Bevor Sie beginnen

Wesentliche Frage: Wie kann uns das Verständnis der Bewegungsweise von Robotern dabei helfen, bessere Programmierer zu werden?

Verständnis der Einheit:

• So bestimmen Sie den Winkel, in dem sich der Roboter bewegen soll.
• So verwenden Sie VEXcode AIM, um den Roboter so zu programmieren, dass er sich über eine bestimmte Distanz in einem bestimmten Winkel bewegt.
• So planen Sie eine Blockfolge in einem Projekt, bevor Sie in VEXcode codieren, um den Prozess zu vereinfachen.
• So finden und beheben Sie Fehler in einem Projekt.
• So arbeiten Sie beim Codieren eines Projekts erfolgreich zusammen.

Standardausrichtung

Verband der Informatiklehrer (CSTA)

• 1B-CS-02: Modellieren Sie, wie Computer-Hardware und -Software als System zusammenarbeiten, um Aufgaben zu erledigen.
• 1B-DA-07: Verwenden Sie Daten, um Ursache-Wirkungs-Beziehungen hervorzuheben oder vorzuschlagen, Ergebnisse vorherzusagen oder eine Idee zu kommunizieren.
• 1B-AP-08: Vergleichen und verfeinern Sie mehrere Algorithmen für dieselbe Aufgabe und bestimmen Sie, welcher am besten geeignet ist.
• 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-15: Testen und debuggen (Fehler identifizieren und beheben) Sie ein Programm oder einen Algorithmus, um sicherzustellen, dass es wie vorgesehen ausgeführt wird.
• 2-AP-15: Holen Sie Feedback von Teammitgliedern und Benutzern ein und berücksichtigen Sie es, um eine Lösung zu verfeinern, die den Benutzeranforderungen entspricht.
• 2-AP-19: Dokumentieren Sie Programme, um sie leichter verfolgen, testen und debuggen zu können.
• 3A-AP-22: Entwerfen und entwickeln Sie rechnergestützte Artefakte in Teamrollen mithilfe kollaborativer Tools.

Sehen Sie sich hier zusätzliche Standards von ISTE, Common Core, NGSS und anderen Normungsgremien sowie Beschreibungen dazu an, wie und wo jeder dieser Standards in dieser Einheit erfüllt wird.

Benötigte Materialien (pro Gruppe):

• VEX AIM-Codierungsroboter
• One-Stick-Controller
• 3 orangefarbene Fässer
• 3 blaue Fässer
• AprilTag ID 0 und 1
• AIM-Feld (4 Kacheln und 8 Wände)
• VEXcode AIM
• Ein Computer
• Roboter-Winkelmesser (pro Schüler)
• Tagebuch (pro Student)

Empfohlene Dauer für diese Einheit: 6-7 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 Sitzung
• Lektion 2: 1 Sitzung
• Lektion 3: 1 Sitzung
• Einheitliche Herausforderung: 2–3 Sitzungen

Nachdem die Schüler das Video angesehen haben, moderieren Sie eine Diskussion mit der gesamten Klasse um die Beobachtungen der Schüler zu erfahren und sie auf die gemeinsame Entwicklung von Lernzielen für die Einheit vorzubereiten.

• Bitten Sie die Schüler, ihre Beobachtungen und Ideen auf Grundlage des Videos mitzuteilen und ermutigen Sie sie, diese mit Beweisen aus dem Video zu untermauern. Verwenden Sie Eingabeaufforderungen wie:
  • Was haben Sie in dem Video gesehen, das Sie zu dieser Annahme veranlasst?
• Wenn die Schüler ihre Fragen und Ideen mitteilen, helfen Sie ihnen dabei, ihre Überlegungen als produktive wissenschaftliche Fragen zu formulieren und stellen Sie sicher, dass alle Unit-Verständnisse für diese Einheit berücksichtigt werden.
• Lenken Sie die Aufmerksamkeit der Schüler auf die Fähigkeiten und Kenntnisse, die sie möglicherweise benötigen, um die Herausforderung zu meistern, da sie diese bei der gemeinsamen Entwicklung von Lernzielen nutzen werden.

Helfen Sie den Schülern als Nächstes, eine Verbindung zur realen Welt mit den Inhalten dieser Einheit herzustellen und ihr Vorwissen mithilfe der folgenden Aufforderung zu nutzen:

• Was sind einige Beispiele für Roboter, die Winkel zur Optimierung ihrer Bewegungen nutzen können?
  • In einer Stadt können sie autonome Fahrzeuge beobachten, die präzise Kurven fahren.
  • In ländlichen Gebieten bemerken sie möglicherweise Drohnen, die die Ernte in bestimmten Winkeln besprühen.
  •  In einem Lager sehen sie möglicherweise Roboter, die ihre Wege zwischen den Regalen optimieren.

Führen Sie die Schüler als ganze Klasse durch den Prozess der gemeinsamen Entwicklung von Lernzielen. 

1. 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.
   1. Beispiele für „Ich kann“-Aussagen für diese Einheit sind:
      1. Ich kann VEXcode AIM verwenden, um meinen Roboter so zu programmieren, dass er sich über eine bestimmte Distanz in jedem Winkel bewegt.
      2. Ich kann mein Projekt debuggen, um sicherzustellen, dass sich der Roboter wie beabsichtigt verhält.
2. Erstellen Sie gemeinsam Lernziele auf Grundlage dieser Liste.

Weitere Hinweise zum gemeinsamen Erstellen von Lernzielen mit Ihren Schülern finden Sie diesem VEX-Bibliotheksartikel. Erfahren Sie mehr über die gemeinsame Erstellung von Lernzielen mit Ihren Schülern mit dieser Lektion aus einer VEX PD+ Masterclass.