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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. AnweisungenWeisen Sie die Schüler an, in VEXcode GO ein Projekt zu erstellen, um die Code Base anzutreiben, damit diese mit dem Elektromagneten eine Marsgesteinsprobe (die Rote Scheibe) sammelt und sie anschließend zur „Marsbasis“ (dem Ausgangspunkt) zurückbringt.

    • Die Schüler werden dieses Projekt mit Ihnen bauen und es dann auf der Marsoberfläche (dem Feld) testen. Die folgende Animation zeigt, wie sich die Codebasis bewegt, wenn dieses Projekt gestartet wird. 

  2. ModellModell für Studenten, wie sie das Projekt in VEXcode GO erstellen und ihre Projekte im Feld testen.
    • Zeigen Sie den Schülern zunächst, wie sie das Brain auf ihrer Code Base mit ihrem Gerät in VEXcode GO verbinden. Da die Verbindungsschritte je nach Gerät unterschiedlich sind, see the Connecting articles of the VEXcode GO VEX Library Hier finden Sie spezifische Schritte zum Anschließen des VEX GO Brain an Ihren Computer oder Tablet.
    • Sie müssen auch VEXCode GO für die Codebasis konfigurieren. Modellieren Sie bei Bedarf die Schritte aus dem Artikel „Konfigurieren einer Code Base VEX-Bibliothek“ und stellen Sie sicher, dass die Schüler die Drivetrain-Blöcke in der Toolbox sehen können.

    • Dann beginnen Sie mit dem gemeinsamen Aufbau Ihres Projekts. Ziehen Sie zunächst einen [Fahren für]-Block in den Arbeitsbereich und hängen Sie ihn an den {When started} Block an. Ändern Sie den Abstandsparameter auf 400 mm. Dadurch wird die Codebasis direkt an der roten Scheibe vorbei gefahren, um sie einzusammeln.

      VEXcode GO Blocks-Programm, das mit einem „Wenn gestartet“-Block beginnt und Anweisungen zum Vorwärtsfahren von 400 mm enthält.
      [Fahren für] hinzufügen und Distanz
      einstellen

       

    • Fügen Sie dem Projekt den Block [Elektromagnet aktivieren] hinzu. Dadurch wird die Scheibe vom Elektromagneten erfasst.

      Eine Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Energize Electromagnet-Block, der nach dem Drive For-Block hinzugefügt wurde. Im Projekt wird nun „Beim Start 400 mm vorwärts fahren und dann den Magneten zur Beschleunigung aktivieren“ angezeigt.
      Hinzufügen [Elektromagnet aktivieren]

       

    • Fügen Sie den Block [Drehen für] hinzu und setzen Sie den Wendewert auf 180 Grad, damit die Codebasis umdreht, um zur Marsbasis zurückzufahren.

      Eine Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Turn For-Block, der nach dem Energize Electromagnet-Block hinzugefügt wurde. Im Projekt wird nun „Beim Start 400 mm vorwärts fahren und dann den Magneten zur Beschleunigung aktivieren“ angezeigt. Zum Schluss biegen Sie um 180 Grad nach rechts ab.
      [Drehen für] hinzufügen und auf 180 Grad einstellen

       

    • Fügen Sie einen weiteren Block [Antrieb für] hinzu, der auf 400 mm Vorwärtsfahren eingestellt ist, sowie einen weiteren Block [Elektromagnet aktivieren] und stellen Sie ihn auf „Absenken“ ein. Dadurch liefert die Codebasis die Diskette an die Basis. Das vollständige Projekt sollte dem folgenden Bild entsprechen:

      Eine Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit einem Drive For-Block und einem Energize Electromagnet-Block, der nach dem Turn For-Block hinzugefügt wurde. Im Projekt wird nun „Beim Start 400 mm vorwärts fahren und dann den Magneten zur Beschleunigung aktivieren“ angezeigt. Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab, fahren Sie 400 mm vorwärts und aktivieren Sie schließlich den Magneten zum Fallenlassen.
      Fügen Sie die letzten Blöcke hinzu und legen Sie die Parameter fest

       

    • Lassen Sie die Schüler ihr Projekt Geo Sample 1 nennen und auf ihrem Gerät speichern. See the Der Abschnitt „Öffnen und Speichern“ der VEXcode GO VEX-Bibliothek enthält gerätespezifische Schritte zum Speichern eines VEXcode GO-Projekts.

