Napredovanje pri gradnji z VEX GO

Uvod

Namen tega članka je začrtati pot za začetek gradnje z VEX GO. Članek je namenjen tistim, ki so popolnoma novi in nepoznani s svojimi kompleti, ter ponuja ključne informacije za orientacijo v sistemu VEX GO. Ne pozabite — pri prostem gradenju ni pravega ali napačnega pristopa. Kombinacije delov v kompletu so skoraj neskončne, zato ne more obstajati le ena rešitev. Ta članek vam želi ponuditi vstopno točko v to zahtevno tematiko in jo narediti manj zastrašujočo.

Pot do gradnje ima v osnovi tri ključne postaje na poti do končnega cilja — prostega gradenja:

• Navodila za gradnjo

• Prilagoditve

• Prosto gradenje

Priporočamo, da vsako postajo temeljito raziščete, preden nadaljujete svojo pot gradenja. Prva postaja na našem načrtu so Navodila za gradnjo.

Navodila za gradnjo

Za začetek priporočamo, da si ogledate navodila za gradnjo VEX GO, ki so na voljo na spletnem mestu builds.vex.com. Navodila za gradnjo so vnaprej določena postopna navodila, ki uporabnika vodijo skozi gradnjo določenega modela. Nekateri modeli so zgolj konstrukcijski, kar pomeni, da niso napajani, kot na primer nenapajanin Super Car. Drugi so napajani z motorji in stikali (naprej, nazaj in izklop), kot na primer Spirograph. Spet drugi so napajani in programirani z uporabo Brain enote VEX GO, kot na primer Code Base. Ti vnaprej določeni modeli se uporabljajo v različnih VEX GO STEM Labs. Laboratoriji nudijo učiteljem strukturirane aktivnosti za vsak model in jim zagotavljajo izhodišče za uporabo modelov ter navodil za gradnjo pri pouku. Z začetkom pri navodilih za gradnjo in aktivnostih STEM Labs učitelji učencem postavijo temelje, ki jih pripravijo na reševanje zahtevnejših izzivov v prihodnosti.

Na sliki (od leve proti desni): Nenapajanin Super Car (zgolj konstrukcijski); Spirograph (napajanin); Code Base (napajanin in programiran)

Navodila za gradnjo podpirajo učenje učencev

Sledenje natančno določenim navodilom za gradnjo je odličen način za seznanitev s kompletom in deli v njem, hkrati pa omogoča vpogled v delovanje posameznih delov in razloge za njihovo uporabo v določenih modelih. Gradnja po uvodnih navodilih zmanjša kognitivno obremenitev in vam omogoča, da na svoji poti gradenja napredujete dlje. Teorija kognitivne obremenitve skuša pojasniti, kako sposobnost učenca za obdelavo novih informacij vpliva na količino informacij, ki jih mora obvladati za dokončanje naloge.¹ Na primer, med procesom reševanja problemov, kot je načrtovanje in gradnja predmeta za izvedbo naloge, morajo imeti učenci v delovnem spominu hkrati dostopno veliko elementov: cilj, načrt, omejitve in dejanski postopek medsebojnega povezovanja dveh delov. Da bi učencem pomagali obvladati tako obsežno nalogo, jo razdelimo na manjše sestavne dele, kar naredi obremenitev bolj obvladljivo. Gradnja po navodilih učencem omogoča, da se osredotočijo le na način medsebojnega povezovanja delov za ustvarjanje večjega predmeta. Čim bolj učenci vadijo, tem manj miselnega napora zahtevajo dejanja, vključena v nalogo gradnje, s čimer se sprosti kognitivna zmogljivost za koncepte, kot sta načrtovanje ali iteriranje modela.

