Než začnete
Základní otázka: Jak souvisí přesné pohyby s naší schopností efektivně řešit problémy?
Porozumění jednotce:
- Úkol robota určuje dráhu, kterou musí sledovat, a potřebnou orientaci.
- Robot může provádět absolutní i relativní pohyby.
- Jak vypočítat směr robota a určit, kterými směry se má otočit.
Sladění se standardy
Asociace učitelů informatiky (CSTA)
- 1B-CS-02: Modelujte, jak počítačový hardware a software spolupracují jako systém za účelem plnění úkolů.
- 1B-DA-07: Používejte data k zdůraznění nebo navržení vztahů příčiny a následku, předpovídání výsledků nebo sdělování myšlenky.
- 1B-AP-08: Porovnejte a zpřesněte více algoritmů pro stejný úkol a určete, který je nejvhodnější.
- 1B-AP-10: Vytvářejte programy, které obsahují sekvence, události, smyčky a podmíněné výrazy.
- 1B-AP-11: Rozdělte problémy na menší, zvládnutelné dílčí problémy pro usnadnění procesu vývoje programu.
- 1B-AP-15: Testování a ladění (identifikace a oprava chyb) programu nebo algoritmu, aby se zajistilo, že běží podle očekávání.
- 2-AP-15: Vyhledávejte a zapracovávejte zpětnou vazbu od členů týmu a uživatelů s cílem vylepšit řešení, které splňuje potřeby uživatelů.
- 2-AP-19: Dokumentujte programy, aby se snáze sledovaly, testovaly a ladily.
- 3A-AP-22: Navrhování a vývoj výpočetních artefaktů v týmových rolích s využitím nástrojů pro spolupráci.
Potřebné materiály (na skupinu):
- Kódovací robot VEX AIM
- Ovladač s jednou páčkou
- 3 oranžové sudy
- 3 modré sudy
- ID značky AprilTag 0, 1, 2, 3 a 4
- AIM Field (4 dlaždice a 8 stěn)
- VEXcode AIM
- Počítač
- Robot Úhloměr (na studenta)
- Deník (na studenta)
Doporučený čas pro tuto lekci: 6–9 lekcí
I když se tempo výuky bude lišit v jednotlivých třídách, doporučené načasování vám může pomoci efektivně plánovat. „Sezení“ trvá přibližně 45–50 minut. Své studenty znáte nejlépe, proto upravte načasování podle potřeby tak, aby co nejlépe vyhovovalo potřebám vašich studentů ve vašem prostředí.
- Úvod: 1 sezení
- Lekce 1: 1–2 sezení
- Lekce 2: 1 sezení
- Lekce 3: 1–2 sezení
- Výzva jednotky: 2–3 sezení
V této lekci si otestujete svou přesnost při programování kódovacího robota VEX AIM pro vyzvedávání a doručování nákladu. Naučíte se otáčet se do konkrétních směrů, což umožní vašemu robotovi pohybovat se přesně a směřovat na hřišti do konkrétních směrů. Na konci této jednotky budete schopni naprogramovat svého robota tak, aby sbíral sudy z různých míst na hřišti a doručoval je na konečné místo určení.
Podívejte se na video níže a dozvíte se více o vaší jednotkové výzvě: naprogramujte svého robota tak, aby rychle sbíral a přemisťoval sudy! Budete muset sesbírat všechny čtyři sudy a co nejrychleji je doručit zpět do AprilTag ID 0.
Po zhlédnutí videa proběhne ve třídě diskuse o něm. Zaznamenejte si odpovědi na následující otázky do deníku, abyste byli připraveni se o ně podělit během diskuse:
- Porovnejte pohyby v tomto videu s pohyby robota v předchozích lekcích. Kdy záleží na směru, kterým je robot otočen? Kdy na tomto směru nezáleží? Jak robot zvedá a umisťuje sudy?
- Záleží v této výzvě na přesnosti? Vysvětlete své myšlení.
- Jaké máte otázky ohledně programování robota tak, aby se směřoval do konkrétních směrů pomocí VEXcode AIM?
- Jaké dovednosti a znalosti budete muset rozvíjet, abyste splnili tuto výzvu?
