Hur robotic gamification hjälpte mina grundskoleelever att älska STEM

Kodning är en nödvändig färdighet i dagens värld, men det är relativt utmanande att bemästra, särskilt för barn. Dess komplexitet beror inte nödvändigtvis på att det är obegripligt, utan för att det är ett nytt koncept för de flesta elever. Detta är särskilt fallet för elever i innerstadsskolor där tekniken oundvikligen är knapp på grund av systemiska faktorer utanför elevernas kontroll.

Med många tillgängliga programmeringsspråk kan det ta tid att välja en utgångspunkt. Lärare har hittat en lösning på detta problem: gamification. Plattformar som CoderZ erbjuda virtuella programmeringstjänster där barn kan lära sig kod genom spel. Dessa spel gör att lära sig kod både roligt och engagerande för barn.

Genom CoderZ Robotics läroplan lär sig barn att skapa, hantera och kommunicera med cyberrobotar i en virtuell miljö genom att mata in kod. Blockkod används eftersom det är lättare för barn att förstå och exekvera istället för komplex textbaserad kod. Inlärning är mer tillgänglig eftersom virtuella robotar inte kräver hårdvara, utrymme eller andra relaterade kostnader.

Jag använde CoderZ League-plattformen för att hjälpa mina elever att utveckla grundläggande kodningsfärdigheter när de spelade sig igenom underhållande småuppdrag. När jag såg hur de hade både drivkraft och uthållighet deltog de i en virtuell robottävling – Fall 2022 CoderZ League Robotics Competition. Tävlingen innebar enkla och komplexa uppgifter som utfördes av roboten som eleverna programmerade, såsom rörelseriktning och rotationsvinklar för att instruera roboten om hur den ska röra sig för att slutföra sitt uppdrag.

Några av uppdragen eleverna genomförde under den här tävlingen:

• Robogolf – Eleverna fick trycka in golfbollar i golfhålen. De använde gradskivor i en tillämpad miljö för att mäta vinkeln som roboten var tvungen att vända, och mätte avståndet för att bestämma hur långt roboten måste röra sig. Det härledda vinkel- och avståndsvärdet var inte alltid heltal. Ändå var de tvungna att slå en timer också, vilket ökade komplexiteten.
• Discoblock – Eleverna var tvungna att få sin robot till ett mål. De var tvungna att beräkna genom att addera, subtrahera, multiplicera och dividera. Vägen de valde avgjorde om de skulle få så höga poäng som möjligt eller inte.
• Maze Madness – Eleverna mätte avståndet som roboten behövde röra sig innan den kunde vända för att nå sitt mål. Detta uppdrag var utmanande eftersom avståndet inte alltid var ett heltal. Värdet kan ha varit en decimal, vilket var perfekt eftersom vi började läsåret med att lära oss om decimaler i 5^th kvalitet. Som sådan kompletterade integrering av robotik och kodning den standardbaserade undervisningen som redan förekom i mitt klassrum och gjorde det möjligt för eleverna att tillämpa innehållet. Icke desto mindre exponerades eleverna för innehåll som hörde till årsslutsstandarden för mätning eftersom de behövde mäta avståndet eller vinkeln som roboten måste färdas. Följaktligen, vid en nyligen genomförd benchmarkbedömning, gjorde eleverna betydande tillväxt inom den domänen, vilket vanligtvis ses i slutet av läsåret efter att enheten har undervisats.

Applikationer

CoderZ League Robotics bygger på att använda blockbaserad kod och speluppdrag för att engagera och lära barn om programmering. Grundade i STEM hjälper dessa övningar barn att utveckla beräkningstänkande och teknisk förmåga, vilket förbättrar deras verkliga problemlösningsförmåga. Eleverna måste anpassa sig för att slutföra ytterligare uppdrag och utmaningar, och därigenom stärka sin beslutsamhet och utveckla färdigheter som de kan använda utanför klassrumsmiljön.

I synnerhet erbjuder CoderZ-plattformen en komplett läroplan för programmering av cyberrobotar. Lärare som vill lära ut kodning kan göra det även om de inte är skickliga i programmering eller robotik. Allt de behöver göra är att följa läroplanen och lära sig tillsammans med sina elever. Detta är dock också begränsande eftersom pedagoger inte kan skapa nya utmaningar för eleverna att genomföra. De måste hålla sig till det som finns på plattformen. Ändå är det en engagerande upplevelse som hjälper barn att introducera komplexa koncept på ett roligt sätt.

Programmering: Effektivitet, Automation, Replikerbara åtgärder

Jag tyckte att det virtuella robotprogrammet CoderZ var ett utmärkt undervisningsverktyg på grund av dess noggrant utvalda plattform. Ett högkvalitativt program bör innehålla funktioner som förbättrar dess effektivitet, automatisering och replikerbara åtgärder.

Relaterad:
6 verktyg som hjälper barn att lära sig kodning och robotik
Den här läraren använder berättelsekodning för att väcka kreativitet och samarbete

Detta program uppfyller dessa kriterier på följande sätt.

