Hintergrund

Die Touch-to-Code-Einheit macht Sie und Ihre Schüler mit den grundlegenden Codierungskonzepten über die Touch-Tasten des 123 Roboters vertraut. Die Teilnehmer lernen die Terminologie im Zusammenhang mit dem Verhalten von Robotern, einschließlich Zersetzung und Sequenzierung, und verwenden diese Sprache, wenn sie geführte Erkundungen durchführen, die Grundlagen des Codierens untersuchen und Probleme mit dem 123 Robot lösen.

Was ist ein Roboter?

Ein Roboter ist ein Gerät, das eine Aktion ausführen kann, sobald es dazu programmiert ist. In der Informatik wird ein Roboter als ein Gerät definiert, das fühlen, denken und handeln kann. Dies wird gemeinhin als Sense → Think → Act-Entscheidungsschleife bezeichnet.
 

Ein 123-Roboter verwendet Sensoren, um Daten aus seiner Umgebung zu sammeln (Sense), Entscheidungen auf der Grundlage dieser Informationen zu treffen (Think) und diese Informationen in Anweisungen für Verhaltensweisen umzuwandeln (Act). Ein Gerät, wie ein Telefon, ist kein Roboter, weil es nicht in der Lage ist, auf oder in seiner Umgebung zu handeln. Diese Handlungsfähigkeit ist ein entscheidendes Merkmal dessen, was etwas zu einem Roboter macht, im Gegensatz zu einer anderen Art von Gerät.

Es ist wichtig für die Schüler zu beachten, dass ein Roboter nicht für sich selbst denken kann, er kann nur das tun, wofür er programmiert ist. Ein Roboter benötigt Programmierung oder Codierung, um auf seine Umgebung einwirken zu können.

Was ist VEX 123?

VEX 123 ermöglicht es Kindern, Konzepte der Informatik zu erforschen, und Sie, der Lehrer, können Dinge wie räumliches Denken, Codieren und Zerlegen in eine Vielzahl von Inhaltsbereichen integrieren. VEX 123 bietet Schülern und Lehrern die Möglichkeit, sich während der gesamten Aktivitäten eines Labors einfach und greifbar mit Code auseinanderzusetzen und ihn auszutauschen. Es gibt eine Reihe von Einheiten und Labors, die Ihnen Ideen für die Verwendung von vex 123 in Ihrem Klassenzimmer geben sollen, und alle beinhalten die praktische Verwendung Ihres 123 Roboters. 

Lehrer-Ressourcen sind so konzipiert, dass sie Ihnen die Struktur und Unterstützung bieten, die notwendig sind, um vex 123 in Ihre Lernumgebung zu integrieren. Diese Ressourcen werden unerfahrenen Lehrern helfen, Technologie und Innovation in ihre Schulen zu bringen, und erfahrene Lehrer werden die Klassenzimmer der Zukunft schaffen. Zu den Ressourcen, die auf der Seite 123 Teacher Resources zu finden sind, gehören:

• Ein Leitfaden für die ersten Schritte, um vex 123 in Ihr MINT-LERNEN einzubauen.
• Ein Implementierungsleitfaden , der Ihnen hilft, MINT-Labore ZU unterrichten.
• Ein Lehrer-Wertdokument, das die Pädagogik hinter der Schaffung von STEM Labs erklärt.
• Ein kumulativer Schrittmacherleitfaden , der Ihnen hilft, sich auszurichten und zu planen, welche STEM-Labore Sie unterrichten sollen.
• Eine Liste von Inhaltsstandards , in denen länderspezifische Diagramme verfügbar sind, um die Ausrichtung der Standards an den vex 123 STEM Labs zu zeigen.
• Eine MASTER-MATERIALLISTE FÜR STEM Labs mit allem, was Sie benötigen, um STEM Labs in Ihrer Schule oder Ihrem Klassenzimmer zu implementieren.

Was ist eine Programmiersprache?

Eine Programmiersprache ist die Art der Kommunikation zwischen einem Computer und einem Programmierer. Programmiersprachen folgen Schritt-für-Schritt-Anweisungen, die ein Computer versteht, damit seine Programme funktionieren. Kinder erleben Programmiersprachen in früher Programmierung, indem sie einfache Befehle mit direktionaler Sprache erstellen. Um diese Befehle zu erstellen, müssen die Schüler Kommunikations-, Denk- und Problemlösungsfähigkeiten kombinieren. 

Der 123 Roboter verwendet Touch-Buttons als Befehle. Kombinationen von Tastendrucken teilen dem Roboter mit, welche Aktionen oder Verhaltensweisen er ausführen soll. In dieser Einheit verwenden die Schüler die Schaltflächen auf der Oberseite des 123 Roboters, um den Roboter zu codieren, um Herausforderungen zu meistern. Die folgende Tabelle zeigt Ihnen das Verhalten, das mit jeder der Touch-Tasten des 123 Roboters ausgeführt wird.

