypadkach uczniowie musieli poprawiać kod tyle razy, ile było to konieczne, aby działał poprawnie. Frustracja to problem, z którym będą musieli się zmierzyć podczas korzystania z kodu opartego na języku, ponieważ drobny błąd składni unieważnia cały kod. Na pewno spotkają się z zniechęcającymi momentami w nauce iw życiu. Ta umiejętność wzmocniła ich odporność na taką frustrację.
3. Budowanie relacji – Zbudowałem relacje z dziećmi, wykorzystując technologię, którą dzieci uwielbiają, i rozmawiając o rzeczach pozaszkolnych w swobodnym otoczeniu (tj. nie w szkole ani na uczelni). Pomaga to w rozwoju całego dziecka. Prowadzi to również do tego, że dzieci chcą zrozumieć złożone pojęcia matematyczne, takie jak liczby dziesiętne, kąty, wzory i miary, ponieważ czują się tak, jakby znajdowały się w bezpiecznym środowisku, w którym mogą podejmować ryzyko. Pojęcie „wymaga całej wioski” było oczywiste dzięki bezpośredniemu i pośredniemu wsparciu różnych administratorów: dr Herberta Blackmona (dyrektor), dr Taylora Greene (zastępca dyrektora), Minnie Lawson-Cook (koordynator ds. technologii), Flora Maria Echols (trener instruktor), dr Mark Sullivan (kurator), dr Gwendolyn Tilghman (kurator instruktor) i dr Marsha Savage (specjalista ds. operacji edukacyjnych).

Następne kroki

Teraz, gdy miesiące ciężkiej pracy i konkurs dobiegły końca, członkowie szkoły i większej społeczności są stara się zebrać fundusze dla drużyn odwiedzić Kennedy Space Center na Florydzie. Mam nadzieję, że to doświadczenie i możliwości nie tylko zwiększą ich poziom ekspozycji, ale będą nadal zachęcać ich do osiągania doskonałych wyników w nauce i angażowania się w dziedzinie STEM.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/