الاتصال بـ VEX GO

يوفر مختبر STEM الخاص بـ Data Detectives: Bridge Challenge للطلاب تجربة عملية تعلمهم عن ماهية البيانات، وكيف يمكن جمع بيانات مستشعر العين VEX GO وتفسيرها، وكيفية حل مشكلة حقيقية باستخدام البيانات من خلال تقديم مطالبة، وجمع البيانات وتحليلها لدعم أو دحض هذا الادعاء. في هذا المختبر، يتولى الطلاب دور مفتشي الجسور، ويعملون من خلال سلسلة من الأنشطة التي يقومون من خلالها بجمع وتنظيم وتحليل وتفسير البيانات المتعلقة بسلامة الجسور في المدينة.

في المختبر 1، يتعلم الطلاب كيفية جمع مستشعر العين للبيانات عن طريق تحريك قاعدة رمز GO فوق سطح الجسر لرؤية البيانات التي يبلغ عنها أثناء مروره فوق أشعة VEX GO الملونة المختلفة (التي تمثل الشقوق في الجسر). إنهم يفعلون ذلك أولاً مع إيقاف تشغيل ضوء العين، ويسجلون البيانات التي أبلغ عنها المستشعر، بما في ذلك الموضع على الجسر، وحالة ضوء العين، وقيمة اللون التي أبلغ عنها المستشعر، واللون المقابل له كما تم تحديده باستخدام مخطط اللون. يقومون بالتنبؤ حول ما إذا كان تشغيل ضوء العين سيؤثر على البيانات التي يبلغ عنها المستشعر، ثم يقومون بنقل الروبوت فوق سطح الجسر مرة أخرى، مع التأكد من وضع الروبوت وتوجيهه بحيث يكون المستشعر قادرًا على جمع البيانات بدقة. يقوم الطلاب بعد ذلك بتحليل بياناتهم لمعرفة ما إذا كان إضافة ضوء العين يؤدي إلى تغيير قيمة اللون التي أبلغ عنها المستشعر.

في المختبر الثاني، يعتمد المشاركون على ما تعلموه لجمع البيانات لدعم أو دحض الادعاء بوجود جسر غير آمن في مدينتهم. ويتعلمون معايير سلامة الجسر في المدينة، ويديرون مشروع VEXcode GO لجمع البيانات حول الجزء السفلي من الجسر. يقومون بأخذ هذه البيانات ويمثلونها في جدول وكذلك في رسم بياني حتى يتمكنوا من البدء في تحديد الأنماط ومعرفة ما إذا كان هناك صدع في الجسر، وأين يقع الشق. في المختبر 3، يأخذ الطلاب البيانات المجمعة ويقومون بتحليلها حجم الشق في الجسر. يقومون بمقارنة بياناتهم من هذا المختبر، وكذلك المختبر رقم 2، بمعايير سلامة الجسر لدعم أو دحض الادعاء بأن الجسر غير آمن.

في المختبر 4، يكون الطلاب مستعدين لتقديم ادعاءاتهم الخاصة، حيث يقومون بتطبيق البيانات لحل مشكلة حقيقية. يتعلمون أولاً عن العوامل التي تؤثر على سطح الجسور والتي يمكن أن تسبب الشقوق، مثل المناخ، وامتداد الجسر، وكمية حركة المرور على الجسر. يتم منحهم مجموعة من البيانات حول حالة الجسور المختلفة في المدينة، ويقومون بتحليلها في مجموعاتهم من أجل تقديم ادعاء حول الجسر الأكثر خطورة، والذي يحتاج إلى التفتيش. في المختبر الخامس، اختبر الباحثون ادعائهم من خلال تشغيل مشروع VEXcode GO لمسح الجزء السفلي من الجسر الذي اختاروه، وجمع البيانات حول حجم وموقع أي شقوق موجودة. وسوف يستخدمون البيانات لتحديد ما إذا كان ادعائهم مدعومًا أو مدحضًا، ثم يعرضون بياناتهم في تقرير فحص الجسر.

وبينما يقوم الطلاب بتنفيذ أنشطة كل مختبر، فإنهم يستخدمون البيانات التي تم جمعها لوصف العلاقات المكانية، حيث يقومون بجمع البيانات حول موقع وحجم شقوق الجسر. كما يستخدمون الحديث المكاني بطرق متنوعة، بما في ذلك أثناء بناء قاعدة التعليمات البرمجية باستخدام تعليمات البناء في المختبر ، أثناء توجيه قاعدة التعليمات البرمجية مع توجيه مستشعر العين لأسفل عبر الشقوق في الجسر، وأثناء تصورهم لمكان وجود الشقوق في المختبرين 2 و5، عند جمع البيانات من الجانب السفلي للجسر.

تدريس البرمجة

خلال هذه الوحدة، سوف يتفاعل الطلاب مع مفاهيم الترميز المختلفة مثل التحلل والتسلسل. ستتبع المختبرات داخل هذه الوحدة تنسيقًا مشابهًا:

• يخطب:
  • سيساعد المعلمون الطلاب على إقامة اتصال شخصي مع المفاهيم التي سيتم تدريسها في المختبر.
  • سيقوم الطلاب بإكمال البناء.
• يلعب:
  • تعليمات: سيقوم المعلمون بتقديم تحدي البرمجة. تأكد من أن الطلاب يفهمون هدف التحدي.
  • النموذج: سيقوم المعلمون بتقديم الأوامر التي سيتم استخدامها في إنشاء مشروعهم لإكمال التحدي. قم بإنشاء نموذج للأوامر من خلال إسقاط VEXcode (GO/123) أو من خلال إظهار (تمثيلات الكتل/بطاقات Coder) المادية. بالنسبة للمختبرات التي تتضمن كودًا زائفًا، قم بإعداد نموذج للطلاب حول كيفية التخطيط وتحديد الهدف من مشاريعهم.
  • تسهيل: سيتم إعطاء المعلمين إرشادات لإشراك الطلاب في مناقشة حول أهداف مشروعهم، والمنطق المكاني المشارك في التحدي، وكيفية استكشاف النتائج غير المتوقعة لمشاريعهم وإصلاحها. ستعمل هذه المناقشة أيضًا على التحقق من أن الطلاب يفهمون غرض التحدي وكيفية استخدام الأوامر بشكل صحيح.
  • تذكير: يقوم المعلمون بتذكير الطلاب بأن المحاولة الأولى لحلهم لن تكون صحيحة أو تعمل بشكل صحيح في المرة الأولى. شجع التكرارات المتعددة وذكّر الطلاب بأن التجربة والخطأ جزء من التعلم.
  • اسأل: سيقوم المعلمون بإشراك الطلاب في مناقشة تربط مفاهيم المختبر بالتطبيقات في العالم الحقيقي. يمكن أن تشمل بعض الأمثلة، "هل أردت يومًا أن تصبح مهندسًا؟" أو "أين رأيت الروبوتات في حياتك؟"
• مشاركة: تتاح للطلاب الفرصة للتواصل بشأن ما تعلموه بعدة طرق. باستخدام لوحة الاختيار، سيتم منح الطلاب "صوتًا واختيارًا" حول كيفية عرض ما تعلموه على أفضل وجه.