قبل أن تبدأ

السؤال الأساسي: كيف تتفاعل الروبوتات مع بيئاتها؟

فهم الوحدة:

• المستشعر هو جهاز يقوم بجمع البيانات والإبلاغ عنها حول بيئة المستشعر.
• إن برمجة الروبوتات لتفسير بيانات المستشعر تسمح للروبوتات بتعديل أفعالها استنادًا إلى الظروف المتغيرة أو غير المتوقعة.
• يكتشف مستشعر الرؤية AI الموجود على روبوت الترميز VEX AIM ويقدم بيانات حول أشياء مثل البراميل والكرات الرياضية وعلامات AprilTags.
• تجمع كتل الماكرو في VEXcode AIM سلوكيات متعددة في كتلة واحدة لأداء مهام معقدة.

محاذاة المعايير

رابطة معلمي علوم الحاسوب (CSTA)

• 1B-CS-02: نموذج لكيفية عمل الأجهزة والبرامج الحاسوبية معًا كنظام لإنجاز المهام.
• 1B-DA-07: استخدام البيانات لتسليط الضوء على العلاقات السببية أو اقتراحها، أو التنبؤ بالنتائج، أو توصيل فكرة.
• 1B-AP-08: مقارنة وصقل خوارزميات متعددة لنفس المهمة وتحديد الخوارزمية الأكثر ملاءمة.
• 1B-AP-10: إنشاء برامج تتضمن تسلسلات وأحداثًا وحلقات وشروطًا.
• 2-CS-02: تصميم مشاريع تجمع بين مكونات الأجهزة والبرامج لجمع البيانات وتبادلها.
• 2-AP-15: البحث عن ردود الفعل من أعضاء الفريق والمستخدمين ودمجها لتطوير حل يلبي احتياجات المستخدم.
• 2-AP-19: توثيق البرامج لتسهيل متابعتها واختبارها وتصحيح أخطائها.
• 3A-AP-22: تصميم وتطوير أدوات حسابية تعمل في أدوار الفريق باستخدام أدوات تعاونية.
• 3B-AP-09: تنفيذ خوارزمية الذكاء الاصطناعي للعب لعبة ضد خصم بشري أو حل مشكلة.

اطلع على معايير إضافية من ISTE وCommon Core وNGSS وهيئات المعايير الأخرى بالإضافة إلى أوصاف لكيفية وأين يتم تلبية كل من هذه المعايير في هذه الوحدة هنا.

المواد المطلوبة (لكل مجموعة):

• روبوت البرمجة VEX AIM
• وحدة تحكم بعصا واحدة
• برميلين برتقاليين
• برميلين أزرقين
• كرتين رياضيتين
• معرف علامة أبريل 0
• حقل AIM (4 بلاطات و 8 جدران)

لمزيد من المعلومات حول كتل الماكرو المستخدمة في هذه الوحدة، راجع هذا القسم من واجهة برمجة تطبيقات VEX AIM.

لمعرفة المزيد عن تدريس مفاهيم الذكاء الاصطناعي باستخدام VEX، قم بزيارة teachai.vex.com.

الوقت المقترح لهذه الوحدة: 6-9 جلسات

على الرغم من أن وتيرة التدريس تختلف من فصل دراسي إلى آخر، إلا أن التوقيت المقترح يمكن أن يساعدك في التخطيط بشكل فعال. تعتبر الجلسة مدتها حوالي 45-50 دقيقة. أنت تعرف طلابك بشكل أفضل، لذا قم بتعديل التوقيت حسب الحاجة لتلبية احتياجات طلابك في بيئتك على أفضل وجه.

• المقدمة: جلسة واحدة 
• الدرس الأول: جلسة أو جلستين
• استكشاف مشروع مثال: جلسة واحدة
• الدرس الثاني: جلسة أو جلستين
• تحدي الوحدة: 2-3 جلسات

بعد أن يشاهد الطلاب الفيديو، اتبع الإجراء المحدد لتسهيل مناقشة الفصل بأكمله لاستنباط ملاحظات الطلاب وإعدادهم للمشاركة في إنشاء أهداف التعلم للوحدة.

بعد ذلك، ساعد الطلاب على إنشاء اتصال واقعي بالمحتوى الموجود في هذه الوحدة واستخدام المعرفة السابقة باستخدام الموجه التالي:

ما هي بعض الأمثلة على أجهزة الاستشعار التي تراها في الحياة اليومية؟ ما هي أنواع المعلومات التي تكتشفها هذه المستشعرات؟ كيف تساعد الآلات أو الأشخاص على الاستجابة للظروف المتغيرة؟ يمكن للطلاب أن يقترحوا:

• أبواب أوتوماتيكية في المتاجر تفتح عند استشعار الحركة.
• أجهزة إنذار الدخان التي تستشعر الدخان وتحذرنا من الحرائق.
• منظمات الحرارة التي تكتشف التغيرات في درجات الحرارة للحفاظ على راحة الغرف.
• السيارات التي تستخدم كاميرات احتياطية أو أجهزة استشعار وقوف السيارات لمساعدة السائقين على تجنب العوائق.
• الهواتف التي تضبط سطوع الشاشة تلقائيًا استنادًا إلى مستويات الإضاءة المحيطة.

توجيه الطلاب كفصل كامل خلال عملية إنشاء أهداف التعلم المشتركة. 

1. قم بإجراء جلسة عصف ذهني مع الطلاب حول ما سيحتاجون إلى معرفته لإكمال الأنشطة الموضحة في الفيديو أعلاه. قم بإطار هذه العبارات على هيئة "أنا أستطيع".
   1. تتضمن أمثلة عبارات "أستطيع" لهذه الوحدة ما يلي:
      1. أستطيع برمجة الروبوت لالتقاط الكرة الرياضية من أي مكان في الملعب، حتى لو تغير موقعها.
      2. أستطيع استخدام مستشعر الرؤية بالذكاء الاصطناعي لمساعدتي في تحديد الهدف لركل الكرة من خلاله.
2. قم بإنشاء أهداف التعلم بناءً على تلك القائمة.

لمزيد من الإرشادات حول إنشاء أهداف التعلم بالتعاون مع طلابك، راجع مقالة مكتبة VEX هذه. بعد ذلك، انتقل إلى أبعد من ذلك وتعلم المزيد حول إنشاء أهداف التعلم المشتركة مع هذا الدرس من دورة VEX PD+ Masterclass.