Schaltfläche	Name	Verhalten
	Start	Startet das Projekt, wenn es gedrückt wird.
	Verschieben	123 Der Roboter fährt 1 Roboterlänge oder 1 Quadrat auf dem 123-Feld vorwärts.
	Rechts	123 Der Roboter dreht sich um 90 Grad nach rechts.
	Links	123 Der Roboter dreht sich um 90 Grad nach links.
	Ton	123 Der Roboter gibt ein Hupgeräusch ab.

Was ist Zersetzung?

Bei der Zersetzung wird ein komplexes Problem in Verhaltensweisen zerlegt, die leichter zu handhaben und leichter zu verstehen sind. Die Zerlegung des Problems in kleinere Teile bedeutet, dass jedes Teil genauer untersucht und einfacher gelöst werden kann. Wenn ein Schüler beispielsweise möchte, dass sich sein Roboter in einem Quadrat bewegt, müsste er es in kleinere Befehle aufteilen. Für die Schüler ist es wichtig, den Aufschlüsselungsprozess zu verfeinern, da sie die Befehle zunächst möglicherweise nicht in kleinere Komponenten aufteilen.

Wie wird die Sequenzierung in dieser Einheit verwendet?

Die Reihenfolge ist die Reihenfolge, in der Befehle in einem Projekt ausgeführt werden. Touch-Tastenbefehle werden beginnend mit dem ersten Tastendruck ausgeführt und laufen in der Reihenfolge ab, in der die Tasten gedrückt werden. Die folgende Tabelle zeigt eine Abfolge von Tastendrucken, um den 123-Roboter so zu codieren, dass er sich in einem Quadrat bewegt. Die Reihenfolge der Tastendrucke ist von links nach rechts. Wenn die Schüler die Tasten nicht in der richtigen Reihenfolge gedrückt haben, bewegt sich der 123-Roboter nicht wie beabsichtigt.

1	2	3	4	5	6	7	8

Die Schüler müssen verstehen, dass es eine 1: 1-Korrespondenz zwischen einem Knopfdruck und der Aktion des Roboters gibt, um ihre Projekte zu planen. Bei jedem Tastendruck auf der Oberseite des 123 Roboters bewegt oder dreht der Roboter eine Einheit oder spielt einmal einen Ton ab. Weitere Informationen zur Verwendung der Touch-Tasten des 123 Roboters finden Sie unter Codierung mit den Touch-Tasten im Artikel 123 Robot vex Library.

Um einem Roboter genau und präzise zu sagen, wie er sich bewegen soll, sind sowohl Zersetzung als auch Sequenzierung erforderlich. Zunächst wird das Problem, z. B. wie man zu den Buchstaben eines Wortes wechselt, in kleinere Schritte und Verhaltensweisen zerlegt. Sobald diese Verhaltensweisen identifiziert sind, müssen sie in der richtigen Reihenfolge organisiert werden. Dies ist wichtig, da sich der 123-Roboter nur so bewegt, wie es die Tasten drücken. In der folgenden Animation können Sie sehen, dass der 123 Roboter mit Tastendrucken codiert ist, die den Roboter zum ersten Buchstaben fahren, ihn drehen lassen und dann über die Buchstaben des Wortes "KATZE" fahren.

Schritte zur Planung und Sequenzierung eines Projekts

Die Projektplanung erfordert, dass die Schüler das Ziel für ihr Projekt identifizieren und dann die Schritte, die erforderlich sind, um dieses Ziel zu erreichen, in einzelne Schritte unterteilen, die vom 123-Roboter ausgeführt werden können. Sobald sie die Schritte in Berührungsverhalten unterteilt haben, werden sie die Knopfdrücke sequenzieren, um ihr Projekt zu erstellen. Dann können sie das Projekt auf dem 123-Feld testen, um sicherzustellen, dass es das Ziel erreicht.

• Identifizieren Sie zunächst das Ziel - was muss getan werden? Lassen Sie zum Beispiel den 123 Roboter über jeden der Buchstaben des Wortes CAT fahren.  

• Unterteilen Sie dann die Schritte, die erforderlich sind, um das Ziel zu erreichen, und identifizieren Sie die Tastendrücke, die erforderlich sind, um diese Schritte zu erreichen. Hier müssen Sie zuerst ein Quadrat bis zum Buchstaben "C" vorwärts fahren. Dann biegen Sie rechts ab und fahren ein Quadrat vorwärts, um zum Buchstaben "A" zu fahren. Und schließlich fahren Sie noch ein Quadrat weiter bis zum Buchstaben "T". Dies kann durch Drücken der Tasten "Verschieben" und "Nach rechts drehen" erreicht werden.

• Als nächstes planen Sie den Ablauf des Projekts. In welcher Reihenfolge müssen die Tasten gedrückt werden, um das Ziel zu erreichen?

1	2	3	4

• Wählen Sie "Start", um das Projekt zu testen und zu sehen, ob der 123-Roboter das im ersten Schritt identifizierte Ziel erreicht.