Διαχείριση της τάξης ρομποτικής

Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ της τάξης ρομποτικής και των περισσότερων παραδοσιακών τάξεων. Ακολουθούν μερικές συμβουλές για τη διαχείριση ενός προγράμματος ρομποτικής με τους μαθητές σας.

Ενημερωθείτε για τα Εκπαιδευτικά Σεμινάρια Ρομποτικής και τις λύσεις
της O3 Out of the Ordinary.

Αν και υπάρχουν αμέτρητοι τρόποι για την εφαρμογή ενός εργαστηρίου ρομποτικής, υπάρχουν ορισμένα κοινά ζητήματα που αντιμετωπίζουν πολλοί εκπαιδευτικοί. Αυτό το άρθρο διερευνά ορισμένα από τα στοιχεία που πρέπει να λάβετε υπόψη σας.

Καθορισμός προσδοκιών

Η ρομποτική παρέχει την ευκαιρία για μια διαφορετική προσέγγιση στη μάθηση από ό,τι στις περισσότερες παραδοσιακές τάξεις και αξίζει να κάνετε αναφορικά σχετικά με αυτό στους μαθητές σας. Για τα πρώτα μαθήματα, μου αρέσει να περνάω από μερικές γρήγορες προκλήσεις για να βοηθήσω τους μαθητές να συνηθίσουν τον τρόπο λειτουργίας αυτής της τάξης. Τους δείχνω τη διαδικασία σχεδιασμού μηχανικής και τους εξηγώ ότι θα περάσουν μεγάλο μέρος της χρονιάς απαντώντας σε προκλήσεις σχεδιασμού και θα κατασκευάζουν, θα προγραμματίζουν, θα δοκιμάζουν και θα μοιράζονται τις λύσεις τους.

Μερικά από τα σημεία στα οποία είναι ωφέλιμο να δίνεται έμφαση καθ’ όλη τη διάρκεια των εισαγωγικών προκλήσεων περιλαμβάνουν:

Ως προκλήσεις τις αντιθέσεις των δραστηριοτήτων ως προς την απλότητα των λύσεων, τα περιθώρια επεκτάσεων και διαδρομών (σύμφωνα με τον Mitch Resnick, συνιδρυτή της ομάδας που ανέπτυξε το Scratch)
Ευρηματικότητα λύσεων
Ενθάρρυνση της τεχνικής μίμησης
Ομαδοσυνεργατικές λύσεις σε περίπτωση που κολλάτε σε κάποιο επίπεδο
Προετοιμασία για την αποτυχία – αποτελεί ευκαιρία εξέλιξης

Ροή μαθήματος

Τα μαθήματα ρομποτικής συνήθως ξεκινούν με μια επισκόπηση ή υπενθύμιση της πρόκλησης και μια γρήγορη συζήτηση για να διευκρινιστεί τι απαιτείται και ποιοι είναι οι περιορισμοί. Οι μαθητές ενθαρρύνονται να βρουν νέες ιδέες και συνήθως βρίσκουν πολύ γρήγορα τις αδυναμίες σε ό,τι τους έχει παρουσιαστεί. Αν η εστίαση είναι στην ανάπτυξη μιας συγκεκριμένης δεξιότητας, ο εκπαιδευτικός μπορεί να τους δείξει ρητά μια συγκεκριμένη τεχνική κατασκευής ή προγραμματισμού, αλλά αυτό είναι συνήθως πολύ σύντομο. Ένα από τα πλεονεκτήματα των προκλήσεων ρομποτικής είναι ότι, αν επιλεχθεί η σωστή πρόκληση τη σωστή στιγμή, οι μαθητές θα αποκτήσουν τις όποιες δεξιότητες ή αντιλήψεις σκοπεύουν να μάθουν με ελάχιστη άμεση διδασκαλία.

Κατά τη διάρκεια του μαθήματος, η εργασία τις ομάδες είναι σημαντική ενώ παράλληλα τα παιδιά ενθαρρύνονται να ζητούν βοήθεια από άλλους που έχουν λύσει παρόμοια προβλήματα. Περιστασιακά, θα γίνει κάποια άμεση διδασκαλία, αλλά συνήθως μόνο με ένα υποσύνολο των μαθητών. Για παράδειγμα, μπορεί να ζητηθεί από κάθε ομάδα να στείλει ένα μέλος της στο μπροστινό μέρος της αίθουσας για να τους δείξει μια συγκεκριμένη τεχνική προγραμματισμού.

Στο τέλος του μαθήματος και ιδιαίτερα αν δεν συνεχίζεται με κάποια πρόκληση, είναι σημαντικό να ενθαρρύνονται οι μαθητές να μοιράζονται μεταξύ τους αυτό που επεξεργάστηκαν. Για μια γρήγορη πρόκληση, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την τοποθέτηση όλων των κατασκευών σε ένα τραπέζι στο μπροστινό μέρος της τάξης, και στη συνέχεια να συγκεντρωθούν και να εξετάσουν κάθε προσέγγιση. Για μια μεγαλύτερη ή πιο ουσιαστική πρόκληση, αυτό συνήθως σημαίνει ότι κάθε ομάδα παρουσιάζει το έργο της και απαντά σε ερωτήσεις σχετικά με αυτό.