Po zhlédnutí videa proběhne ve třídě diskuse o něm. Zaznamenejte si odpovědi na následující otázky do deníku, abyste byli připraveni se o ně podělit během diskuse:
- Porovnejte pohyby v tomto videu s pohyby robota v předchozích lekcích. Kdy záleží na směru, kterým je robot otočen? Kdy na tomto směru nezáleží? Jak robot zvedá a umisťuje sudy?
- Záleží v této výzvě na přesnosti? Vysvětlete své myšlení.
- Jaké máte otázky ohledně programování robota tak, aby se směřoval do konkrétních směrů pomocí VEXcode AIM?
- Jaké dovednosti a znalosti budete muset rozvíjet, abyste splnili tuto výzvu?
Poté, co si studenti video prohlédnou, zahájíte diskusi s celou třídou s cílem vyvolat jejich postřehy a připravit je na společné vytváření učebních cílů pro danou lekci.
- Požádejte studenty, aby se podělili o svá pozorování a nápady založené na videu, a povzbuďte je, aby je podložili argumenty. Připomeňte studentům, aby k doplnění detailů do svých vysvětlení aplikovali to, co se dříve naučili o způsobu, jakým robot interaguje s objekty, včetně magnetu a kopáče.
- Zatímco studenti sdílejí své otázky a nápady, pomozte jim formulovat jejich úvahy jako produktivní vědecké otázky a ujistěte se, že jsou zahrnuty všechny poznatky z této lekce.
- Veďte studenty k zamyšlení nad dovednostmi a znalostmi, které by mohli k dokončení úkolu potřebovat, jelikož je využijí při společné tvorbě vzdělávacích cílů.
Dále pomozte studentům propojit obsah této jednotky s reálným světem a využít předchozí znalosti pomocí následující výzvy: Jaká jsou příklady odvětví, která by mohla využívat roboty pro přesnou navigaci?
- V rušnějším městě by studenti mohli rozpoznat autonomní roboty pro doručování.
- V komunitách s nemocnicemi by mohli být obeznámeni s myšlenkou robotických chirurgických asistentů.
- V zemědělské oblasti si mohou být vědomi traktorů s GPS naváděním nebo dronů monitorujících plodiny.
Studenti se mohou vrátit k předchozí lekci, kde se diskutovalo o přesnosti. Tyto příklady a souvislosti by měly být také použity k vytvoření zpětné vazby k předchozímu učení studentů.
Spoluvytváření vzdělávacích cílů
Teď, když jste si shlédli video, víte, že budete programovat robota pro přepravu sudů pomocí VEXcode AIM. Zamyslete se nad tím, co budete potřebovat vědět a naučit se to dělat. Společně se skupinou a učitelem si vytvoříte učební cíle, abyste měli společné pochopení vašich učebních cílů pro tuto lekci.
Zaznamenejte si své studijní cíle do deníku. K těmto vzdělávacím cílům se v této lekci vrátíte, abyste se zamysleli nad svým pokrokem a naplánovali si budoucí učení.
Teď, když jste si shlédli video, víte, že budete programovat robota pro přepravu sudů pomocí VEXcode AIM. Zamyslete se nad tím, co budete potřebovat vědět a naučit se to dělat. Společně se skupinou a učitelem si vytvoříte učební cíle, abyste měli společné pochopení vašich učebních cílů pro tuto lekci.
Zaznamenejte si své studijní cíle do deníku. K těmto vzdělávacím cílům se v této lekci vrátíte, abyste se zamysleli nad svým pokrokem a naplánovali si budoucí učení.
Veďte studenty jako celou třídu procesem společné tvorby vzdělávacích cílů.
- Proberte se studenty, co budou potřebovat vědět k dokončení aktivit uvedených ve videu výše. Zaformulujte je jako tvrzení typu „Dokážu“.
- Příklady vět „Umím“ pro tuto jednotku zahrnují:
- Můžu použít VEXcode AIM k naprogramování robota tak, aby se otáčel určitým směrem.
- Můžu naplánovat trasu, po které bude můj robot sbírat a umisťovat sudy.
- Příklady vět „Umím“ pro tuto jednotku zahrnují:
- Na základě tohoto seznamu společně vytvořte vzdělávací cíle.
Další pokyny k společnému vytváření vzdělávacích cílů se studenty v tomto článkuknihovny VEX.