Bevor Sie beginnen
Wesentliche Frage: Welchen Zusammenhang haben präzise Bewegungen mit unserer Fähigkeit, Probleme effektiv zu lösen?
Verständnis der Einheit:
- Die Aufgabe des Roboters bestimmt den Weg, dem er folgen muss, und die dafür erforderliche Orientierung.
- Der Roboter kann absolute und relative Bewegungen ausführen.
- So berechnen Sie die Richtung des Roboters und bestimmen, in welche Richtung er abbiegen soll.
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 hierzusätzliche 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, 1, 2, 3 und 4
- AIM-Feld (4 Kacheln und 8 Wände)
- VEXcode AIM
- Ein Computer
- Roboter-Winkelmesser (pro Schüler)
- Tagebuch (pro Student)
Empfohlene Dauer für diese Einheit: 6-9 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 Sitzung
- Lektion 3: 1-2 Sitzungen
- Einheitliche Herausforderung: 2–3 Sitzungen
In dieser Einheit stellen Sie Ihre Präzision auf die Probe, indem Sie den VEX AIM Coding Robot so codieren, dass er Fracht abholt und ausliefert. Sie lernen, sich in bestimmte Richtungen zu drehen, sodass sich Ihr Roboter präzise bewegen und auf dem Feld in bestimmte Richtungen blicken kann. Am Ende der Einheit können Sie Ihren Roboter so programmieren, dass er Fässer von verschiedenen Standorten auf dem Feld einsammelt und an ihren endgültigen Bestimmungsort liefert.
Sehen Sie sich das Video unten an, um mehr über Ihre Aufgabenstellung zu erfahren: Programmieren Sie Ihren Roboter, damit er schnell Fässer einsammelt und bewegt! Sie müssen jedes der vier Fässer einsammeln und sie so schnell wie möglich zur Auslieferung an AprilTag ID 0 zurückbringen.
Nachdem Sie das Video angesehen haben, diskutieren Sie in der Klasse darüber. Notieren Sie Ihre Antworten auf die folgenden Fragen in Ihrem Tagebuch, damit Sie sie während der Diskussion mitteilen können:
- Vergleichen Sie die Bewegungen in diesem Video mit den Bewegungen des Roboters in früheren Lektionen. Wann ist die Blickrichtung des Roboters wichtig? Wann spielt diese Richtung keine Rolle? Wie nimmt der Roboter die Fässer auf und platziert sie?
- Ist Präzision für diese Herausforderung wichtig? Erklären Sie Ihre Gedanken.
- Welche Fragen haben Sie zur Codierung des Roboters, damit er mit VEXcode AIM in bestimmte Richtungen blickt?
- Welche Fähigkeiten und Kenntnisse müssen Sie entwickeln, um die Herausforderung zu meistern?
Nachdem Sie das Video angesehen haben, diskutieren Sie in der Klasse darüber. Notieren Sie Ihre Antworten auf die folgenden Fragen in Ihrem Tagebuch, damit Sie sie während der Diskussion mitteilen können:
- Vergleichen Sie die Bewegungen in diesem Video mit den Bewegungen des Roboters in früheren Lektionen. Wann ist die Blickrichtung des Roboters wichtig? Wann spielt diese Richtung keine Rolle? Wie nimmt der Roboter die Fässer auf und platziert sie?
- Ist Präzision für diese Herausforderung wichtig? Erklären Sie Ihre Gedanken.
- Welche Fragen haben Sie zur Codierung des Roboters, damit er mit VEXcode AIM in bestimmte Richtungen blickt?
- Welche Fähigkeiten und Kenntnisse müssen Sie entwickeln, um die Herausforderung zu meistern?
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 Argumenten zu untermauern. Erinnern Sie die Schüler daran, das zuvor Gelernte über die Interaktion des Roboters mit Objekten, einschließlich dem Magneten und dem Kicker, anzuwenden, um ihre Erklärungen mit Details zu ergänzen.
- 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.
- Leiten Sie die Schüler an, über die Fähigkeiten und Kenntnisse nachzudenken, 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 zu den Inhalten dieser Einheit herzustellen und ihr Vorwissen mithilfe der folgenden Aufforderung zu nutzen: Was sind einige Beispiele für Branchen, in denen Roboter zur präzisen Navigation eingesetzt werden könnten?
- In einer geschäftigeren Stadt erkennen die Schüler möglicherweise autonome Lieferroboter.
- In Gemeinden mit Krankenhäusern ist man möglicherweise mit der Idee robotergestützter Operationsassistenten vertraut.
- In einer landwirtschaftlichen Region sind sie sich möglicherweise der GPS-gesteuerten Traktoren oder der Drohnen zur Ernteüberwachung bewusst.
Die Schüler können auf die vorherige Einheit zurückgreifen, in der Präzision besprochen wurde. Diese Beispiele und Verbindungen sollten auch dazu genutzt werden, einen Bezug zum bisherigen Lernstoff der Schüler herzustellen.
Gemeinsame Entwicklung von Lernzielen
Nachdem Sie sich das Video angesehen haben, wissen Sie, dass Sie den Roboter mit VEXcode AIM für den Transport von Fässern programmieren werden. Überlegen Sie, was Sie dafür wissen und lernen müssen. 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 den Roboter mit VEXcode AIM für den Transport von Fässern programmieren werden. Überlegen Sie, was Sie dafür wissen und lernen müssen. 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 Erstellung 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 VEXcode AIM verwenden, um meinen Roboter so zu programmieren, dass er sich in eine bestimmte Richtung dreht.
- Ich kann für meinen Roboter einen Weg planen, um Fässer einzusammeln und zu platzieren.
- Beispiele für „Ich kann“-Aussagen für diese Einheit sind:
- Erstellen Sie gemeinsam Lernziele auf Grundlage dieser Liste.
Weitere Hinweise zum gemeinsamen Erstellen von Lernzielen mit Ihren Schülern finden in diesem VEX-Bibliotheksartikel.