Ομαδική εργασία

Η ρομποτική ενδείκνυται ιδιαίτερα για να δουλεύουν οι μαθητές συνεργατικά. Αυτό συμβαίνει εν μέρει επειδή η παροχή ατομικών κιτ για κάθε μαθητή είναι συνήθως ανέφικτη (και απαγορευτικά δαπανηρή στις περισσότερες περιπτώσεις), αλλά και λόγω των πλεονεκτημάτων που προκύπτουν από την ομαδική εργασία. Υπάρχουν πολλές πτυχές στο σχεδιασμό και την κατασκευή ρομπότ, και η ομαδική εργασία παρέχει την ευκαιρία σε μαθητές με διαφορετικά δυνατά σημεία να συνεργαστούν και να αλληλοσυμπληρωθούν.

Οι ομάδες των δύο ή τριών ατόμων λειτουργούν καλύτερα. Υπάρχει πάντα ο κίνδυνος ένα ή δύο άτομα σε μια ομάδα να κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς, αλλά ο κίνδυνος αυτός ελαχιστοποιείται με ένα ζευγάρι. Με μια μεγαλύτερη ομάδα, υπάρχει μεγάλος κίνδυνος κάποιοι μαθητές να μην ασχοληθούν.

Σε περιπτώσεις όπου έχω αφήσει τους μαθητές να σχηματίσουν τις δικές τους ομάδες και τους ζητηθεί να σχηματίσουν ομάδες των δύο ή των τριών, ήταν σύνηθες να προτιμούν κάποιοι μαθητές μια ομάδα των τριών. Η ομάδα των τριών λειτουργεί καλά όταν όλοι οι μαθητές είναι ενεργοί στην εξεύρεση ενός ρόλου στην ομάδα. Μια ομάδα των τριών λειτουργεί επίσης καλά στην περίπτωση που ένας μαθητής απουσιάζει τακτικά.

Όπως σε κάθε κατάσταση ομαδικής εργασίας, ο τρόπος σχηματισμού των ομάδων είναι σημαντικός. Αν η εστίαση είναι να μάθουν όλοι οι μαθητές μια συγκεκριμένη δεξιότητα, είναι σημαντικό να αποφεύγεται η κυριαρχία των έμπειρων μαθητών. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να είναι επωφελές να υπάρχουν ομάδες που να αποτελούνται από μέλη με παρόμοια επίπεδα εμπειρίας, έτσι ώστε ο πιο σίγουρος μαθητής να μην κάνει όλη τη δουλειά.

Χώρος και εξοπλισμός

Οι μαθητές θα χρειαστούν χώρο για να κατασκευάσουν τα ρομπότ τους και, ανάλογα με την πρόκληση, χώρο για να το δοκιμάσουν. Τα τραπέζια ή οι πάγκοι είναι προτιμότερα από τα μεμονωμένα γραφεία ή την εργασία στο πάτωμα.

Οι μαθητές θα χρειαστούν επίσης πρόσβαση σε υπολογιστές (επιτραπέζιους υπολογιστές, φορητούς υπολογιστές ή τάμπλετ) για τον προγραμματισμό και συνήθως αρκετά κιτ για το ισοδύναμο ενός βασικού σετ ανά ομάδα. Εάν χρησιμοποιούνται επιτραπέζιοι υπολογιστές για προγραμματισμό, αυτοί είτε χρειάζονται αρκετό χώρο γύρω τους για να επιτρέπουν την κατασκευή, είτε θα πρέπει να είναι δίπλα στην περιοχή κατασκευής. Εναλλακτικά, η χρήση ταμπλετών ή φορητών υπολογιστών για τον προγραμματισμό παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία γύρω από το σημείο όπου μπορεί να πραγματοποιηθεί ο προγραμματισμός.

Πολλές προκλήσεις και σίγουρα οι περισσότεροι διαγωνισμοί ρομποτικής απαιτούν πίνακες ή στρώματα για τη λειτουργία των ρομπότ. Η ύπαρξη διαθέσιμου χώρου για αυτό είναι σημαντική. Ιδανικά, ο χώρος αυτός θα πρέπει να είναι κεντρικός για όλες τις ομάδες και, αν ο χώρος και οι πόροι το επιτρέπουν, μπορεί να είναι επωφελές να υπάρχουν διαθέσιμες πολλαπλές πλακέτες/στρώματα για να μπορούν περισσότερες ομάδες να δοκιμάζουν τα ρομπότ τους ταυτόχρονα.

Θα πρέπει να υπάρχει προσβάσιμος αποθηκευτικός χώρος σε κοντινή απόσταση. Απαιτείται αποθηκευτικός χώρος για την ασφαλή αποθήκευση των κατασκευασμένων ρομπότ, των υλικών κατασκευής, συμπεριλαμβανομένων των κιτ LEGO, και των χαλιών πρόκλησης και άλλων υλικών. Θα χρειαστεί επίσης κάπου να αφεθούν οι μπαταριες να φορτίζουν με ασφάλεια μεταξύ των μαθημάτων και ιδανικά κάποιες εφεδρικές μπαταρίες.

