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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. AnweisungenWeisen Sie die Schüler an, unseren Code/Day Night-Build zu testen, indem sie in VEXcode ein Projekt erstellen, das das LED-Licht des Augensensors verwendet, um die Erde zu beleuchten. Sie werden VEXcode GO verwenden, um Tag und Nacht anzuzeigen, anstatt den Schalter zu verwenden, wie sie es im vorherigen Labor getan haben.
    • Zeigen Sie die folgende Animation Ihren Schülern und erinnern Sie sie daran, dass sie ihre Projekte mit dem Punkt beginnen müssen, der direkt zur Sonne zeigt. VEXcode wird verwendet, um die Erde um ihre Achse zu drehen, wobei ein LED-Licht eine Seite der Erde während der Drehung beleuchtet.

      Videodatei
    • Die Schüler werden den ersten Teil dieses Projekts gemeinsam mit Ihnen erstellen und dabei die Erde so programmieren, dass sie sich um 180 Grad von der Sonne weg dreht. Sie werden es testen, um den Punkt auf der Erde und die Position bei Nacht zu sehen und um zu sehen, wie das LED-Licht das Modell beleuchtet und es dadurch leichter erkennbar macht. 
    • Anschließend werden sie in ihren Gruppen den zweiten Teil des Projekts codieren, bei dem die Erde wieder so gedreht wird, dass sie direkt der Sonne zugewandt ist.
  2. ModellModell für Studenten, wie sie das Projekt in VEXcode GO erstellen und ihre Projekte testen.
    • Zeigen Sie den Schülern zunächst, wie sie das Brain auf ihrer Code Base mit ihrem Gerät in VEXcode GO verbinden. Because connection steps vary between devices, see the Connecting articles of the VEXcode GO section of the VEX Library for specific steps to connect the VEX GO Brain to your computer or tablet.
    • Außerdem müssen sie VEXCode GO so konfigurieren, dass ihnen die Blöcke in den Kategorien „Bewegung“ und „Erfassung“ zur Verfügung stehen. Lassen Sie die Schüler dazu die folgenden Schritte ausführen: 
      • Wählen Sie die Schaltfläche „Geräte“ in der rechten Ecke, um das Gerätefenster zu öffnen. 

        VEXcode GO-Symbolleiste mit der Schaltfläche „Geräte“ in einem roten Feld links neben dem Monitorsymbol.
        Wählen Sie die Schaltfläche „Geräte“.
      • Wählen Sie „Gerät hinzufügen“

        Das VEXcode GO-Gerätemenü wird geöffnet und die Schaltfläche „Gerät hinzufügen“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „Gerät hinzufügen“
      • Wählen Sie „BENUTZERDEFINIERTER ROBOTER“

        Das Menü „Gerät hinzufügen“ von VEXcode GO wird geöffnet und die Option „Benutzerdefinierter Roboter“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „BENUTZERDEFINIERTER ROBOTER“
      • Wählen Sie als nächstes „MOTOR“. 

        Das Menü „Gerät hinzufügen“ von VEXcode GO wird für die benutzerdefinierten Robotergerätetypen geöffnet und die Option „Motor“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        'MOTOR' auswählen
      • Sie werden aufgefordert, einen Port auszuwählen. Im Code Day/Night Build ist der Motor an Port 1 angeschlossen, wählen Sie also in der Konfiguration „1“ aus. 

        Das VEXcode GO Motor-Gerätemenü wird geöffnet und der Titel lautet „Wählen Sie einen Port“. Der erste Hafen ist in einem roten Kästchen markiert.
        Port auswählen 1
      • Es ist nicht erforderlich, den Namen oder die Richtung des Motors zu ändern, wählen Sie daher „FERTIG“ aus.

        Das Optionsmenü von VEXcode GO Motor wird geöffnet und der Titel lautet „Benennen und/oder Richtungen ändern“. Die Schaltfläche „Fertig“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „FERTIG“
    • Befolgen Sie denselben Vorgang, um den Augensensor zu konfigurieren.
      • Wählen Sie zuerst „Gerät hinzufügen“ aus.

        Das VEXcode GO-Gerätemenü wird geöffnet und die Schaltfläche „Gerät hinzufügen“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „Gerät hinzufügen“
      • Wählen Sie dieses Mal „AUGE“.