      Vollständiges VEXcode GO-Blockprojekt mit dem Namen „Geo Sample 1“. Das gesamte Projekt lautet: „Fahren Sie beim Start 400 mm vorwärts und aktivieren Sie dann den Magneten zur Beschleunigung.“ Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab, fahren Sie 400 mm vorwärts und aktivieren Sie schließlich den Magneten zum Fallenlassen.
      Komplettes Projekt - Geoprobe 1

    Modell für Studierende, wie sie ihr Projekt im Feld testen können. 

    • Zeigen Sie ihnen zunächst, wie sie ihren Roboter am Startpunkt (der Marsbasis) und die rote Scheibe auf dem Feld platzieren, wie in der Abbildung unten gezeigt. Verwenden Sie die Gitterlinien auf dem Feld als Hilfe zur Ausrichtung. Sowohl die Scheibe als auch der Elektromagnet können auf den sich kreuzenden Gitterlinien des Felds ausgerichtet werden, um den Schülern die erfolgreiche Durchführung ihrer Projekte zu erleichtern.

      Draufsicht auf ein GO-Feld mit einer roten Scheibe oben links und dem Roboter unten links, der auf die rote Scheibe blickt.
      Zum Testen einrichten

      • Sobald die Codebasis vorhanden ist, wählen Sie in VEXcode GO „Start“, 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 zu testen

         

      • Um das Projekt zu stoppen, müssen die Studierenden die Schaltfläche „Stopp“ in der VEXcode GO-Symbolleiste auswählen.
    • Lassen Sie Schüler, die früher fertig sind und zusätzliche Herausforderungen brauchen, die rote Scheibe weiter weg legen. Können sie ihren Code so anpassen, dass die Codebasis die Disk sammelt? 
  3. ModerierenModerieren Sie ein Gespräch mit den Schülern, während sie ihre Projekte testen.
    • Wie bewegt sich die Codebasis in diesem Projekt?
    • Woher weiß die Codebasis, wann der Elektromagnet aktiviert werden muss?
    • Wie haben wir den Roboter so programmiert, dass er zur Basis zurückkehrt?

    Konzentrieren Sie sich auf das Konzept, nicht auf die Präzision. Das Ziel dieses Labors besteht darin, sich auf das Konzept der Verwendung des Elektromagneten in einem Projekt zu konzentrieren. Wenn die Schüler ihre Codebasis leicht falsch ausgerichtet haben oder die Scheibe nicht genau an der richtigen Stelle liegt, wenn sie darauf zufahren, erinnern Sie sie daran, dass es in Ordnung ist, die Scheibe leicht zu bewegen, um sicherzustellen, dass sie vom Elektromagneten erfasst wird.

  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, dass ihnen, obwohl es sich um ein kleines Projekt handelt, Fehler unterlaufen können und dass sie möglicherweise mehrere Versuche benötigen, bis ihr Projekt erfolgreich abgeschlossen ist.
    • Die Schüler sollten den Parameter im Block [Fahren für] überprüfen, um sicherzustellen, dass er die richtige Distanz zum Erreichen der Probe hat.
    • Sie sollten außerdem überprüfen, ob der Parameter im Block [Turn for] so eingestellt ist, dass sich die Codebasis vollständig dreht.

