قبل أن تبدأ
السؤال الأساسي: كيف ترتبط الحركات الدقيقة بقدرتنا على حل المشكلات بشكل فعال؟
فهم الوحدة:
- تحدد مهمة الروبوت المسار الذي يجب أن يتبعه والتوجيه الذي يحتاجه.
- يمكن للروبوت القيام بحركات مطلقة ونسبية.
- كيفية حساب اتجاه الروبوت وتحديد الاتجاهات التي يجب أن يتجه إليها.
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.
- 1B-AP-11: تحليل المشكلات إلى مشكلات فرعية أصغر يمكن إدارتها لتسهيل عملية تطوير البرنامج.
- 1B-AP-15: اختبار وتصحيح (تحديد الأخطاء وإصلاحها) البرنامج أو الخوارزمية للتأكد من تشغيله كما هو مقصود.
- 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.
المواد المطلوبة (لكل مجموعة):
- روبوت البرمجة VEX AIM
- وحدة تحكم بعصا واحدة
- 3 براميل برتقالية
- 3 براميل زرقاء
- معرف AprilTag 0، 1، 2، 3، و4
- حقل AIM (4 بلاطات و 8 جدران)
- VEXcode AIM
- جهاز كمبيوتر
- روبوت المنقلة (لكل طالب)
- المجلة (لكل طالب)
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
- الدرس الثاني: جلسة واحدة
- الدرس 3: جلسة أو جلستين
- تحدي الوحدة: 2-3 جلسات
في هذه الوحدة، سوف تختبر دقتك أثناء برمجة روبوت البرمجة VEX AIM لالتقاط وتسليم البضائع. ستتعلم كيفية التوجه إلى عناوين محددة، مما يتيح لروبوتك التحرك بدقة ومواجهة اتجاهات محددة في الميدان. بحلول نهاية الوحدة، سوف تكون قادرًا على برمجة الروبوت الخاص بك لجمع البراميل من مواقع مختلفة حول الحقل وتوصيلها إلى وجهتها النهائية.
شاهد الفيديو أدناه للتعرف على تحدي الوحدة الخاص بك: برمجة الروبوت الخاص بك لجمع البراميل وتحريكها بسرعة! سيتعين عليك جمع كل برميل من البراميل الأربعة وإعادته إلى AprilTag ID 0 للتسليم في أسرع وقت ممكن.
بعد أن تشاهد الفيديو، سيكون هناك مناقشة حوله في الفصل. سجل إجاباتك على الأسئلة التالية في يومياتك، حتى تكون مستعدًا للمشاركة أثناء المناقشة:
- قارن الحركات في هذا الفيديو بحركات الروبوت في الدروس السابقة. متى يصبح الاتجاه الذي يواجهه الروبوت مهمًا؟ متى لا يهم هذا الإتجاه؟ كيف يقوم الروبوت بإلتقاط البراميل ووضعها؟
- هل الدقة مهمة في هذا التحدي؟ اشرح تفكيرك
- ما هي بعض الأسئلة التي لديك حول برمجة الروبوت لمواجهة اتجاهات محددة باستخدام VEXcode AIM؟
- ما هي المهارات والمفاهيم التي ستحتاج إلى تطويرها لإكمال التحدي؟
بعد أن تشاهد الفيديو، سيكون هناك مناقشة حوله في الفصل. سجل إجاباتك على الأسئلة التالية في يومياتك، حتى تكون مستعدًا للمشاركة أثناء المناقشة:
- قارن الحركات في هذا الفيديو بحركات الروبوت في الدروس السابقة. متى يصبح الاتجاه الذي يواجهه الروبوت مهمًا؟ متى لا يهم هذا الإتجاه؟ كيف يقوم الروبوت بإلتقاط البراميل ووضعها؟
- هل الدقة مهمة في هذا التحدي؟ اشرح تفكيرك
- ما هي بعض الأسئلة التي لديك حول برمجة الروبوت لمواجهة اتجاهات محددة باستخدام VEXcode AIM؟
- ما هي المهارات والمفاهيم التي ستحتاج إلى تطويرها لإكمال التحدي؟
بعد أن يشاهد الطلاب الفيديو، بتيسير مناقشة مع الفصل بأكمله لاستنباط ملاحظات الطلاب وإعدادهم للمشاركة في إنشاء أهداف التعلم للوحدة.
