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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. AnweisenWeisen Sie die Schüler an, dass sie den Debugging-Prozess von Identifizieren – Finden – Beheben gemeinsam üben werden. Das Ziel dieses Projekts ist es, den 123 Roboterantrieb anzutreiben, um ein Buch wieder ins Bücherregal zu stellen, aber es gibt einen Fehler im Projekt. Die Animation unten zeigt das verwanzte Projekt, so dass der 123 Robot nicht erfolgreich das Bücherregal erreichen wird.

     

  2. ModellModellModell für Schüler, wie man das fehlerbehaftete Projekt erstellt, damit sie den Debugging-Prozess verwenden können, um den Fehler zu identifizieren, zu finden und zu beheben.
    • Verteilen Sie die folgenden Materialien an jede Gruppe: 
      • 123 Roboter 
      • Coder 
      • A 123 Kachel mit der gekennzeichneten Stelle des Bücherregals 
      • Coderkarten 
        • Die Schüler sollten die "When start 123" -Karte, vier "Drive 1" -Karten, eine "Drive 2" -Karte, eine "Turn left" -Karte und eine "Turn right" -Karte haben. 
        • Die Schüler verwenden den gleichen Satz von Coder-Karten zum Erstellen und Debuggen ihrer Projekte. 
    • Die Schüler müssen den Roboter aufwecken. Um den 123 Robot zu wecken, schieben Sie die Räder entlang einer Oberfläche, bis Sie das Startgeräusch hören, wie in der Animation unten gezeigt. Schalten Sie den Ton für diese Animation ein. Weitere Informationen zum 123 Robot finden Sie im Artikel Using the vex 123 Robot STEM Library.

    • Die Schüler sollten dann das verwanzte Projekt wie hier gezeigt erstellen. Dieses Projekt ist absichtlich falsch, um den Schülern die Möglichkeit zu geben, den Debugging-Prozess gemeinsam zu nutzen. Stellen Sie sicher, dass die Schüler das Projekt genau so erstellen, wie es gezeigt wird.

      VEX Coder mit einem verwanzten Projekt, das "When start 123", "Drive 2", "Turn left" und "Drive 1" liest.
      Bauen Sie das verwanzte Projekt auf
    • Verbinden Sie den 123-Roboter mit dem Coder. Um den 123-Roboter anzuschließen, halten Sie die Start- und Stopptasten am Coder und die linken und rechten Tasten am 123-Roboter mindestens 5 Sekunden lang gedrückt, bis Sie den angeschlossenen Ton hören und die Kontrollleuchten rechtzeitig blinken, wie in der folgenden Animation gezeigt. Schalten Sie den Ton für diese Animation ein. Weitere Informationen zum Coder finden Sie im Artikel Using the vex 123 Coder STEM Library.

    •  Sobald alle 123 Roboter eingeschaltet sind und die Programmierer verbunden sind, lassen Sie die Schüler den 123 Roboter auf den Startpunkt legen, wie hier gezeigt, und drücken Sie "Start", um das Projekt zu testen. Die Schüler sollten die Bewegung des 123 Roboters beobachten, um zu erkennen , wenn sie einen Fehler im Verhalten sehen.

      Draufsicht auf das 123 Tile-Setup mit dem 123 Robot in der linken unteren Ecke nach vorne und dem Bücherregal in der Mitte der oberen Reihe.
      Stellen Sie den 123-Roboter auf den Startpunkt
      • Stellen Sie sicher, dass die Schüler den 123-Roboter richtig auf der Kachel ausrichten. Wie hier gezeigt, sollte der 123 Roboter auf dem unteren linken Quadrat der Kachel platziert werden, wobei der weiße Pfeil mit der Kerbe auf der Oberseite des Quadrats ausgerichtet ist. Wenn sich die Roboter der Schüler beim Start des Projekts links oder rechts von der Kachel bewegen, lassen Sie sie ihren Roboter auf das Setup-Bild zurücksetzen und starten Sie das Projekt erneut.
    • Sobald alle Gruppen erkannt haben, dass ein Fehler vorliegt, gratulieren Sie ihnen zum Abschluss des ersten Schrittes des Debugging-Prozesses! Lassen Sie die Schüler erzählen, was der 123-Roboter anders gemacht hat als das Ziel des Projekts, und stellen Sie sicher, dass die Schüler sich auf den Fehler im Roboterverhalten einigen (in die falsche Richtung drehen), bevor sie fortfahren.
    • Nachdem die Schüler den Fehler im Verhalten des Roboters identifiziert haben, müssen sie den Fehler im Projekt finden. Bitten Sie die Schüler, sich die Coder-Karten in ihrem Projekt anzusehen, um diejenige zu finden, die den Roboter 123 nach links abbiegen lässt. Die Schüler können der Klasse mitteilen, welche Coder-Karte ihrer Meinung nach der Fehler ist. 
    • Als Nächstes sollten die Schüler den Fehler beheben, indem sie eine andere Codiererkarte auswählen, um die Codiererkarte "Nach links drehen" zu ersetzen. 
      • Die Schüler sollten nur "Drive 1" oder "Turn right" Coder-Karten zur Auswahl haben, um ihre Möglichkeiten zur Reparatur ihres Projekts einzuschränken.

