Преимущества проектного обучения в обучении кодированию

Представьте себе, что вы входите в класс, который гудит от активности. Учитель ходит от стола к столу. Ученики усердно работают над устройствами, пишут код, тестируют программы или механизмы и делают заметки. Периодически вы будете слышать радостные возгласы успеха или вздохи разочарования, когда «они возвращаются к чертежной доске».

Этот сценарий охватывает кодирование в проектно-ориентированном обучении. Эта учебная практика оказывается больше, чем просто мимолетной тенденцией в образовании, которая популярна сегодня, но забыта завтра. Проектно-ориентированное обучение (PBL) и кодирование, вероятно, останутся здесь, поскольку оба имеют доказанные преимущества, связанные с подготовкой студентов к будущему STEM-карьерыИмея это в виду, давайте рассмотрим преимущества обучения кодированию в рамках проектного подхода.

Обзор проектного обучения

Проектное обучение позволяет студентам выбирать реальную проблему в качестве фокуса их исследования и изучения. Эта проблема относится к интересам студентов и/или к повседневной жизни, что способствует большей вовлеченности с их стороны. По этой же причине основные компоненты Проектно-ориентированное обучение повышает ответственность учащихся за навыки и знания, которые они приобретают в ходе проекта.

Другие черты, с которыми вы столкнетесь в классе, основанном на проектах, включают:

• Междисциплинарный подход – задействованы различные академические предметы
• Строгость – задачи проекта выходят за рамки запоминания и повторения.
• Процесс, ориентированный на студентов: студенты определяют направление проекта, в то время как преподаватель берет на себя более управленческую роль.

В целом, проект и связанные с ним исследования и задачи составляют практику обучения и оценки, направляемые студентами. По этой причине кодирование идеально вписывается в этот подход к обучению, который мы обсудим далее.

Отход от «традиционного обучения»

Одним из преимуществ является отличие PBL от традиционных методов обучения. Вы сразу увидите разницу между проектным обучением и традиционными методами обучения. Большую часть времени в традиционном классе вы увидите учителя, дающего указания и проводящего практику всего класса. С этого момента ученики постепенно начинают работать самостоятельно или в группах, а учитель ходит и отвечает на вопросы.

 В отличие от этого сценария, проектное обучение больше ориентировано на студентов, но вы все равно найдете структурированную среду. Это потому, что студенты должны придумать проблему (связанную с основным вопросом, представленным учителем), которая будет определять направление их проекта на протяжении всего семестра. Вот где легко вступает в игру кодирование. Студенты могут изучить язык кодирования, и их практика с этим языком станет основным компонентом проекта. С этого момента они будут нести ответственность за определенные критерии на каждом этапе. Таким образом, обучение больше ориентировано на студентов, а учитель берет на себя большую управленческую роль и дает указания.

Выходя за рамки модульного тестирования

Традиционное обучение в классе также имеет тенденцию больше фокусироваться на оценке в конце периода оценивания (во время которого ученики получают инструкции по набору стандартов). Проектное обучение, с другой стороны, больше подходит для постоянного исследования и поиска решений. Это преобразуется в оценки, которые встроены в проект. По сути, это непрерывный процесс, состоящий из коротких тестов или кратких презентаций на протяжении всего проекта. Используя этот метод, учителя могут получить истинный снимок прогресса учеников.

А еще лучше, вы обнаружите, что проектное обучение, особенно там, где задействовано кодирование, часто завершается конечным продуктом, который студенты могут использовать в какой-то момент в будущем. Это может быть полезное изобретение, портфолио или результаты исследований, которые запечатлены на видео, слайд-презентации или другой форме цифровых носителей, а не просто экзамен.

Связь между обучением кодированию и проектным обучением

Научиться использовать язык кодирования и применение его к различным задачам легко сочетается с проектным обучением. Фактически, студенты могут придумать множество вопросов или проблем, которые можно решить с помощью технологий. Например, многие проекты подразумевают анализ данных и наглядное пособие для его представления. Поэтому студенты могут писать коды для обеих задач или разрабатывать программу для выполнения обеих задач. В общем, студенты могут проектировать и/или программировать практически все, что они могут себе представить, если им дать конкретную проблему для решения и свободу использовать кодирование для поиска ответов.

Преимущества обучения кодированию в проектном классе

Вы можете ожидать, что студенты получат множество преимуществ от обучения кодированию в проектной ситуации. Вместо того, чтобы просто пассивно просматривать примеры языков программирования, студенты активно пишут коды, чтобы получить решения. Как вы увидите ниже, есть еще больше преимуществ в этой образовательной методологии.