Sledenje natančno določenim navodilom za gradnjo razvija tudi številne druge spretnosti, kot je prostorsko mišljenje. Prostorske spretnosti so temeljni sestavni del učenja in so skupni izraz za vrsto kognitivnih procesov, ki se uporabljajo za zaznavanje in delo s prostorskimi informacijami.² Razumevanje predmetov ter njihovih lastnosti in gibanja v prostoru, sposobnost ustvarjanja miselnega modela predmeta ali problema oziroma preoblikovanje tega predmeta v mislih — vse to je del prostorskega mišljenja. Konkretno to pomeni, da usmerjanje modela ali delov enako, kot je prikazano v navodilih za gradnjo, razvija prostorsko mišljenje — pomembno spretnost za zahtevnejšo gradnjo v prihodnosti.

Ta strategija gradnje učencem pomaga razumeti številne različne vrste povezav med gradnjo in spoznati, da so vsi modeli le posebno zaporedje teh povezav. Sčasoma razvijejo razumevanje, da mora imeti vsak del v modelu določeno funkcijo — bodisi za obliko, strukturo, gibanje, upravljanje ali okrasitev!

Te spretnosti niso koristne le pri gradnji; z gradnjo in utrjevanjem teh spretnosti učenci podpirajo tudi svoje matematično mišljenje.³ Velik del matematičnega mišljenja temelji na sposobnosti učencev, da ustvarijo miselni model problema. Z vajami gradnje učenci ne samo urijo prostorsko mišljenje, ampak razvijajo tudi sposobnosti miselnega modeliranja, ki podpirajo kasnejše učenje matematike.⁴ Več o uporabi VEX GO pri podpori matematičnega mišljenja si preberite v tem članku.

Prilagoditve

Predstavljajte si to tako: »Prilagoditve« bodo vaš most med strukturirano gradnjo (po navodilih za gradnjo) in prostim gradenjem. Pri strukturirani gradnji imate v osnovi vse odgovore na vprašanja zakaj gradim, kako gradim in kaj gradim. Pri prostem gradenju morate vse odgovore poiskati sami. Prilagoditve so odličen način za postopno uvajanje v odgovarjanje na ta vprašanja, ne da bi morali na vsa odgovoriti hkrati.

Na primer, v aktivnosti Ramp Racers bodo učenci izvedli manjše prilagoditve modela Inclined Plane. To učencem omogoča določeno mero izbire pri urejanju modela, brez pomanjkanja strukture, ki je značilno za prosto gradenje. Učenci se tako lahko osredotočijo na manjše število spremenljivk hkrati, dokler se ne spoznajo z deli v kompletu GO, njihovim delovanjem in gradnjo določenih mehanizmov.

Drugi primeri, ki vključujejo ta pristop, so Super Car, Robot Arm, Code Base in prilagoditve klešč v 2. laboratoriju enote STEM Lab za prilagodljive klešče.

Nekatere serije modelov, kot je Super Car (prikazan spodaj), ponujajo še en način za raziskovanje gradnje s prilagoditvami. Model napreduje skladno s spremenjenimi zahtevami robota. Serije modelov, kot je Super Car, nudijo priložnost za raziskovanje povezave med prilagoditvijo in potrebo. Ne glede na to, ali »potrebo« opredeli aktivnost STEM Lab ali učenci sami, je pomembno, da znajo spremembe modela povezati z zmogljivostmi modela.

Ena od strategij za postopni prehod od prilagoditev k prostemu gradenju je razmišljanje o prilagoditvah, ki bi izboljšale že dokončane modele. To je naslednji korak k prostemu gradenju, saj vas spodbudi k razmišljanju, načrtovanju in ustvarjanju predelanega modela.

Prosto gradenje

Začetek

Gradnja zasnove od začetka se je lahko sprva zdijo zastrašujoče. Vendar pa je gradbene tehnike, kot so tiste, ki so bile predstavljene v uvodnem tečaju gradnje STEM Lab in v članku Ključne ideje za gradnjo z VEX GO, mogoče uporabiti pri vseh vrstah gradnje, kar nalogo naredi bolj obvladljivo.