Είναι σημαντικό να ενθαρρύνονται οι μαθητές να διατηρούν το δάπεδο καθαρό καθ’ όλη τη διάρκεια του μαθήματος και να ελέγχουν πάντα το δάπεδο στο τέλος κάθε μαθήματος. Έχει διαπιστωθεί ότι οι νεότεροι μαθητές δυσκολεύονται πολύ περισσότερο με αυτό από ό,τι οι μεγαλύτεροι μαθητές.

8aa1639fd8bf95cfebcb40691dd9ee36-huge-ethans-classroom1

Διαχείριση χρόνου

Κατά την έναρξη των εργαστηρίων ρομποτικής, είναι σημαντικό να επικεντρωθεί κανείς σε εκτεταμένα έργα, συμπεριλαμβανομένων διαγωνισμών ρομποτικής και θεματικών έργων. Αυτά συνήθως διαρκούν μερικές εβδομάδες ή ένα ολόκληρο τρίμηνο. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι μαθητές συχνά κουράζονται στο τέλος ενός έργου 4-6 εβδομάδων και αναφέρουν ότι “αν είχαμε άλλη μια εβδομάδα, θα…”. καταλήγει κανείς στο πόρισμα ότι δεν έχει σημασία η διάρκεια του έργου. Επιπλέον, έχει παρατηρηθεί ότι οι μαθητές είναι συνήθως σε θέση να επινοήσουν τις πιο καινοτόμες λύσεις στο πρώτο μάθημα και στη συνέχεια δεν είναι πρόθυμοι να διαλύσουν τις κατασκευές τους και να ξεκινήσουν από την αρχή, ακόμη και όταν επιμένουν σε μια αποτυχημένη προσέγγιση για πολύ περισσότερο χρόνο από ό,τι θα χρειαστεί για να δημιουργήσουν μια αρχική λύση.

Βάση εμπειριών θεωρείται ότι αυτό αποτελεί σε μεγάλο βαθμό εφαρμογή του κανόνα “80/20”. Θεωρείται ότι πολύ συχνά, το 80% των εκπαιδευτικών οφελών προέρχεται από το 20% του χρόνου που θα μπορούσε να δαπανηθεί σε ένα έργο. Ένας σπουδαίος στόχος είναι να οριοθετηθούν οι περισσότερες προκλήσεις όταν φτάσουν σε αυτό το 80%. Οι περισσότερες προκλήσεις διαμορφώνονται με όρους γρήγορου καταιγισμού ιδεών, επίδειξης μιας βασικής “απόδειξης της έννοιας”, καταγραφής της εργασίας σας, και στη συνέχεια της αποσυναρμολόγησής της και της εκ νέου έναρξης μιας νέας πρόκλησης.

Είναι ωστόσο σημαντικό να υπάρχει ευελιξία ως προς τα ενδιαφέροντα των μαθητών και ο εκπαιδευτικός να είναι σε θέση να προσαρμόζει το πρόγραμμα των μαθημάτων ανάλογα. Εάν είναι σαφώς “μέσα” σε μια σχεδιαστική πρόκληση και θεωρηθεί ότι υπάρχει περισσότερο κέρδος από αυτήν, συνήθως θα δοθεί από τον εκπαιδευτικό περισσότερος χρόνος. Ή μπορεί να βρει έναν τρόπο να “επαναφέρω” την πρόκληση δίνοντάς της μια διαφορετική τροπή. Με αυτόν τον τρόπο, οι μαθητές που θέλουν να ξεκινήσουν από την αρχή ή που έχασαν την αρχική πρόκληση έχουν ένα νέο σημείο εισόδου και όσοι θα ήθελαν να συνεχίσουν με τις λύσεις τους θα έχουν κάτι για να βασιστούν.

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση είναι ένα αρκετά μεγάλο θέμα που αξίζει να σχολιαστεί. Ως εκ τούτου, παρατίθεται ένας σύντομος κατάλογος με ορισμένες από τις προσεγγίσεις αξιολόγησης που χρησιμοποιούνται τακτικά:

Παρατήρηση στην τάξη
Ημερολόγια σχεδιασμού
Παρουσιάσεις (επίσημες και ανεπίσημες)
Αυτοαξιολόγηση και αξιολόγηση από ομότιμους
Καταγραφή και ανταλλαγή εργασιών
Δημοσιεύσεις στο blog

Τι γνώμη έχετε για τις συμβουλές που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο; Αν είστε έμπειρος καθηγητής ρομποτικής, τι θα θέλατε να γνωρίζατε όταν ξεκινούσατε; Αν είστε νέος στη διαχείριση μιας τάξης ρομποτικής, ποιες είναι οι μεγαλύτερες απορίες ή ανησυχίες σας; Παρακαλούμε ενημερώστε μας στα σχόλια παρακάτω.