    • Sobald die Schüler die Codiererkarte "Nach links drehen" durch eine andere Karte ersetzt haben, sollten sie den 123 Roboter auf seinen Ausgangspunkt zurücksetzen und "Start" drücken, um ihr Projekt zu testen. Das debuggte Projekt sollte den 123 Roboter dazu bringen, sich wie in der Animation unten gezeigt zu bewegen.  

  3. ErleichternErleichternErleichtern Sie jeden Schritt des Debugging-Prozesses mit den Schülern, während sie ihre Projekte debuggen. Gratulieren Sie den Schülern, während sie jeden der Schritte Identifizieren – Finden – Reparieren erfolgreich abschließen!

    Um den Schülern zu helfen, einen Fehler im Verhalten des Roboters zu identifizieren:

    • Wenn die Schüler das Verhalten ihres 123 Roboters beobachten, lassen Sie sie ankündigen, wenn sie einen Fehler in ihrem Projekt identifiziert haben. Sie können dies tun, indem Sie Gruppen die Hand heben lassen, wenn sie ein unerwartetes Verhalten sehen, oder den Bug (Google Doc/.docx/.pdf) ausschneiden und verwenden, um ihn auf ihren Schreibtisch zu legen oder hochzuhalten, um zu zeigen, dass sie einen Bug sehen.

    Um den Schülern zu helfen, den Fehler in ihrem Projekt zu finden:

    • Beginnen Sie mit der ersten Coder-Karte im Projekt und fragen Sie die Schüler, ob "Drive 2" mit dem fehlerhaften Verhalten übereinstimmt, die falsche Richtung einzuschlagen. 
    • Gehen Sie zur nächsten Coder-Karte und fragen Sie die Schüler, ob diese Karte mit dem fehlerhaften Verhalten übereinstimmt, in die falsche Richtung zu drehen.
      • Die Codierkarte "Nach links drehen" lässt den 123 Robot nach links abbiegen – aber um zum Bücherregal zu gelangen, muss der 123 Robot nach rechts abbiegen. 

    Um den Schülern zu helfen, den Fehler zu beheben: 

    • Bitten Sie die Schüler, welche Coder-Karte sie anstelle von "Nach links abbiegen" benötigen, um das Projekt zu reparieren. 
      • Bitten Sie die Schüler, sich die anderen verfügbaren Coder-Karten anzusehen und eine andere Coder-Karte auszuwählen. Die begrenzten Möglichkeiten sollten den Schülern helfen, sich leichter zu konzentrieren und die richtige Lösung für ihr Projekt zu finden. 
    • Wenn die Schüler sich nicht einig sind, welchen „Fix“ sie verwenden sollen, lassen Sie sie erklären, warum sie eine bestimmte Coder-Karte gegenüber einer anderen ausprobieren möchten. In diesem Projekt mag es offensichtlich erscheinen, aber in der Lage zu sein, diese Logik zu artikulieren, wird nützlich sein, wenn Studenten Projekte unabhängiger debuggen.
  4. ErinnernErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass Debugging etwas ist, was sie oft tun müssen, wenn sie ihre 123 Roboter programmieren.

    Während dieses Projekt einen einfachen Fehler hatte, wird es mit zunehmender Komplexität der Projekte mehr Möglichkeiten geben, Fehler in ihren Projekten zu identifizieren, zu finden und zu beheben. Erinnern Sie die Schüler daran, dass ein Fehler in ihrem Projekt in Ordnung ist und ein erwarteter Teil der Programmierung ist. Fehler sind Gelegenheiten, gemeinsam zu lernen und Probleme zu lösen, keine Misserfolge.