Повышение мотивации студентов

Вас, возможно, не удивит, что ученики приходят в проектный класс с волнением, чтобы начать. Для начала они выбирают проблему, которую хотят решить. Как мы уже упоминали, они хотят вложить больше времени и энергии в свой проект, когда решение относится к их миру. По этой причине PBL положительно влияет на общее отношение учеников к своей работе.

Немедленная обратная связь

Базовая настройка проекта в сочетании с кодированием также обеспечивает более быструю обратную связь, так что учащимся легче менять направление своих исследований и проверять гипотезы. Следовательно, вы убираете больше догадок из учебной ситуации и позволяете учащимся проводить более глубокое исследование. По мере того, как они исследуют и изобретают возможные решения, учащиеся сразу получают обратную связь. В этом отношении они немедленно узнают, было ли их кодирование эффективным или им нужно вернуться к своим шагам.

Более быстрое освоение навыков

Благодаря преимуществам мотивации и немедленной обратной связи студенты, как правило, усваивают навыки и теоретические применения в устойчивом темпе. Принимая инновационный и подход к решению проблем В своем проекте студенты получают больше практики в кодировании, поскольку часть процесса включает создание, тестирование, устранение неполадок (или внесение изменений), а затем повторное тестирование. Следовательно, этот строгий способ обучения и практики, который имитирует реальную работу, облегчает для студентов получение и сохранение всей информации, связанной с кодированием.

Улучшить запоминание концепций и навыков

Следовательно, практика программирования, которая имитирует рабочую ситуацию, облегчает студентам получение всех навыков, связанных с кодированием. Аналогично, студенты также сохраняют то, что они узнали, через непрерывный процесс исследования и применения недавно приобретенных языков кодирования и теорий. По сути, вы смотрите на возможность того, что студенты выйдут из этого опыта со способностями и знаниями, которые они не только запомнят, но и смогут перенести в другие курсы и даже в свою возможную карьеру.

Больше возможностей для выбора

Другая причина, по которой студенты более эффективно усваивают и сохраняют знания, заключается в наличии у них множества возможностей для выбора. Как мы уже видели, традиционное обучение предполагает изучение большого количества фактов, теории и т. д., что обычно завершается экзаменом, эссе или выпускным проектом. Однако проектное обучение подразумевает более высокий уровень вопросов, исследований и, в данном случае, непосредственное применение навыков кодирования для достижения цели и решения сложной проблемы.

 Другими словами, ученикам не дают ответов заранее, а учителя не готовят их к тесту. Существуют разные пути решения проблем, связанных с одним и тем же существенным вопросом. Поэтому ученикам приходится выбирать, какой угол зрения выбрать, какой язык кодирования работает лучше всего и т. д.

Командные усилия

Преимущества обучения кодированию также включают: сотрудничество, что является еще одним важным аспектом проектного обучения. Однако эта форма кооперативного обучения выходит за рамки работы небольшого количества студентов над исследовательской задачей, разделенной на три или четыре равные части. Действительно, каждый студент играет важную роль в успехе проекта. Таким образом, каждый студент несет такую же ответственность за свою работу, как и остальная часть группы. Другими словами, практически невозможно, чтобы вся нагрузка ложилась на одного или двух человек. Фактически, вы увидите похожую динамику в реальной рабочей ситуации, особенно там, где задействовано кодирование. Более того, роль каждого студента, как правило, больше соответствует его уникальному набору талантов. У каждого человека есть что предложить проекту, и его вклад помогает достичь общей цели группы. Как мы уже говорили, каждый может помочь в кодировании программы, и некоторые участники могут проверять, пока другие тестируют программу. После завершения тестирования все участвуют в размышлении.

Полезная подготовка к будущей учебе и карьере

И одним из лучших преимуществ является сам готовый продукт. В конце семестра каждый студент получает свою документацию проекта. Некоторые примеры включают портфолио, форму цифровых носителей или прототип вместе с письменным руководством. Компиляция данных и другой информации в любую из этих форм дает студентам шанс освоить реальный навык, когда им нужно было бы представить чертеж, файл, досье или какой-либо другой артефакт своих идей и труда. В любом случае, наличие готового продукта такого рода поможет студентам подготовиться к следующим шагам в их образовании и, в конечном счете, в их карьере.

Как начать проектное обучение

Если вы задаетесь вопросом, как реализовать проектное обучение, вы, вероятно, можете ожидать длительного процесса. Тем не менее, результаты того стоят.

 Для начала учитель может давать уроки, включающие классные и/или лабораторные процедуры, чтобы помочь познакомить учеников со всеми необходимыми устройствами и оборудованием. Кроме того, учителя могут ожидать повторения исследовательских навыков и научного метода в некоторой степени. Кроме того, понадобятся некоторые инструкции и/или повторение языков кодирования.

