Utilizzo dei blocchi per insegnare la codifica ai principianti di qualsiasi età
L'utilizzo di ambienti di codifica basati su blocchi, come VEXcode, è un modo efficace per insegnare l'informatica ai programmatori alle prime armi di qualsiasi età1. Sebbene molte persone considerino la programmazione basata su blocchi come appropriata solo per giovani studenti o ambienti di apprendimento informale, la codifica basata su blocchi in realtà supporta gli studenti di tutte le età nell'apprendimento del codice.
Alla VEX Educators Conference del 2023, il dottor David Weintrop ha condiviso una panoramica della sua ricerca a sostegno dell'uso della codifica basata su blocchi per gli studenti di informatica principianti nella sua presentazione "Computer Science Research in K-12 Classrooms"2. Il lavoro del Dr. Weintrop mostra come la codifica basata su blocchi sia un potente strumento per insegnare agli informatici principianti, in quanto riduce i carichi cognitivi degli studenti, aumenta il coinvolgimento e la motivazione e favorisce la comprensione concettuale dei concetti informatici da parte degli studenti.
Nella sua presentazione, il dottor Weintrop ha descritto uno studio in cui ha lavorato con studenti che frequentavano un corso introduttivo di informatica in una grande scuola superiore pubblica urbana. Gli studenti, in tre diverse sezioni della stessa classe, sono entrati con lo stesso livello minimo di conoscenza precedente e sono stati istruiti con lo stesso curriculum, dallo stesso insegnante e utilizzando lo stesso ambiente di codifica. L'unica differenza era che ogni gruppo utilizzava un metodo di codifica diverso: basato su testo, basato su blocchi o un ibrido dei due. Dopo il completamento del curriculum di cinque settimane, gli studenti che hanno imparato utilizzando la codifica basata su blocchi hanno ottenuto punteggi statisticamente più alti rispetto a quelli degli altri gruppi.
Carico cognitivo inferiore per i principianti
Uno dei motivi per cui l'uso della codifica basata su blocchi con i programmatori principianti è così efficace è che riduce il carico cognitivo, consentendo loro di concentrarsi sui concetti di informatica che gli insegnanti vogliono che interiorizzino. Quando gli studenti principianti imparano a programmare usando il testo, devono concentrarsi su una moltitudine di dettagli di sintassi solo per far sì che i comandi più semplici vengano eseguiti correttamente. Questo è illustrato dall'immagine qui sotto di un progetto Python VEXcode VR molto semplice per un robot che guida in avanti per 200 millimetri e poi gira a destra. Solo in questo semplice progetto, gli studenti devono essere sicuri che parentesi, due punti e trattini bassi siano nel posto giusto, che i parametri siano inseriti nell'ordine corretto, che tutte le rientranze siano corrette e che non ci siano errori di ortografia! Un errore con uno qualsiasi di questi dettagli causerebbe il fallimento del progetto.
La codifica con blocchi, d'altra parte, elimina la necessità di concentrarsi su tali dettagli fin dall'inizio. Con i blocchi, gli studenti scelgono da una casella degli strumenti di opzioni di comando, piuttosto che richiamare i comandi dalla memoria e digitarli perfettamente. I blocchi sono facili da leggere: sono molto più simili alla lingua parlata e possono essere letti da sinistra a destra, dall'alto verso il basso. I blocchi si impilano in modo che gli studenti non debbano preoccuparsi dell'indentazione e sappiano che il progetto scorrerà come previsto.
L'immagine qui sotto è di un progetto in cui il robot si comporta proprio come il progetto Python di cui sopra, ma un programmatore alle prime armi può facilmente trascinare fuori i blocchi, impilarli insieme, modificare i parametri secondo necessità e concentrarsi sulla comprensione del sequenziamento coinvolto.