    Um die Schüler zu ermutigen, ihre Fehler zu akzeptieren, stellen Sie Fragen wie: 

    • Welchen Fehler haben Sie gemacht, aus dem Sie etwas Neues gelernt haben?
    • Welcher Teil des Labors hat Sie zum Nachdenken angeregt?
  5. FrageFragen Sie die Schüler nach den verschiedenen Arten von Gesteins- und Bodenproben, die der Perseverance Rover ihrer Meinung nach auf seiner Mission sammelt. Wenn sie Wissenschaftler wären, die den Mars erforschen, was würden sie gerne erfahren? Welche Sensoren könnte der Rover verwenden, um dies zu untersuchen?

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe ihre Codebasis codiert hat, um die rote Scheibeabzuholen und zurückzugeben, kommen Sie zu einem kurzen Gespräch zusammen.

  • Wie funktioniert der Elektromagnet in unserem Projekt? Welche Blöcke steuern den Elektromagneten?
  • Wie haben Sie den Elektromagneten dazu gebracht, die Scheibe fallen zu lassen?
  • Was wäre, wenn Sie eine Diskette von einem anderen Ort abholen müssten? Wie könnten Sie Ihr Projekt ändern? Welche Parameter würden Sie ändern?

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. UnterweisenWeisen Sie die Schüler an, das in Teil 1 Gelernte anzuwenden und ihre Projekte zu iterieren, damit die Codebasis die Rote Scheibe von einem neuen Standort abholt und zurückbringt. Sie können Parameter oder Blöcke in ihren Projekten ändern, um die Codebasis an diesen neuen Speicherort zu verschieben.
    • Zeigen Sie den Schülern das neue Feld-Setup und geben Sie ihnen die 200 Millimeter (~8 Zoll) Fahrtstrecke , damit sie sich auf den Code für dieses Projekt konzentrieren können.

    Draufsicht auf ein GO-Feld mit einer roten Scheibe links und dem Roboter unten links, der auf die rote Scheibe blickt. Ein Etikett gab an, dass der Abstand zwischen der Scheibe und dem Roboter 200 mm oder 8 Zoll beträgt.
    Spielteil 2 Spielfeldaufbau

    • Die folgende Animation zeigt eine mögliche Richtung, in die sich die Codebasis bewegen kann, um die Herausforderung zu meistern.
       

  2. ModellModell für Studenten, wie sie mit ihren Projekten in VEXcode GO beginnen.

    Zeigen Sie den Schülern bei Bedarf, wie sie ihr Projekt im Feld testen können.

    • Zeigen Sie ihnen, wie sie den Test einrichten, indem Sie die Codebasis an der Marsbasis platzieren. Sehen Sie sich bei Bedarf das Bild „Spielteil 2 – Feldaufbau“ oben an.

    • Sobald die Codebasis vorhanden ist, wählen Sie in VEXcode GO „Start“, 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 zu testen

       

    • Um das Projekt zu stoppen, müssen die Schüler die Schaltfläche „Stopp“ in der VEXcode GO-Symbolleiste auswählen. 

    Wenn die Schüler früher fertig sind, lassen Sie sie eine zweite Scheibe auf das Feld legen. Können sie ihren Roboter so programmieren, dass er beide Proben einsammelt und zurückgibt? 

  3. ModerierenModerieren Sie ein Gespräch mit den Schülern, während diese ihre Projekte erstellen und testen, mit Fragen wie:
    • Wie muss die Codebasis verschoben werden, um die Festplatte abzuholen? Kannst du es mir mit deinen Händen zeigen?
    • Welche Blöcke fügen Sie Ihrem Projekt hinzu, damit Ihre Codebasis die Festplatte vom neuen Standort abholt? 
    • Wie ändern Sie Ihren Code, damit die Codebasis die Festplatte an den neuen Speicherort liefert?

