在STEM課程中融入編碼

在新學年開始前一周左右，我的校長找到我，問我是否有興趣教機器人課程。我即將開始我第10年的科學教學生涯，我答應了，但心情既激動又憂慮。我不知道怎麼教機器人。在開學前幾天，我被扔進了一間教室，教室裏有75名熱切的學生，隻有一堂編程速成課。

我知道如何使用電腦。我可以製作最可愛的Moodle頁麵，瀏覽不熟悉的軟件，像專業人士一樣排除故障。不過，編程是一種獨特的經曆。感覺就像我被扔到了一個陌生的國家，不知道如何交流。我和我的學生一起學習，並做出必要的調整。“我不知道，”我不得不說了好幾次，或者我不得不問我自己和我的學生，“我們能做些什麼來解決這個問題?”

我教機器人已經7年了，最近又增加了一個STEM組件。為了跟上不斷變化的技術世界，我改變了我的課程，將我所學到的編碼、計算機科學和最佳教學實踐融入其中。以下是我在教授機器人方麵學到的東西，以及我是如何在科學課上使用它們的。

將分組編碼融入課堂

在沉浸在編碼世界之後，我發現塊編碼是開始的最佳方式。在分組編碼中，學生們使用拖放平台將指令拚湊在一起。這些塊直觀地表示基於文本的代碼。例如，您可以拖放“移動”塊使對象移動，或拖動“隱藏”塊使對象消失。有很多區塊編碼網站刮傷深受老師和學生的喜愛。

在我克服了個人的編碼恐懼之後，我能夠放手，讓學生在我們的課堂上承擔更多的教學角色。一開始，我向學生展示一個積木，問他們希望它做什麼。在進行測試之前，學生們互相討論他們的假設和想法。這種策略讓學生控製自己的學習，教他們如何自己破譯積木。

回想起那一刻，我的學生教會了我很多。他們演示了如何使用新塊並使用它們完成任務。學生們對編程了解得越多，他們就越渴望與我和他們的同學分享他們的知識。從那時起，安置學生互相教導和支持就成為了我實踐中不可或缺的一部分。

讓學生們一起編程可以拓寬他們解決問題的能力，並讓他們從同伴的支持中受益。例如，在一個編程項目中，學生們結對工作，我設置了10分鍾的計時器。在此期間，一名學生負責編寫代碼，另一名學生協助並提出建議。他們交換角色，並在計時器結束時繼續編碼。這種策略通過允許相同的工作時間來確保雙方在項目中投入相同的資金。

在STEM/機器人課堂上使用代碼

當學生能把不同學科聯係起來時，他們學得最好。考慮到這一點，我在我的機器人/STEM課程中包含了各種主題。以下是我如何使用編碼來創建跨學科課程的幾個例子:

• 學生們設計他們自己的機器人挑戰，並采用相同的比例。挑戰是與合作夥伴一起開發的，並發布在協作空間的微軟OneNote筆記本電腦上。一些例子包括機器人走到教室的特定位置並顯示與給定比率相等的比率，以及讓機器人走到張貼在地板上的每個問題上並顯示這些問題的答案。在評估並反饋了同學們的挑戰後，學生們投票決定他們想要完成哪兩個挑戰。
• 學生創作動畫項目來證明他們對合力的理解。學生們被要求以任何他們想要的方式使用Scratch來解釋和展示他們對淨力的理解。一個學生決定編一個關於兩隻動物討論合力的故事．學生們互相反饋他們的項目，分享他們用來製作項目的代碼，並提出改進項目內容或編碼的方法。
• 學生學習如何創造一個瘋狂的自由來幫助他們練習他們的演講內容後學習如何使用編程網站Small Basic．

在科學課堂上使用編碼

在我的科學課上寫代碼有點難。在機器人領域，我有很大的回旋餘地，但在科學領域，我必須在很短的時間內教授一套標準。起初，我擔心它會花費太長時間，學生們不會理解這個概念，而且項目會悲慘地失敗。發現自己錯了，我鬆了一口氣。

學生們很快就掌握了概念，並創建了出色的項目，這表明他們對所教標準的理解。我在課堂上以多種方式使用編碼，例如:

• 使用Scratch，學生們兩人一組創建一個生態係統中養分運動的動畫模型．學生們在編碼時使用X坐標和Y坐標在頁麵上移動營養物質。然後，這些項目通過協作空間與同學們在OneNote筆記本上共享。通過查看同學們使用的代碼，學生們能夠看到項目是如何編碼的。
• 學生們使用樂高EV3課堂軟件為他們的機器人編寫了代碼，讓他們可以在沿海山脈的不同地區旅行。當機器人接近每個區域(迎風麵和背風麵)時，學生們演示了雨影效果。

這次經曆教會了我一些東西。我發現，在我的其他學科中逐漸和穩步地加入計算機科學，可以讓學生在今天和未來取得成功。作為教育者，我們必須相信所有的孩子都能學習。我們必須相信自己，就像我們相信學生一樣。