        Das Menü „Gerät hinzufügen“ von VEXcode GO wird für die benutzerdefinierten Robotergerätetypen geöffnet und die Option „Auge“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „AUGE“
      • Sie werden aufgefordert, Ihren Augensensor mit dem Augenanschluss zu verbinden. Da Sie dies bereits beim Erstellen des Code Day/Night Build getan haben, wählen Sie „FERTIG“ aus.

        Das VEXcode GO Eye-Menü wird geöffnet und der Titel lautet „Mit Eye-Port verbinden“. Die Schaltfläche „Fertig“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie „FERTIG“
      • Schließen Sie das Gerätefenster, indem Sie den Pfeil auswählen. Ihr Code Day/Night Build ist jetzt konfiguriert! 

        Das VEXcode GO-Gerätemenü wird geöffnet und der Pfeil „Menü schließen“ wird in einem roten Feld angezeigt.
        Wählen Sie den Pfeil
    • Dann beginnen Sie mit dem gemeinsamen Aufbau Ihres Projekts.
      • Ziehen Sie einen [Augenlicht einstellen]-Block in den Arbeitsbereich und hängen Sie ihn an den {When started} Block an.

        VEXcode GO blockiert Projekt, das das Augenlicht einschaltet. Im Projekt steht: „Beim Start Augenlicht einschalten.“
        Einen [Augenlicht einstellen]-Block hinzufügen
      • Fügen Sie dem Projekt dann einen [Spin for]-Block hinzu.

        Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Spin-For-Block, der nach dem Set Eye Light-Block hinzugefügt wurde. Im Projekt steht jetzt „Beim Start das Augenlicht einschalten und dann Motor 1 um 90 Grad nach vorne drehen.“
        Füge einen [Spin für]-Block hinzu
      • Ändern Sie den Parameter im Block [Drehen für] auf 180 Grad, da wir in diesem Teil des Projekts möchten, dass sich die Erde in die Nachtposition dreht, wobei der Punkt direkt von der Sonne weg zeigt.

        Fortsetzung des VEXcode GO-Blöcke-Projekts, jetzt mit einer von 90 Grad auf 180 Grad geänderten Motordrehdistanz. Der aktuelle Text des Projekts lautet: „Beim Start das Augenlicht einschalten und dann Motor 1 um 180 Grad nach vorne drehen.“
        Ändern Sie den Parameter auf 180 Grad
      • Lassen Sie sie das Projekt zum Testen ausführen, indem Sie in VEXcode GO „START“ auswählen.

        VEXcode GO-Symbolleiste mit der Schaltfläche „Start“ in einem roten Feld zwischen den Symbolen „Brain“ und „Step“.
        Wählen Sie „START“ in VEXcode GO
      • Die Erde sollte sich so drehen, dass der Punkt direkt von der Sonne weg zeigt. Bitten Sie die Schüler, das Modell zu beschreiben und anzugeben, was sie sehen würden, wenn sie sich am selben Ort auf der Erde befänden wie der Punkt.
    • Nachdem die Schüler nun die erste Hälfte des Projekts mit Ihnen abgeschlossen haben, erklären Sie ihnen, dass sie nun den Tag-/Nacht-Aufbau so codieren werden, dass er rotiert, sodass der Punkt wieder direkt zur Sonne zeigt. 
      • Lassen Sie sie zunächst einen [Warten]-Block in den Arbeitsbereich ziehen und an ihr Projekt anhängen. Dadurch verharrt die Erde kurz in der Nachtposition, sodass die Schüler Beobachtungen über den Tag-Nacht-Zyklus machen können.

        Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Warteblock, der nach dem Spin-Motor-Block hinzugefügt wurde. Der aktuelle Text des Projekts lautet: „Beim Start das Augenlicht einschalten und dann Motor 1 um 180 Grad nach vorne drehen.“ Warten Sie abschließend 1 Sekunde.
        Einen [Warten]-Block hinzufügen
      • Fordern Sie sie dann auf, einen Block auszuwählen, der die Erde wieder zur Sonne dreht, und ihn zu ihren Projekten hinzuzufügen.
      • Nachdem die Schüler ihr Projekt erstellt haben, sollen sie es „ Erde und Himmel mit LED nennen und auf ihrem Gerät speichern. See the Open and Save section of the VEXcode GO VEX Library for device-specific steps to save a VEXcode GO project.
  3. ModerierenModerieren Sie die Diskussion über Ihre VEXcode-Projekte und den Code Day/Night Build.
    • Wie verbessert das Hinzufügen der LED das Tag-/Nachtmodell?
    • Welchen Block haben Sie verwendet, um die Erde wieder zur Sonne zu drehen?
    • Musstest du den Parameter im verwendeten Block ändern? Worin haben Sie es geändert und warum?
    • Benötigen wir im Projekt den Block [Warten], um den Tag-/Nachtzyklus zu modellieren?
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass der Block [Warten] in ihrem Projekt einen Zweck erfüllt – er soll ihnen ermöglichen, bei Nacht Beobachtungen über die Position der Erde zu machen, dass die Erde in Wirklichkeit jedoch nicht innehält, sondern sich kontinuierlich um ihre Achse dreht.
  5. FrageFragen Sie die Schüler, wo sie auf andere wissenschaftliche Modelle gestoßen sind und aus welchen Gründen Wissenschaftler diese erstellen.
    • Überlegen Sie, wo Sie andere Modelle wissenschaftlicher Ideen gesehen haben. Welche Ideen wurden durch die Modelle erklärt? 
    • Aus welchen Gründen verwenden Wissenschaftler in ihrer Arbeit Modelle? Glauben Sie, dass manche Wissenschaftler Modelle nützlicher finden als andere?
    • Wenn Sie ein Modell eines wissenschaftlichen Prozesses oder Musters erstellen müssten, was würden Sie wählen?
    • Müssen alle Modelle physisch sein oder können sie auch digital sein? Wenn ja, wo haben Sie ein digitales Modell eines wissenschaftlichen Prozesses oder Musters gesehen?

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe einen Block hinzugefügt hat, um die Erde so zu kodieren, dass sie sich wieder zur Sonne dreht, kommen Sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

  • Jetzt haben wir ein VEXcode-Projekt erstellt, um den Tag-/Nachtzyklus mithilfe des Gehirns und des LED-Lichts zu demonstrieren. welches Modell ist Ihrer Meinung nach besser und warum?
  • Wenn Sie ein VEXcode-Projekt erstellen wollten, das hilft zu erklären, warum es so aussieht, als würde sich die Sonne über den Himmel bewegen, welche Blöcke könnten Sie Ihrer Meinung nach zum Codieren verwenden?

 

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. UnterweisenWeisen Sie die Schüler an, dass sie nun auf dem Gelernten aufbauen und ein VEXcode-Projekt für ihren Code-Tag-/Nacht-Build erstellen, das hilft zu erklären, warum es so aussieht, als würde sich die Sonne im Laufe des Tages über den Himmel bewegen. Sie werden die Erde so programmieren, dass sie sich sechs Stunden lang dreht und innehält, sodass sie im Verlauf aller sechs Stunden beobachten und dokumentieren können, wie die Sonne von dem Punkt auf der Erde aus erscheint. Sehen Sie sich die Animation unten an, um zu sehen, wie sich die Erde dreht und dann jeweils für eine Stunde innehält. Dabei wird der Rotationsgrad angezeigt und während der Drehung aktualisiert.
    Videodatei

     

  2. ModellModell für Studenten, wie das Projekt in VEXcode GO erstellt wird.
    • Entfernen Sie zunächst die Blöcke [Drehen für] und [Warten] aus dem Projekt, das Sie in Übung 1 erstellt haben. Das Projekt sieht nun folgendermaßen aus:

      Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit den letzten beiden entfernten Blöcken. Im Projekt steht: „Beim Start Augenlicht einschalten.“
      Entfernen Sie die letzten beiden Blöcke des vorherigen Projekts.
    • Der Student sollte dann drei [Kommentar]-Blöcke hinzufügen. Lassen Sie sie die Zeiten 1:00, 2:00 und 3:00 in die Kommentare einfügen. Erklären Sie, dass wir die Kommentare verwenden werden, um jede Stunde zu erfassen, die wir in unserem Projekt programmieren. 

    Fortsetzung des VEXcode GO-Blocks-Projekts, jetzt mit drei Kommentarblöcken mit den Aufschriften „1 Stunde“, „2 Stunden“ und „3 Stunden“. Der Projekttext lautet „Beim Start das Augenlicht einschalten“, gefolgt von drei Kommentarblöcken, die die Stunden zählen.
    Drei [Kommentar]-Blöcke hinzufügen.
    • Lassen Sie die Schüler dann den Block [Drehen für] unter dem Block 1:00 [Kommentar] hinzufügen und erinnern Sie sie daran, dass wir den Parameter im Block so einstellen können, dass der Motor die Erde um die Distanz dreht, die einer Stunde entspricht.

    Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Spin-Motor-Block, der nach dem ersten Kommentarblock hinzugefügt wurde. Der Projekttext lautet „Beim Start das Augenlicht einschalten“, gefolgt von drei Kommentarblöcken, die die Stunden zählen. Drehen Sie Motor 1 nach dem ersten Kommentarblock 0 Grad vorwärts.
    Füge den Block [Spin for] hinzu.
    • Als nächstes zeigen wir, wie man die Anzahl der im Parameter einzustellenden Grade bestimmt. 
      • Erklären Sie den Schülern, dass wir wollen, dass sich die Erde jeweils nur um eine Distanz von einer Stunde dreht, aber zuerst müssen wir herausfinden, um wie viele Grad das geht. 
      • Führen Sie die Schüler durch diese Berechnung:  
        • Eine volle Umdrehung der Erde beträgt 360 Grad und ein Erdentag dauert 24 Stunden. Wenn wir 360 Grad durch 24 Stunden teilen, erhalten wir 15 Grad. Daher müssen wir unseren Motor für jede einstündige Umdrehung um 15 Grad vorwärts drehen.
    • Lassen Sie die Schüler nun 15 in den Parameter in ihrem Block [Spin for] eingeben.

      Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einer von 0 auf 15 geänderten Spinmenge des Spinmotors. Der Projekttext lautet „Beim Start das Augenlicht einschalten“, gefolgt von drei Kommentarblöcken, die die Stunden zählen. Drehen Sie Motor 1 nach dem ersten Kommentarblock 15 Grad nach vorne.
      Stellen Sie den Parameter auf 15 Grad ein.
    • Wählen Sie dann „Start“ in VEXcode GO, um das Projekt zu testen.

    VEXcode GO-Symbolleiste mit der Schaltfläche „Start“ in einem roten Feld zwischen den Symbolen „Brain“ und „Step“.
    Wählen Sie „Start“, um das Projekt auszuführen.
    • Die Schüler sollten die Position des Punktes auf der Erde im Verhältnis zur Sonne beobachten. Jedes Mal, wenn die Schüler ihre Projekte testen, sollten sie sicherstellen, dass der Punkt auf der Erde direkt zur Sonne zeigt, bevor sie auf „Start“ drücken.

      VEX GO Code Tag-/Nacht-Build mit dem Punkt auf der Erde, der direkt zur Sonne zeigt.
      Beginnen Sie mit dem Punkt, der direkt zur Sonne zeigt
    • Demonstrieren Sie dann, wie Sie dem VEXcode-Projekt eine weitere Stunde hinzufügen. Ziehen Sie einen [Warten]-Block hinein und hängen Sie ihn an den [Drehen für]-Block an. Dadurch wird das Projekt an der Position 1:00 angehalten, bevor mit der nächsten Stunde fortgefahren wird. Andernfalls würde sich die Erde ohne Unterbrechung weiterdrehen. Lassen Sie die Schüler dabei mitmachen und ändern Sie dann den Parameter im Block [Warten] auf 2 Sekunden. Dadurch haben die Schüler im Verlauf ihres Projekts Zeit, die Position des Punktes im Verhältnis zur Sonne zu beobachten.

    Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Warteblock, der nach dem Spin-Motor-Block hinzugefügt wurde. Der Projekttext lautet „Beim Start das Augenlicht einschalten“, gefolgt von drei Kommentarblöcken, die die Stunden zählen. Drehen Sie Motor 1 nach dem ersten Kommentarblock 15 Grad vorwärts und warten Sie dann 2 Sekunden.
    Fügen Sie den Block [Warten] hinzu und setzen Sie den Parameter auf 2 Sekunden.
    • Lassen Sie die Schüler anschließend in den nächsten zwei Stunden weiterhin Code zum Projekt hinzufügen, indem Sie Blöcke hinzufügen und im gleichen Muster fortfahren. Lassen Sie die Schüler ihre Projekte testen und dabei die Position des Punkts im Verhältnis zur Sonne für jede Stunde beobachten.

      Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit den Blöcken „Spin Motor“ und „Wait“, die nach jedem Kommentarblock hinzugefügt werden, sodass es insgesamt 4 neue Blöcke gibt. Der Projekttext lautet „Beim Start das Augenlicht einschalten“, gefolgt von drei Kommentarblöcken, die die Stunden zählen. Drehen Sie Motor 1 nach dem ersten Kommentarblock 15 Grad vorwärts und warten Sie dann 2 Sekunden. Drehen Sie Motor 1 nach dem zweiten Kommentarblock 15 Grad vorwärts und warten Sie dann 2 Sekunden. Drehen Sie Motor 1 nach dem dritten Kommentarblock 15 Grad vorwärts und warten Sie dann 2 Sekunden.
      Füge in den nächsten zwei Stunden Blöcke zum Code hinzu.
    • Nun sollten die Schüler dem Projekt weiterhin Blöcke hinzufügen und dabei dem gleichen Muster folgen, bis sich die Erde sechs Stunden hintereinander in Ein-Stunden-Schritten dreht.
    • Abschließend sollten die Schüler ihre Projekte ausführen und jedes Mal, wenn die Sonne bei den [Warte]-Blöcken innehält, beobachten, wo sich sie im Verhältnis zum Punkt auf der Erde befindet. Sie sollten genau auf das Muster achten, mit dem die Sonne scheinbar über den Himmel wandert.
    • Wenn die Schüler ihr Projekt erstellt haben, sollen sie es „ Stündliche Rotation der Erde “ nennen und auf ihrem Gerät speichern. See the Open and Save section of the VEXcode GO VEX Library for device-specific steps to save a VEXcode GO project.
    • Lassen Sie Schüler, die schnell fertig sind und eine zusätzliche Herausforderung brauchen, versuchen, ihren Code zu vereinfachen, indem sie ihrem Projekt einen [Wiederholen]-Block hinzufügen. Können sie dasselbe Ziel mit weniger Blöcken erreichen?
  3. ModerierenModerieren Sie ein Gespräch mit den Schülern, während diese ihre Projekte testen und den Ablauf des Code Day/Night-Builds beobachten.
    • Welches Muster ist Ihnen im Projekt aufgefallen? Können Sie dieses Muster verwenden, um dem Projekt die nächsten drei Stunden hinzuzufügen?
    • Können Sie sich eine andere Möglichkeit vorstellen, das Projekt zu codieren und trotzdem den Code Day/Night-Build auf die gleiche Weise abzuwickeln?
    • Was fällt Ihnen mit jeder Stunde an der Position der Sonne im Verhältnis zum Punkt auf der Erde auf? Welches Muster fällt dir da auf? 
      • Wenn die Schüler Schwierigkeiten haben, dieses Muster zu visualisieren, lassen Sie sie an ihren Plätzen aufstehen und die Bewegung des Code-Tag-/Nacht-Builds nachspielen (ähnlich dem, was sie im Abschnitt „Engage“ des Labors getan haben). Sie sollten die Vorderseite des Raumes als Sonne verwenden und in ihrem Modell zusammen mit der Erde rotieren. Lassen Sie sie beim Rotieren einen Arm auf die Sonne (vorne im Raum) richten, um ihnen zu helfen, das Muster zu verinnerlichen.
    • Angenommen, wir haben das Projekt mittags (12 Uhr) begonnen. Können Sie die Position der Sonne und der Erde um Mitternacht vorhersagen? Und um 6:00 Uhr morgens?
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, die Parameter sowohl im Block [Drehen für] als auch im Block [Warten] richtig einzustellen, da sie die Leistung des Code Day/Night Build beeinträchtigen, wenn sie versuchen, das wissenschaftliche Muster zu beobachten.

    •  Machen Sie den Schülern klar, dass Fehler zum Programmieren dazugehören und dass es wichtig ist, daraus zu lernen. 
  5. FrageBitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, warum es wichtig ist, zu verstehen, was während des Tag-/Nachtzyklus geschieht und welche Position die Erde zu verschiedenen Tageszeiten einnimmt.
    • Welchen Einfluss hat der Tag-Nacht-Rhythmus auf Pflanzen und Tiere?
    • Wie können wir das Wissen über den Tag-Nacht-Zyklus nutzen, um beispielsweise die menschliche Gesundheit oder den Verkehr in Städten zu verbessern?
    • Welche Berufe fallen Ihnen ein, die direkt vom Tag-Nacht-Zyklus beeinflusst werden?