机器人游戏化如何帮助我的小学生热爱 STEM

编码是当今世界的必备技能，但掌握起来相对具有挑战性，尤其是对于孩子而言。 它的复杂不一定是因为它难以理解，而是因为它对大多数学生来说是一个新概念。 对于市中心学校的学生来说尤其如此，由于学生无法控制的系统性因素，技术不可避免地短缺。

有许多可用的编程语言，选择一个起点可能需要时间。 教育工作者找到了解决这个问题的方法：游戏化。 像这样的平台 编码器Z 提供虚拟编程服务，孩子们可以通过游戏学习代码。 这些游戏让孩子们学习代码既有趣又吸引人。

通过 CoderZ Robotics 课程，孩子们可以通过输入代码在虚拟环境中学习创建、管理和与网络机器人通信。 使用块代码是因为它比复杂的基于文本的代码更容易让孩子理解和执行。 学习更容易获得，因为虚拟机器人不需要硬件、空间或其他相关成本。

我使用 CoderZ League 平台帮助我的学生培养基本的编码技能，因为他们通过有趣的小任务玩自己的方式。 当我看到他们既有干劲又有韧性时，他们就参加了一个虚拟机器人比赛——2022 年秋季 CoderZ 联赛机器人比赛。 比赛涉及由学生编写的机器人完成的简单和复杂任务，例如运动方向和旋转角度，以指导机器人如何移动以完成其任务。

学生在本次比赛中完成的部分任务：

• 机器人高尔夫 – 学生必须将高尔夫球推入高尔夫球洞。 他们在应用设置中使用量角器来测量机器人必须转动的角度，并测量距离以确定机器人必须移动多远。 导出的角度值和距离值并不总是整数。 尽管如此，他们还必须击败计时器，这增加了复杂性。
• 迪斯科积木 – 学生必须让他们的机器人到达目标。 他们必须通过加、减、乘、除来计算。 他们选择的路径决定了他们能否获得尽可能高的分数。
• 迷宫疯狂 – 学生们测量了机器人在转向到达目标之前需要移动的距离。 这项任务具有挑战性，因为距离并不总是整数。 该值可能是小数，这很完美，因为我们在学年开始时学习了 5 中的小数^th 年级。 因此，集成机器人技术和编码补充了我课堂上已经发生的基于标准的教学，并使学生能够应用内容。 尽管如此，学生还是会接触到与年终测量标准有关的内容，因为他们需要测量机器人必须行进的距离或角度。 因此，在最近的基准评估中，学生在该领域取得了显着进步，这通常在学年末教授该单元后可见。

应用领域

CoderZ League Robotics 的基础是使用基于块的代码和游戏任务来吸引和教授儿童编程。 这些练习以 STEM 为基础，帮助孩子培养计算思维和技术能力，从而提高他们解决现实世界问题的能力。 学生必须适应完成进一步的任务和挑战，从而增强他们的决心并发展他们可以在课堂之外使用的技能。

特别是，CoderZ 平台提供了完整的网络机器人编程课程。 希望教授编码的教育工作者可以这样做，即使他们不擅长编程或机器人技术。 他们所要做的就是遵循课程并与学生一起学习。 然而，这也有局限性，因为教育工作者无法为学生创造新的挑战来完成。 他们必须坚持平台上提供的内容。 然而，这是一种引人入胜的体验，有助于以有趣的方式向孩子们介绍复杂的概念。