• Effektivitet (CT-värde) – Kodeffektivitet avser tillförlitligheten, hastigheten och programmeringstekniken som används för att utveckla en applikations kod. Det är den mest kritiska faktorn för att säkerställa toppprestanda eftersom det minimerar resursförbrukning och färdigställandetid. På CoderZ återspeglas alla ändringar av koden omedelbart i simuleringsfönstret. Detta ger eleverna omedelbar feedback på sina projekt.
• Automation – Automation använder teknik för att slutföra uppgifter med så lite mänsklig interaktion som möjligt. Inom datoranvändning åstadkoms det vanligtvis genom ett program, ett skript eller batchbearbetning. Eleverna lär sig automatisering på CoderZ eftersom de kan mata in kod som driver de virtuella robotarna utan ytterligare manipulation. Automatisering förenklar processerna, vilket gör det lättare för maskinen att utföra repetitiva uppgifter.
• Replikerbara handlingar – Denna term definierar en sekvens av åtgärder som möjliggör effektiv användning av begränsade resurser samtidigt som oönskad variation under programutveckling och genomförande minskar. CoderZ uppnår detta genom att färgkoda sina kommandoblock vilket gör det lättare för barn att identifiera mönster i koden. Denna differentiering möjliggör inkludering bland olika elever (dvs elever med särskilda behov, engelska språkinlärare, etc.). Att replikera uppgifter med hjälp av kod hjälper eleverna att förstå grunden för den simulerade åtgärden, eftersom de kan matcha delar av programmet med de åtgärder de producerar.

Blockbaserad kontra traditionell textbaserad programmering

Tidigare innebar programmering att använda en mus och ett tangentbord för att skriva ut textbaserad kod. Detta kan vara komplext för barn, särskilt när det gäller att internalisera syntax. Det här är reglerna som definierar strukturen för ett programmeringsspråk. Dessutom kan traditionell input göra programmering abstrakt och utmanande för unga elever som drar nytta av visuellt och auditivt lärande.

Blockbaserad kodning har dykt upp som ett verktyg för att introducera eleverna för kodning. Det låter dem utforska dessa koncept i en vänlig miljö. Dessa system använder färgglada, dragbara block som simulerar kodat språk. Eleverna väljer funktioner från färgkodade kategorier och kombinerar dem i ett arbetsområde för att skapa ett sekvenserat program. Fördelen med blockprogrammeringsapplikationer eller webbplatser är att kategorierna är tydligt definierade. Det finns block för att lägga till specifika funktioner, såsom rörelse, kontroll och andra variabler.

Men blockbaserad programmering är bara användbar till en viss punkt. När eleverna är bekväma med blockbaserad kod är det avgörande att introducera dem för textbaserad kod. Även om blockbaserad kod är rolig och engagerande, har textbaserade programmeringsspråk verkliga tillämpningar inom datavetenskap. Lärare bör låta eleverna uppleva både blockbaserad och textbaserad kodning. När eleverna är redo bör de gå över från block till text, eftersom textbaserad kod för projekt kommer att vara den mest säljbara i branschen.

Andra lärdomar

Den virtuella robottävlingen CoderZ är effektiv för att hjälpa elever med STEM-inlärning. Men jag blev förvånad över att programmet också lärde mina elever praktiska livsfärdigheter. De inkluderar:

1. Lagarbete – Barnen arbetade tillsammans för att säkerställa att de valde rätt funktioner för varje uppdrag att vinna. Det innebar att man samarbetade för att ta reda på det mest effektiva sättet att programmera roboten för att slutföra uppdragen. Tävlingen odlade lagarbete, vilket kan gälla andra aktiviteter både i och utanför klassrummet samt ytterst på arbetsplatsen.
2. Motståndskraft – Uppdragen var inte alltid framgångsrika första gången eller sättet att programmera roboten var inte alltid okomplicerat på grund av tidsbrist eller terräng, så barnen fick lära sig att hantera frustration under hela tävlingen. I sådana fall var eleverna tvungna att revidera koden så många gånger som nödvändigt för att få den att fungera rätt. Frustration är ett problem de kommer att möta när de använder språkbaserad kod eftersom ett mindre syntaxfel ogiltigförklarar hela koden. De är skyldiga att möta avskräckande stunder medan de lär sig och i livet. Denna färdighet stärkte deras motståndskraft mot sådan frustration.
3. Förhållande byggande – Jag byggde relationer med barnen genom att utnyttja tekniken, som barnen älskar, och prata om saker som inte tillhör skolan i den här avslappnade miljön (dvs. inte skolan eller akademin). Detta hjälper till att utveckla hela barnet. Det leder också till att barn vill förstå komplexa matematiska begrepp som decimaltal, vinklar, mönster och mått eftersom de känner sig som om de befinner sig i en säker miljö där de kan ta risker. Uppfattningen om "det tar en by" var uppenbar på grund av det direkta och indirekta stödet från olika administratörer: Dr Herbert Blackmon (rektor), Dr. Taylor Greene (biträdande rektor), Minnie Lawson-Cook (teknologisamordnare), Flora Maria Echols (instruktionscoach), Dr. Mark Sullivan (Superintendent), Dr. Gwendolyn Tilghman (Instructional Superintendent) och Dr. Marsha Savage (Learning Operations Specialist).

Nästa steg

Nu när månaderna av hårt arbete och tävlingen har avslutats, är medlemmar i skolan och större gemenskap försöker samla in pengar till lagen att besöka Kennedy Space Center i Florida. Jag hoppas att erfarenheten och möjligheten inte bara kommer att bredda deras exponeringsnivå, utan kommer att fortsätta att uppmuntra dem att utmärka sig akademiskt och att engagera sig inom STEM-området.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://www.eschoolnews.com/2023/01/06/robotic-gamification-coding-stem/