  5. FragenFragen Sie die Schüler, wie ihnen die Verwendung des Debugging-Prozesses bei der weiteren Arbeit mit den 123 Robots helfen könnte, indem Sie Fragen stellen wie:
    • Was würden Sie Ihrer Meinung nach tun, wenn Sie mehr als einen Fehler in einem Projekt hätten? Wie würden Sie das Problem lösen? 
    • Ist dieser Debugging-Prozess ähnlich oder anders als die Art und Weise, wie Sie zuvor Codierungsprojekte mit Ihrer Gruppe festgelegt haben?

& Gruppendiskussion zur Pause während des Spiels

Sobald jede Gruppe den Fehler behoben und das Projekt getestet hat, um zu sehen, wie der 123 Robot erfolgreich das Bücherregal erreicht , kommen Sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

Geben Sie den Schülern die Möglichkeit, den Debugging-Prozess in ihren eigenen Worten zusammenzufassen und zu überprüfen, ob sie die drei Schritte Identifizieren – Finden – Beheben verstehen. 

  • Wie würden Sie den Debugging-Prozess jemandem erklären, dessen Roboter nicht das tat, was er wollte? 
  • Was werden Sie tun, wenn Sie das nächste Mal sehen, dass sich Ihr 123 Roboter anders bewegt, als Sie es möchten? 

Erkennen Sie an, dass Fehler und Debugging Teil des Codierungsprozesses sind und dass dies etwas ist, was sie tun werden, um ihnen zu helfen, etwas über das Codieren des 123 Roboters zu lernen. Die Schüler können erzählen, wie es sich anfühlt, einen Fehler in ihrem Projekt zu finden und zu beheben.

  • Wenn sie sagen, dass es sich manchmal frustrierend anfühlt, ist das in Ordnung. Die Schüler haben unterschiedliche emotionale Reaktionen auf Fehler. Erklären Sie, dass Sie sich deshalb die Zeit nehmen, sich über einen Debugging-Prozess zu informieren, damit er das nächste Mal, wenn er auf einen Fehler stößt, einfacher und weniger frustrierend sein kann. 
  • Erinnern Sie die Schüler daran, dass das Ziel des Programmierens darin besteht, mit ihren Robotern zu lernen und Spaß zu haben – und nicht, beim ersten Versuch die „richtige“ Antwort zu erhalten.

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. AnweisenWeisen Sie die Schüler an, dass sie jetzt den Debugging-Prozess in ihren Gruppen verwenden werden, um ihre 123 Roboter an ihrer Stelle auf der Kachel aufzustellen. Der 123 Robot sollte zu Spot Nummer 2 fahren, aber es gibt einen Fehler im Projekt. Die Animation unten zeigt das verwanzte Projekt, so dass der Roboter nicht erfolgreich zur Nummer 2 fährt.
  2. ModellModellModell für Schüler, wie sie ihren 123 Roboter und ihre Kachel einrichten, damit sich der Roboter aufstellen kann. Überprüfen Sie, ob die Pfeile auf dem 123-Roboter und der Kachel richtig ausgerichtet sind und ob der Roboter an seinem Startpunkt in die richtige Richtung zeigt, wie in der Abbildung unten gezeigt.

    Draufsicht auf die 123-Kachel-Einrichtung mit dem 123-Roboter in der oberen linken Ecke, der nach rechts zeigt, und den Zahlen 1, 2 und 3, die in der mittleren Reihe der Quadrate auf der Kachel geschrieben sind.
    Stellen Sie den 123-Roboter auf den Startpunkt
    • Stellen Sie sicher, dass die Schüler den 123-Roboter richtig auf der Kachel ausrichten. Wie hier gezeigt, sollte der 123-Roboter auf dem oberen linken Quadrat der Kachel platziert werden, wobei der weiße Pfeil mit der Kerbe auf der rechten Seite des Quadrats ausgerichtet ist, um den 123-Roboter nach rechts zu richten. Wenn sich die Roboter der Schüler beim Start des Projekts nach links oder nach unten bewegen, lassen Sie sie ihren Roboter auf das Setup-Bild zurücksetzen und starten Sie das Projekt erneut.