Pomislite takole: kombinacije delov in vzorcev povezav v vaših kompletih VEX GO so skoraj neskončne. Ob tem dejstvu je matematično gledano karkoli mogoče. Poiskati morate le pravo formulo za rešitev vseh vaših problemov. Vprašanje, ki se pri tem pojavi, je: »Kje začeti?«

Izhodišče

To je zahtevno vprašanje. Ko začenjate s prostim gradenjem, si je vsekakor vredno najprej opredeliti zakaj in s kakšnim namenom gradite prosto. Pogosto je koristno, da pred začetkom gradnje dokumentirate svoje razmišljanje in omejitve zasnove.

• Lahko si naredite preglednico s cilji, ki jih želite doseči z vašo zasnovo.

  • Nekateri primeri ciljev, ki jih morda želite doseči:

    • Želim, da zasnova gre hitro

    • Želim, da zasnova seže visoko

    • Želim, da je zasnova zelo lahka

    • Želim, da je zasnova zelo majhna

    • Želim, da zasnova vozi in zavija

    • Želim, da zasnova dviguje in premika predmete

• Lahko si naredite tudi preglednico z omejitvami vaše zasnove. Na primer, komplet GO vsebuje določeno število delov. Morda imate v mislih zasnovo, a nimate dovolj določenega dela za njeno gradnjo.

  • Nekateri primeri omejitev, ki jih boste morda morali upoštevati:

    • Smete uporabiti samo dele GO

    • Smete uporabiti samo strukturne komponente (brez motorjev ali drugega električnega napajanja)

    • Smete uporabiti manj kot 50 delov

    • Smete uporabiti samo štiri kolesa, ki so priložena v kompletu

    • Gradnja mora biti dokončana v določenem časovnem okviru

Pomembno je, da ta vprašanja zapišete — ne le zato, da si jih zapomnite, ampak tudi zato, da ostanete na pravi poti. Z neskončnimi kombinacijami povezav je namreč težko ohraniti v mislih prvotni namen, ko enkrat začnete. Zapisovanje cilja in vseh omejujočih dejavnikov vam pomaga zagotoviti, da ustvarite točno to, kar ste si prvotno zamislili.

Načrtovanje, ustvarjanje in iteriranje

Poznavanje cilja in omejitev postavlja temelje za načrtovanje rešitve. Preden začnete graditi, je pomembno, da imate načrt. Navodila za gradnjo ponujajo zelo natančen in podroben načrt modela. Pri prostem gradenju so načrti učencev lahko bolj ohlapni, a morajo vsebovati vsaj skico tega, kar nameravajo zgraditi. To pomeni, da vadijo ustvarjanje miselnega modela svoje zamisli, prenos te na papir in nato ujemanje risbe z dejanskimi deli iz kompleta.

Ko določite, kaj želite doseči z modelom, in opredelite dejavnike, ki stojijo med vami in tem ciljem, nastopi uravnoteževanje. Poiskati morate popolno ravnovesje med omejitvami in cilji, da ustvarite točno to, kar ste si zadali.

Ne bojte se preizkušati novih stvari! Ko eksperimentirate z možnimi rešitvami in modeli, je pomembno, da se ne oklepate ene same poti. Z skoraj neskončnimi kombinacijami delov v kompletu obstaja zagotovo več kot en pristop k vašemu problemu! Preizkušajte in iterirajte model, da zagotovite doseganje cilja ob hkratnem upoštevanju omejitev. Celoten proces prostega gradenja je izjemno zabaven, saj vas postavi v vlogo voznika!

¹ Sweller, J., van Merriënboer, J.J.G. & Paas, F. Cognitive Architecture and Instructional Design: 20 Years Later. Educ Psychol Rev 31, 261–292 (2019). https://doi.org/10.1007/s10648-019-09465-5

² Cameron, Claire E. Interview by Jason McKenna. Interview with Claire Cameron Part 1: School Readiness, 2022, https://pd.vex.com/videos/interview-with-claire-cameron-pt-1-school-readiness.

³ Cameron, Claire E. Hands on, minds on: How executive function, motor, and spatial skills foster school readiness. Teachers College Press, 2018.

⁴ Ibid.