Nella sua presentazione, il dott. Weintrop ha descritto un altro studio in cui ha esaminato gli studenti che frequentavano i corsi AP Computer Science Principles, per vedere se l'uso di istruzioni e valutazioni basate su blocchi influiva sulle loro prestazioni nell'esame AP3. Ha scoperto che tutti gli studenti hanno ottenuto risultati migliori nelle domande d'esame basate su blocchi e che gli studenti di popolazioni storicamente escluse dall'istruzione informatica, come studenti di minoranze e donne, hanno trovato un beneficio ancora maggiore dall'istruzione e dalle valutazioni basate su blocchi.
Aumentare la motivazione e il coinvolgimento
Inoltre, la codifica con blocchi può aumentare la motivazione degli studenti e l'impegno continuo con l'informatica4. Con i blocchi, un rapido ciclo di feedback visivo, come guardare il comportamento di un robot virtuale in VEXcode VR, insieme alla facilità di modificare i progetti dei blocchi, consente agli studenti di avere esperienze di codifica di successo che convalidano il loro apprendimento.
Durante la codifica con il testo, i principianti spesso affrontano errori di compilazione mistificanti a causa di una sintassi errata o di errori di ortografia. Un piccolo errore può causare un problema a non correre, che può essere travolgente e frustrante. Queste frustrazioni possono accumularsi rapidamente e il feedback che gli studenti possono interiorizzare è che l'informatica è troppo difficile, e quindi non per loro.
La codifica basata su blocchi è progettata per evitarlo. Poiché le forme dei blocchi si incastrano solo in modi specifici, è impossibile commettere un errore del compilatore. Ad esempio, quando si codifica in blocchi, è impossibile inserire un blocco reporter di forma ovale come condizione nel blocco esagonale [Attendere fino a]. Sarà accettato solo un blocco esagonale. (vedi immagine sotto), perché non si incastrano. Mentre un progetto di codifica basato su blocchi potrebbe non comportarsi come previsto, gli studenti sono in grado di risolvere facilmente la logica del loro progetto piuttosto che combattere con la sintassi.
Promuovere la comprensione concettuale del CS
Quando gli studenti imparano a programmare utilizzando blocchi, i progetti informatici complessi sono più facilmente comprensibili. Una comprensione concettuale di loop, condizionali, algoritmi e variabili può essere sviluppata in un ambiente basato su blocchi, perché la codifica con blocchi abbassa la barriera a quei concetti quando si abbassa il carico cognitivo e si aumentano la motivazione e la persistenza degli studenti. Nella presentazione, il dott. Weintrop ha condiviso come le percezioni degli studenti sulla programmazione basata su blocchi lo confermino, come mostrato di seguito.
Come spiegato nella presentazione, la codifica a blocchi è un potente strumento che consente agli studenti di tutte le età di imparare l'informatica introduttiva. L'idea che gli studenti delle scuole superiori, o gli studenti più grandi, debbano iniziare a codificare nel testo rende agli studenti un disservizio. Dopotutto, se uno studente delle superiori stesse appena iniziando a imparare a suonare il pianoforte, non inizieresti insistendo sul fatto che suonino le sonate di Beethoven perché sono pezzi di pianoforte "reali". Imparerebbero usando gli strumenti di scale, arpeggi e libri di canzoni introduttivi – un'impalcatura molto "reale" necessaria per suonare il pianoforte con successo - perché non dare agli studenti di informatica la stessa opportunità di usare lo strumento giusto per il lavoro!
Per visualizzare la presentazione e saperne di più sul lavoro del Dr. Weintrop, guarda questo video della Conferenza degli educatori VEX 2023 nella videoteca PD+. Vuoi saperne di più sull'insegnamento con VEXcode VR e perché iniziare gli studenti con la codifica basata su blocchi è così potente? Scopri la nuova Masterclass PD+ Sfruttare al massimo l'insegnamento con VEXcode VR. E, se vuoi parlare con un esperto VEX di qualsiasi cosa in questo articolo, iscriviti a una sessione individuale o pubblica la tua domanda nella community PD+.