Bevor Sie beginnen
Wesentliche Fragen:
Wie treffen Roboter Entscheidungen?
Verständnis der Einheit:
- Durch die Prüfung von Bedingungen und das Stellen von Fragen können Entscheidungen getroffen werden.
- Verhaltensweisen können unbegrenzt oder eine begrenzte Anzahl von Malen wiederholt werden.
- Das Bewegen des Roboters mithilfe des One Stick Controllers kann in ein VEXcode-Projekt integriert werden.
- Die Verwendung von Kommentaren in Ihrem Code hilft Ihnen, Ihr Projekt zu organisieren.
Standardausrichtung
Verband der Informatiklehrer (CSTA)
- 1B-CS-02: Modellieren Sie, wie Computer-Hardware und -Software als System zusammenarbeiten, um Aufgaben zu erledigen.
- 1B-AP-10: Erstellen Sie Programme, die Sequenzen, Ereignisse, Schleifen und Bedingungen enthalten.
- 1B-AP-11: Zerlegen (aufschlüsseln) Sie Probleme in kleinere, überschaubare Teilprobleme, um den Programmentwicklungsprozess zu erleichtern.
- 1B-AP-12: Teile eines vorhandenen Programms ändern, neu zusammenstellen oder in die eigene Arbeit integrieren, um etwas Neues zu entwickeln oder erweiterte Funktionen hinzuzufügen.
- 1B-AP-17: Beschreiben Sie die während der Programmentwicklung getroffenen Entscheidungen anhand von Codekommentaren, Präsentationen und Demonstrationen.
- 2-AP-12: Entwerfen und entwickeln Sie iterativ Programme, die Kontrollstrukturen kombinieren, einschließlich verschachtelter Schleifen und zusammengesetzter Bedingungen.
- 2-AP-19: Dokumentieren Sie Programme, um sie leichter verfolgen, testen und debuggen zu können.
- 3B-AP-09: Implementieren Sie einen Algorithmus der künstlichen Intelligenz, um ein Spiel gegen einen menschlichen Gegner zu spielen oder ein Problem zu lösen.
Benötigte Materialien (pro Gruppe):
- VEX AIM-Codierungsroboter
- One-Stick-Controller
- 2 Orangenfässer
- 2 blaue Fässer
- 2 Sportbälle
- Alle AprilTag-IDs
- AIM-Feld (4 Kacheln und 8 Wände)
- Zeitschrift
Um mehr über das Unterrichten von KI-Konzepten mit VEX zu erfahren, besuchen Sie teachai.vex.com.
Empfohlene Dauer für diese Einheit: 4-7 Sitzungen
Obwohl das Tempo von Klasse zu Klasse unterschiedlich ist, kann Ihnen die empfohlene Zeiteinteilung dabei helfen, effektiv zu planen. Eine „Sitzung“ dauert ungefähr 45–50 Minuten. Sie kennen Ihre Schüler am besten. Passen Sie daher die Zeitplanung nach Bedarf an, um den Bedürfnissen Ihrer Schüler in Ihrem Umfeld bestmöglich gerecht zu werden.
- Einführung: 1 Sitzung
- Lektion 1: 1-2 Sitzungen
- Lektion 2: 1-2 Sitzungen
- Lektion 3: 1-2 Sitzungen
Dies ist Ihre letzte Einheit, bevor Sie mit der Capstone-Herausforderung beginnen! In dieser Einheit bauen Sie auf dem auf, was Sie über AI Vision gelernt haben, um Ihren Roboter so zu programmieren, dass er Entscheidungen auf der Grundlage dessen trifft, was er erkennt. Sie erfahren, wie Sie Verhaltensweisen wiederholen, den One Stick Controller in ein VEXcode AIM-Projekt integrieren und Kommentare in Ihrem Code verwenden, um komplexere Projekte zu organisieren. Nach Abschluss dieser Einheit sind Sie bereit, alles, was Sie gelernt haben, auf die Capstone-Herausforderung anzuwenden!
Sehen Sie sich das Video unten an, um mehr über die Capstone-Herausforderung zu erfahren. Im Capstone treten Sie in einem zeitgesteuerten Wettbewerb an, um Fracht so schnell wie möglich auszuliefern, sowohl autonom als auch mithilfe der Fahrersteuerung.
Nachdem Sie das Video angesehen haben, werden Sie in der Klasse darüber diskutieren. Notieren Sie Ihre Antworten auf die folgenden Fragen in Ihrem Tagebuch, um Ihre Gedanken zur Vorbereitung auf die Diskussion zu ordnen:
- Welche Ideen haben Sie zum Programmieren des Roboters für den autonomen Teil der Herausforderung? Was ist mit dem Fahrerteil?
- Welche Entscheidungen muss der Roboter Ihrer Meinung nach treffen, um diese Herausforderung zu meistern? Was haben Sie im Video gesehen, das Ihre Ideen untermauert?
- Glauben Sie, dass Sie den Roboter besser steuern oder programmieren können, um an der Herausforderung teilzunehmen? Warum?
- Welche anderen Fähigkeiten oder Konzepte möchten Sie üben oder erlernen, um sich auf diese Herausforderung vorzubereiten?