По сути, в начале учебного года вы увидите, как учитель готовит учеников к исследованию, тестированию прототипов, тестированию программ — любым открытиям и результатам, которые появятся в результате их упорного труда.

Другая часть подготовки — это знакомство студентов с основным вопросом, который является общей темой и проблемой, которую студенты будут решать в своем проекте. Примеры основных вопросов:

• Можем ли мы создать альтернативные виды топлива?
• Как предотвратить загрязнение океанов?
• Нужны ли людям все виды животных для выживания?

 С этого момента начинается мозговой штурм.

Проблемы (и решения) проектного обучения

С другой стороны, ваш местный школьный округ может столкнуться с некоторыми препятствиями на пути внедрения проектного обучения и кодирования в учебную программу. Тем не менее, учителя, родители и должностные лица округа могут предложить решения, чтобы обеспечить отличное обучение для всех учеников. Вот несколько примеров.

Нежелательное отношение к переменам

Независимо от того, задействовано ли обучение кодированию, некоторые учителя или даже члены администрации могут нервничать при переходе от традиционного обучения к проектному обучению. Вы почти не можете их винить, поскольку эта методология требует времени, ресурсов и, скорее всего, профессионального развития для школьного персонала.

 В этом случае эти потенциальные проблемы превращаются в потенциальные возможности как для преподавателей, так и для студентов. Профессиональное развитие, например, не должен отрывать время от занятий в классе. Коллеги могут вести курс в команде или совместно работать над планированием проекта, что позволяет тем, у кого меньше опыта, изучать новые стратегии.

Другое решение заключается в том, что учителя наблюдают за классом PBL в действии. Наблюдение за экспертами PBL также помогает учителям увидеть, как выглядит проектное обучение, и позволяет задавать вопросы. Затем они могут подумать, как они адаптируют этот метод к своему собственному обучению. Кроме того, они увидят, как обучение кодированию придает курсу большую структурированность.

Трудности с оценкой и измерением прогресса учащихся

Также школьный персонал и родители могут задаться вопросом, как будут выглядеть тесты и контрольные работы. Это понятно.

Один из ответов связан с тем, что кодирование задействовано во многих аспектах проекта. Поэтому качество кода, написанного студентами, и устранение неполадок служат одной из форм оценки. Кроме того, преподаватели могут периодически планировать тесты, презентации, проверки портфолио или любую другую оценку, которая измеряет прогресс и навыки студентов.

Отвлечение от реального обучения

Аналогично, вы не были бы одиноки, если бы у вас были опасения по поводу совместной, но независимой природы проектного обучения. Когда студенты работают в группах, ситуация может показаться хаотичной. Однако у каждого студента уже есть своя роль, и поскольку кодирование является частью уравнения (без каламбура), каждый член группы должен выполнять свою часть (т. е. писать, проверять и тестировать, а также предлагать изменения). Подобно работе в реальном мире, если один или два члена группы не будут в полной мере участвовать в создании прототипа, то творение группы не будет работать.

Другая стратегия, решающая эту проблему, включает ежедневный разбор, в ходе которого учащиеся отвечают на контрольные вопросы учителя и документируют свою работу в контрольном списке.

Примеры проектов

Одним из примеров, сочетающих преимущества обучения кодированию с проектным обучением, является разработка игры, в которой персонажи выполняют виртуальную уборку определенной среды обитания.

Аналогично, студенты могут также использовать Python или Java для создания игр, которые включают сюжетную линию с альтернативными концовками. История и дилеммы персонажей сосредоточены вокруг основного вопроса, который был представлен в начале семестра.

 В другом случае, когда существенный вопрос может касаться изменения климата, студенты могут создать код, который поможет собрать данные, связанные с погодными условиями. Оттуда студенты могут разработать инфографику как средство представления своих выводов и заключений.

Старшие ученики также могут создать приложение, которое обучает грамоте или математическим навыкам младших учеников через игры. Одна из функций приложения может также помочь пользователям отслеживать свой прогресс.

Ключевые выводы

В результате достижений в области технологий мы можем ожидать, что студенты извлекут больше пользы из обучения кодированию, особенно в классе с проектным обучением. Эта возможность также выгодна как студентам, так и преподавателям в плане сотрудничества. Студенты, конечно, объединяются для завершения своих проектов, таким образом приобретая навыки межличностного общения вместе с кодированием. Преподаватели, в свою очередь, также могут работать сообща на этапе планирования проекта или объединяя усилия в классе. И снова преобладают креативность, командная работа и инновации.