- اطلب من الطلاب مشاركة ملاحظاتهم وأفكارهم بناءً على الفيديو، وشجعهم على دعمها بالمنطق. ذكّر الطلاب بتطبيق ما تعلموه سابقًا حول طريقة تفاعل الروبوت مع الأشياء، بما في ذلك المغناطيس والركلة، لإضافة تفاصيل إلى تفسيراتهم.
- بينما يشارك الطلاب أسئلتهم وأفكارهم، ساعدهم على صياغة تساؤلاتهم على شكل أسئلة علمية منتجة، مع التأكد من تضمين كل فهم من فهم الوحدة لهذه الوحدة.
- توجيه الطلاب إلى التفكير في المهارات والمفاهيم التي قد يحتاجون إليها لإكمال التحدي، حيث سيستخدمونها أثناء مشاركتهم في إنشاء أهداف التعلم
بعد ذلك، ساعد الطلاب على إنشاء اتصال واقعي بالمحتوى الموجود في هذه الوحدة واستخدام المعرفة السابقة باستخدام الموجه التالي: ما هي بعض الأمثلة على الصناعات التي قد تستخدم الروبوتات للملاحة الدقيقة؟
- في مدينة أكثر ازدحامًا، قد يتعرف الطلاب على روبوتات التوصيل المستقلة.
- وفي المجتمعات التي تضم مستشفيات، قد يكونون على دراية بفكرة المساعدين الجراحيين الروبوتيين.
- وفي المناطق الزراعية، قد يكونون على دراية بالجرارات الموجهة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، أو طائرات بدون طيار لمراقبة المحاصيل.
يمكن للطلاب الرجوع إلى الوحدة السابقة حيث تمت مناقشة الدقة. وينبغي أيضًا استخدام هذه الأمثلة والارتباطات لإنشاء رابط يعود إلى التعلم السابق للطلاب.
المشاركة في إنشاء أهداف التعلم
الآن بعد أن شاهدت الفيديو، فأنت تعلم أنك ستقوم ببرمجة الروبوت لنقل البراميل باستخدام VEXcode AIM. فكر فيما ستحتاج إلى معرفته وتعلمه للقيام بذلك. ستعمل على إنشاء أهداف التعلم بالتعاون مع مجموعتك ومعلمك حتى يكون لديك فهم مشترك لأهداف التعلم الخاصة بهذه الوحدة.
سجل أهداف التعلم الخاصة بك في مجلتك. ستعود إلى أهداف التعلم هذه لاحقًا في الوحدة للتفكير في تقدمك والتخطيط للتعلم المستقبلي.
الآن بعد أن شاهدت الفيديو، فأنت تعلم أنك ستقوم ببرمجة الروبوت لنقل البراميل باستخدام VEXcode AIM. فكر فيما ستحتاج إلى معرفته وتعلمه للقيام بذلك. ستعمل على إنشاء أهداف التعلم بالتعاون مع مجموعتك ومعلمك حتى يكون لديك فهم مشترك لأهداف التعلم الخاصة بهذه الوحدة.
سجل أهداف التعلم الخاصة بك في مجلتك. ستعود إلى أهداف التعلم هذه لاحقًا في الوحدة للتفكير في تقدمك والتخطيط للتعلم المستقبلي.
توجيه الطلاب كفصل كامل خلال عملية إنشاء أهداف التعلم بشكل مشترك.
- 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".
- تتضمن أمثلة عبارات "أستطيع" لهذه الوحدة ما يلي:
- يمكنني استخدام VEXcode AIM لبرمجة الروبوت الخاص بي للتحرك في اتجاه معين.
- أستطيع التخطيط لمسار لكي يقوم روبوتي بجمع البراميل ووضعها.
- تتضمن أمثلة عبارات "أستطيع" لهذه الوحدة ما يلي:
- قم بإنشاء أهداف التعلم بناءً على تلك القائمة.
لمزيد من الإرشادات حول إنشاء أهداف التعلم بالتعاون مع طلابك، مقالة مكتبة VEX رقمهذه.