Nachdem Sie das Video angesehen haben, werden Sie in der Klasse darüber diskutieren. Notieren Sie Ihre Antworten auf die folgenden Fragen in Ihrem Tagebuch, um Ihre Gedanken zur Vorbereitung auf die Diskussion zu ordnen:
- Welche Ideen haben Sie zum Programmieren des Roboters für den autonomen Teil der Herausforderung? Was ist mit dem Fahrerteil?
- Welche Entscheidungen muss der Roboter Ihrer Meinung nach treffen, um diese Herausforderung zu meistern? Was haben Sie im Video gesehen, das Ihre Ideen untermauert?
- Glauben Sie, dass Sie den Roboter besser steuern oder programmieren können, um an der Herausforderung teilzunehmen? Warum?
- Welche anderen Fähigkeiten oder Konzepte möchten Sie üben oder erlernen, um sich auf diese Herausforderung vorzubereiten?
Nachdem die Schüler das Video angesehen haben, folgen Sie Ihren Routinen zur Moderation einer Diskussion mit der gesamten Klasse um die ersten Ideen und Fragen der Schüler zur Capstone Challenge zu erfahren. Das Ziel dieser Einheit besteht darin, die Schüler auf den Capstone vorzubereiten, daher gibt es keine separate Einheitsherausforderung. Ermutigen Sie die Schüler, mitzuteilen, worüber sie ihrer Meinung nach noch mehr wissen müssen oder möchten, und zeichnen Sie diese Antworten auf, um Ihre Moderation während der gesamten Einheit zu leiten.
Helfen Sie den Schülern als Nächstes, eine reale Verbindung zum Inhalt dieser Einheit herzustellen, und nutzen Sie ihr Vorwissen mithilfe der folgenden Aufforderung:
Was sind einige Beispiele für sensorbasierte Entscheidungsfindung im Alltag? Inwiefern ist die Codierung Ihres Roboters ähnlich oder anders? Die Antworten variieren und könnten Dinge beinhalten wie:
- Ein Thermostat, das die Klimaanlage je nach erfasster Temperatur ein- oder ausschaltet.
- Eine intelligente Ampel, die sich je nach erkanntem Verkehr ändert.
- Ein selbstfahrendes Auto, das anhält, wenn es ein Stoppschild oder einen Fußgänger erkennt.
- Ein Windsensor an einer Markise, der die Markise automatisch einfährt, wenn starker Wind erkannt wird.
Gemeinsame Entwicklung von Lernzielen
Nachdem Sie sich das Video angesehen haben, wissen Sie, dass Sie sich auf die Bewältigung einer Herausforderung vorbereiten, die sowohl einen Fahrer- als auch einen autonomen Teil umfasst. Überlegen Sie, was Sie wissen und können müssen, um die Aufgabe des Sortierens von Objekten in beide Richtungen zu erledigen. Sie erstellen gemeinsam mit Ihrer Gruppe und Ihrem Lehrer Lernziele, sodass Sie ein gemeinsames Verständnis Ihrer Lernziele für diese Einheit haben.
Halten Sie Ihre Lernziele in Ihrem Tagebuch fest. Sie werden später in der Einheit auf diese Lernziele zurückkommen, um über Ihren Fortschritt nachzudenken und zukünftiges Lernen zu planen.
Nachdem Sie sich das Video angesehen haben, wissen Sie, dass Sie sich auf die Bewältigung einer Herausforderung vorbereiten, die sowohl einen Fahrer- als auch einen autonomen Teil umfasst. Überlegen Sie, was Sie wissen und können müssen, um die Aufgabe des Sortierens von Objekten in beide Richtungen zu erledigen. Sie erstellen gemeinsam mit Ihrer Gruppe und Ihrem Lehrer Lernziele, sodass Sie ein gemeinsames Verständnis Ihrer Lernziele für diese Einheit haben.
Halten Sie Ihre Lernziele in Ihrem Tagebuch fest. Sie werden später in der Einheit auf diese Lernziele zurückkommen, um über Ihren Fortschritt nachzudenken und zukünftiges Lernen zu planen.
Führen Sie die Schüler als ganze Klasse durch den Prozess der gemeinsamen Entwicklung von Lernzielen.
- Überlegen Sie gemeinsam mit den Schülern, was sie wissen müssen, um die im obigen Video gezeigten Aktivitäten abzuschließen. Formulieren Sie diese als „Ich kann“-Aussagen.
- Beispiele für „Ich kann“-Aussagen für diese Einheit sind:
- Ich kann den Roboter so programmieren, dass er sich basierend auf dem erkannten Objekt zu einem bestimmten Ort bewegt.
- Ich kann AI Vision verwenden, um den Roboter zu einer bestimmten AprilTag-ID zu steuern.
- Erstellen Sie gemeinsam Lernziele auf Grundlage dieser Liste.
- Beispiele für „Ich kann“-Aussagen für diese Einheit sind:
Weitere Hinweise zum gemeinsamen Erstellen von Lernzielen mit Ihren Schülern finden Sie diesem Artikelder VEX-Bibliothek. Gehen Sie dann weiter und erfahren Sie mehr über die gemeinsame Erstellung von Lernzielen mit dieser Lektion aus einer VEX PD+ Masterclass.
Wählen Sie Weiter > , um zu erfahren, wie Sie Ihren Roboter so programmieren, dass er Entscheidungen trifft.