编程：效率、自动化、可复制的操作

我发现 CoderZ 虚拟机器人程序因其精心策划的平台而成为一种出色的教学工具。 一个高质量的程序应该包含提高其效率、自动化和可复制操作的功能。

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该程序通过以下方式满足这些标准。

• 效率 – 代码效率是指用于开发应用程序代码的可靠性、速度和编程技术。 它是确保最佳性能的最关键因素，因为它最大限度地减少了资源消耗和完成时间。 在 CoderZ 上，对代码的任何更改都会立即反映在模拟窗格中。 这为学生提供了有关他们项目的即时反馈。
• 自动化 – 自动化使用技术来完成任务，尽可能少的人为干预。 在计算中，它通常通过程序、脚本或批处理来完成。 学生可以在 CoderZ 上学习自动化，因为他们可以输入代码来操作虚拟机器人而无需进一步操作。 自动化简化了流程，使机器更容易完成重复性任务。
• 可复制的动作 – 该术语定义了一系列操作，这些操作可以有效利用有限的资源，同时减少程序开发和执行过程中不需要的变化。 CoderZ 通过对其命令块进行颜色编码来实现这一点，使孩子们更容易识别代码中的模式。 这种差异化能够包容不同的学习者（即有特殊需要的学生、英语语言学习者等）。 使用代码复制任务有助于学生理解模拟动作的基础，因为他们可以将程序的某些部分与他们产生的动作相匹配。

基于块的编程与传统的基于文本的编程

过去，编程涉及使用鼠标和键盘键入基于文本的代码。 这对儿童来说可能很复杂，尤其是在语法内化方面。 这些是定义编程语言结构的规则。 此外，对于受益于视觉和听觉学习的年轻学生来说，传统输入会使编程变得抽象和具有挑战性。

基于块的编码已成为一种向学生介绍编码的工具。 它允许他们在友好的环境中探索这些概念。 这些系统使用彩色、可拖动的块来模拟编码语言。 学生从颜色编码的类别中选择功能，并将它们组合在画布工作区中以创建顺序程序。 块编程应用程序或网站的好处是类别明确定义。 有用于添加特定功能的块，例如运动、控制和其他变量。

但是，基于块的编程仅在一定程度上有用。 一旦学生熟悉基于块的代码，向他们介绍基于文本的代码就很重要了。 虽然基于块的代码有趣且引人入胜，但基于文本的编程语言在计算机科学中具有实际应用。 教育工作者应该让学生体验基于块和基于文本的编码。 当学生准备好时，他们应该从块过渡到文本，因为基于文本的项目代码将是业内最畅销的。

其他经验教训

CoderZ虚拟机器人大赛有效帮助学生进行STEM学习。 然而，令我惊讶的是，该项目还教会了我的学生实用的生活技能。 他们包括：

1. 团队合作 – 孩子们齐心协力，确保他们为每项任务选择了正确的函数以赢得胜利。 它涉及合作找出对机器人进行编程以完成任务的最有效方法。 比赛培养了团队合作精神，这可以适用于课堂内外的其他活动，最终也适用于工作场所。
2. 弹性 – 由于时间限制或地形，第一次任务并不总是成功，或者对机器人进行编程的方式并不总是直截了当，因此孩子们必须在整个比赛中学习如何应对挫折。 在这种情况下，学生必须根据需要多次修改代码才能使其正常工作。 在使用基于语言的代码时，他们会遇到挫折感，因为一个小的语法错误会使整个代码无效。 他们在学习和生活中必然会遇到令人沮丧的时刻。 这种技能增强了他们对这种挫败感的适应能力。
3. 建立关系 – 我通过利用孩子们喜欢的技术与孩子们建立关系，并在这种随意的环境中谈论非学校的事情（即，不是学校或学术）。 这有助于孩子的全面发展。 它还会导致孩子们想要理解复杂的数学概念，例如小数、角度、模式和测量，因为他们觉得自己好像处在一个可以冒险的安全环境中。 “它需要一个村庄”的概念是显而易见的，因为来自各种管理人员的直接和间接支持：Herbert Blackmon 博士（校长）、Taylor Greene 博士（副校长）、Minnie Lawson-Cook（技术协调员）、Flora Maria Echols（教学教练）、Mark Sullivan 博士（学监）、Gwendolyn Tilghman 博士（教学学监）和 Marsha Savage 博士（学习运营专家）。

下一步

现在几个月的努力和比赛已经结束，学校和更大社区的成员都 试图为团队筹集资金 参观佛罗里达州的肯尼迪航天中心。 我希望这些经验和机会不仅能拓宽他们的接触面，还能继续鼓励他们在学业上取得优异成绩并参与 STEM 领域。

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