Přehled
Známky
3+ (věk 8+)
Čas
40 minut na laboratoř
Základní otázky jednotky
- Co je to senzor?
- co jsou data?
- Jak můžeme data využít k řešení problémů?
Porozumění jednotky
V této jednotce budou pokryty následující pojmy:
- Senzor vytváří data o reálném světě
- Jak efektivně využívat oční senzor ke sběru dat
- Jak porozumět datům poskytovaným očním senzorem
- Jak vytvořit hypotézu a otestovat ji pomocí dat
Shrnutí laboratoře
Kliknutím na následující karty zobrazíte souhrn toho, co budou studenti dělat a učit se v každé laboratoři.
Cvičení 1 – Porozumění datům
Hlavní otázka č.: Co je to oční senzor a jaká data hlásí?
- Studenti si vytvoří Code Base 2.0 – Eye Down.
- Seznámí se s očním senzorem, jak funguje a jak hlásí data jako hodnotu odstínu.
- Studenti budou s vypnutým očním senzorem pohybovat s kódovou základnou po popraskaném povrchu mostu a budou pozorovat a zaznamenávat data hlášená očním senzorem v monitoru VEXcode GO.
- Studenti předpovídají, zda zapnutí očního světla ovlivní hlášená data senzoru.
- Studenti poté s rozsvíceným očním senzorem přesunou kódovou základnu po povrchu mostu a budou pozorovat a zaznamenávat data hlášená očním senzorem na monitoru VEXcode GO.
- Budou porovnávat své soubory dat, aby potvrdili nebo vyvrátili své předpovědi, a diskutovali o tom, jak a proč se soubory dat liší.
Laboratoř 2 – Sběr dat
Hlavní otázka č.: Jak mohu shromažďovat data pomocí senzoru?
- Studentům bude řečeno, že občan nahlásil, že v jejich městě se může nacházet nebezpečný most. Budou působit jako inspektoři mostů a seznámí se s kritérii pro bezpečné, rizikové a nebezpečné mosty, aby mohli toto tvrzení prošetřit.
- Studenti použijí senzor oka v kódové bázi ke sběru dat o spodní části mostu.
- Údaje o vzdálenosti a hodnotě odstínu budou pravidelně zaznamenávat do svých zpráv o inspekci mostů.
- Studenti poté použijí data k vykreslení hodnoty odstínu a vzdálenosti, kterou robot urazil.
Laboratoř 3 – Analýza dat
Hlavní otázka č.: Jak mohu analyzovat data ze senzoru?
- Studenti budou pokračovat ve svém zkoumání z laboratoře 2, aby zjistili, zda se na spodní části mostu nachází trhlina.
- Studenti vypočítají velikost případných trhlin s využitím dat shromážděných v laboratoři 2.
- Na základě kritérií analyzují shromážděná data, aby určili, zda je jejich most bezpečný, ohrožený nebo nebezpečný.
Laboratoř 4 – Stanovení hypotézy
Hlavní otázka č.: Jak mohu použít data k řešení skutečného problému?
- Studenti se seznámí s faktory, které mohou ovlivnit konstrukci mostů a způsobit jejich praskání, včetně klimatu, rozpětí mostu a množství provozu na mostech.
- Studenti dostanou datové soubory o několika mostech a použijí data k určení, které mosty by měly mít prioritu pro kontrolu a opravu.
- Vzhledem k tomu, že mostů je tolik, nelze je všechny prohlédnout najednou. Studenti na základě toho, co se naučili, společně rozhodnou, který most je s největší pravděpodobností prasklý a je třeba jej zkontrolovat.
- Studenti vysloví hypotézu o tom, který most je „nebezpečný“, a tuto hypotézu ověří v laboratoři 5.
Laboratoř 5 - Testování hypotézy
Hlavní otázka č.: Jak mohu použít data k otestování hypotézy?
- Na základě hypotézy, kterou studenti stanovili v laboratoři 4, budou v pravidelných intervalech shromažďovat data o zvoleném mostě pomocí senzoru Eye Sensor v kódové bázi.
- Zaznamenají a analyzují svá data, aby ověřili hypotézu, kterou vytvořili v laboratoři 4.
- Studenti vytvoří zprávu o inspekci mostu, která shrne svá zjištění a to, jak data podporují nebo vyvrací jejich hypotézu. Zprávy budou sdílet se třídou.
Jednotkové standardy
Standardy jednotek budou řešeny v každé laboratoři v rámci jednotky.
Asociace učitelů informatiky (CSTA)
1B-DA-06 : Vizuálně uspořádat a prezentovat shromážděná data pro zdůraznění vztahů a podporu tvrzení.
Jak je dosaženo standardu: V laboratoři 1 studenti předpovídají, zda použití světla z oka ovlivní způsob, jakým oční senzor hlásí data. Shromažďují data očního senzoru o barvách na můstku, a to jak s očním světlem, tak bez něj. Uspořádají data do tabulky a použijí je k podpoře nebo vyvrácení předpovědi, kterou vytvořili. V laboratoři 2 studenti testují tvrzení, že most v jejich městě není bezpečný. Zaznamenávají intervaly vzdáleností a hodnoty odstínu hlášené očním senzorem do tabulky. Studenti používají tato data a prezentují je v grafu, aby viděli umístění potenciální trhliny. V laboratoři 3 studenti používají svá shromážděná data k tomu, aby ukázali vztah mezi hodnotou odstínu a umístěním a velikostí trhlin v jejich můstku, aby určili pravdivost svého tvrzení.
V laboratoři 4 dostanou studenti soubor dat o různých mostech a analyzují data, aby vytvořili hypotézu, který most je nejnebezpečnější a je třeba jej zkontrolovat. V laboratoři 5 ověřují svou hypotézu z předchozího laboratoře shromažďováním dat o zvoleném mostě. Studenti ve svých zprávách o inspekci mostů uspořádají a prezentují svá data a to, jak tato data podporují jejich hypotézu.
Asociace učitelů informatiky (CSTA)
1B-DA-07: Používejte data k zdůraznění nebo navržení vztahů příčiny a následku, předpovídání výsledků nebo sdělování myšlenky.
Jak je dosaženo standardu: V laboratoři 1 studenti používají shromážděná data k zdůraznění vztahu příčiny a následku mezi světlem oka a tím, jak senzor oka hlásí hodnotu odstínu. V laboratoři 2 studenti shromažďují data skenováním můstku pomocí očního senzoru na kódové základně. Tato data pak použijí ke komunikaci vzorců v datech prostřednictvím grafu. V laboratoři 3 studenti používají shromážděná data ke sdělení velikosti a umístění trhliny na mostě.
V laboratoři 4 studenti používají data k vytváření a navrhování hypotézy, pro kterou je most nebezpečný a vyžaduje kontrolu. V laboratoři 5 testují svou hypotézu sběrem dat o zvoleném mostě a pomocí dat sdělují své představy o bezpečnosti mostu ve své zprávě o inspekci mostu.