    Bereiten Sie die Schüler auf das Ausprobieren vor, das ein wesentlicher Bestandteil der Experimente ist, die sie bei dieser Herausforderung durchführen werden. Möglicherweise möchten Sie die Grafik zum Problemlösungszyklus von der Hintergrundseite als visuelle Hilfe verwenden, um mit Ihren Schülern eine Struktur für den Problemlösungsprozess zu entwickeln.

    Ein Diagramm des Problemlösungszyklus für Studenten. Pfeile zeigen, dass sich der Zyklus wiederholt. Der Zyklus beginnt mit „Beschreiben Sie das Problem“, dann „Identifizieren Sie, wann und wo das Problem begann“, dann „Nehmen Sie Änderungen vor und testen Sie sie“ und schließlich „Reflektieren“, bevor der Vorgang wiederholt wird.
    Student Problem-Lösung Zyklus

    Für diese Herausforderung gibt es viele mögliche Lösungen. Das Folgende ist ein Beispiel.

    Vollständiges VEXcode GO-Blockprojekt mit dem Namen „Geo Sample 2“. Das gesamte Projekt lautet: „Beim Start 200 mm vorwärts fahren und dann den Magneten aktivieren, um den Schub zu erhöhen.“ Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab, fahren Sie 200 mm vorwärts und aktivieren Sie schließlich den Magneten zum Fallenlassen.
    Teil 2 abspielen Mögliche Lösung
    • Konzentrieren Sie sich auf das Konzept, nicht auf die Präzision. Das Ziel dieses Labors besteht darin, sich auf das Konzept der Verwendung des Elektromagneten in einem Projekt zu konzentrieren. Wenn die Schüler ihre Codebasis leicht falsch ausgerichtet haben oder die Scheibe nicht genau an der richtigen Stelle liegt, wenn sie darauf zufahren, erinnern Sie sie daran, dass es in Ordnung ist, die Scheibe leicht zu bewegen, um sicherzustellen, dass sie vom Elektromagneten erfasst wird.
    • Wenn die Schüler zusätzliche Unterstützung brauchen, um die Verhaltensweisen der Codebasis mit den Blockbefehlen in ihrem Projekt zu verknüpfen, verwenden Sie die Funktion „Projektschritt“. Damit können die Schüler ihr Projekt Block für Block durchgehen, um zu sehen, wie jeder Block in ihrem Projekt ausgeführt wird. Weitere Informationen zur Verwendung der Funktion „Projekt-Stepping“ finden Sie im Tutorial „Stepping Through Blocks“ in VEXcode GO.

    Symbol für das Tutorial „Durch Blöcke schrittweise durchgehen“ in VEXcode GO.
    Tutorial zum schrittweisen Durchlaufen von Blöcken in VEXcode GO
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, die Reihenfolge (oder Abfolge) der Blöcke und die Parameter zu überprüfen, auf die jeder Block in ihren Projekten eingestellt ist.
    • Was haben Sie in Ihrem Projekt geändert und was ist gleich geblieben? Wie haben Sie entschieden, welche Blöcke oder Parameter in Ihrer Gruppe geändert werden sollen? 
    • War die Scheibe weiter oder kürzer entfernt? Wie können Sie den Parameter im Block [Fahren für] ändern, um die richtige Distanz zu finden, die die Codebasis zurücklegen kann?

    Sprechen Sie mit den Schülern über die Problemlösung zu jedem Thema, während Sie durch das Klassenzimmer gehen. Da es sich um einen iterativen Prozess handelt, erinnern Sie die Schüler daran, dass die Wissenschaftler, die die Marsrover programmieren, auch mehrere Versuche unternehmen müssen, um den Rover dazu zu bringen, sich wie beabsichtigt zu bewegen.

  5. FrageFragen Sie die Schüler nach Marsrovern, um ihre Projekte mit echten Rovern zu verknüpfen. Über welche Werkzeuge oder Sensoren verfügt der Rover ihrer Meinung nach, mit denen er Gesteins- und Bodenproben aus Martial analysieren kann?
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