    • Lassen Sie die Schüler das verwanzte Projekt wie hier gezeigt erstellen. (Die Schüler sollten weiterhin den gleichen Satz von Coder-Karten verwenden, den sie für Spiel Teil 1 hatten.) 

      VEX Coder mit einem verwanzten Projekt darin, das Wenn Start 123, Laufwerk 2, Rechts abbiegen und Laufwerk 1 liest.
      Bauen Sie das verwanzte Projekt auf.

       

    • Möglicherweise müssen die Schüler den Roboter aufwecken, wenn die Zeit abgelaufen ist. Um den 123 Robot zu wecken, schieben Sie die Räder entlang einer Oberfläche, bis Sie das Startgeräusch hören, wie in der Animation unten gezeigt. Schalten Sie den Ton für diese Animation ein. Weitere Informationen zum 123 Robot finden Sie im Artikel Using the vex 123 Robot STEM Library.
    • Verbinden Sie dann den 123 Roboter mit dem Coder, wie in der Animation unten gezeigt. Schalten Sie den Ton für diese Animation ein. Weitere Informationen zum Coder finden Sie im Artikel Using the vex 123 Coder STEM Library.
    • Sobald der 123-Roboter angeschlossen ist und sein Projekt im Coder bereit ist, können die Schüler auf "Start" drücken, um ihr Projekt zu testen und mit dem Debugging zu beginnen. 
      • Die Schüler sollten die gleichen Schritte befolgen, die sie in Spiel Teil 1 verwendet haben, um den Fehler im Verhalten des 123 Roboters zu identifizieren, dann die fehlerhafte Coder-Karte in ihrem Projekt zu finden und das Projekt zu beheben, indem sie diese Coder-Karte durch diejenige ersetzen, die den Roboter veranlasst, sich wie beabsichtigt zu bewegen.
      • Stellen Sie sicher, dass die Schüler den 123-Roboter in die richtige Ausrichtung und Startposition bringen, bevor sie mit dem Debugging beginnen.

      • Wenn die Schüler das Projekt debuggt haben, sollte sich der 123-Roboter zur Nummer 2 auf der Kachel bewegen, um sich an seiner Stelle "auszurichten", wie in der Animation unten gezeigt. 

  3. ErleichternErleichtern Sie Gespräche über den Debugging-Prozess, während die Schüler die Fehler in ihren Projekten identifizieren, finden und beheben.
    • Was haben Sie beim 123-Roboter gesehen, das Ihnen geholfen hat, den Fehler zu identifizieren? 
    • Können Sie erklären, was der Fehler ist und wie sich das von dem unterscheidet, was der Roboter tun soll? 
    • Wo haben Sie den Fehler in Ihrem Projekt gefunden? 
    • Welche Coder-Karte musst du verwenden, um den Fehler zu beheben? Warum haben Sie sich dafür entschieden? 
    • Bewegt sich der Roboter mit der neuen Coderkarte im Projekt anders? Woher wissen Sie, ob Sie das Projekt korrekt debuggt haben?

    Für Gruppen, die das Projekt schnell debuggen, lassen Sie sie einen anderen Ort auswählen, an dem sie sich ausrichten können. Sie können dann den Debugging-Prozess erneut verwenden, um ihr Projekt so anzupassen, dass der 123-Roboter vom Startpunkt auf die Nummer 1 oder 3 in Reihe fährt.

  4. ErinnernErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass ihre 123 Roboter nur genau das tun, was sie ihnen sagen, also wird das Debuggen viel passieren, wenn sie ihre Roboter programmieren.

    Erinnern Sie die Schüler an andere Fälle, in denen sie ein Projekt erfolgreich debuggt haben, und sprechen Sie darüber, wie dieser Prozess ihnen geholfen hat, mehr über das Programmieren ihrer Roboter zu erfahren. Fragen Sie die Schüler nach etwas, das sie heute durch den Debugging-Prozess gelernt haben, oder nach der Behebung eines Fehlers in einem früheren Projekt, um die positiven Lernmöglichkeiten hervorzuheben, die Fehler bieten.

  5. FragenFragen Sie die Schüler nach anderen Zeiten, in denen sie ein Projekt oder Problem „debuggen“ mussten. Können sie sich eine andere Situation vorstellen, in der ein Debugging-Prozess hilfreich wäre?
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