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Teil 1 - Schritt für Schritt

  1. UnterweisenWeisen Sie die Schüler an, auf dem aufzubauen, was sie in Labor 2 gelernt haben, um mit der Code Base eine andere Marsgesteinsprobe für einen anderen Bereich zu sammeln und zu sortieren. Das neue Sample wird durch die blaue Scheibe dargestellt. Sie werden ihre Labor-2-Projekte ergänzen, indem sie ihren Roboter so programmieren, dass er die Scheiben anhand ihrer Farbe sortiert.
    • Zeigen Sie den Schülern den Feldaufbau mit den mit „R, G, B“ gekennzeichneten Sortierbereichen.  Sie müssen die blaue Scheibe im blauen Sortierbereich ablegen.

    Draufsicht auf ein GO-Feld mit einer blauen Scheibe oben links und drei horizontal nebeneinanderliegenden Quadraten unten rechts, die mit den Buchstaben R, G und B beschriftet sind. Die Buchstaben geben die Felder an, in die die entsprechend farbigen Scheiben gelegt werden.
    Feldeinrichtung
    • 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.

    Fortsetzung des VEXcode GO-Blockprojekts, jetzt mit den beiden Drive For-Blöcken im zweiten If Then-Block, geändert von 100 mm auf 350 mm. Beim Start des gesamten Projekts heißt es nun, dass das Diskettenlaufwerk 400 mm nach vorne geschoben und dann der Magnet zur Verstärkung aktiviert werden soll. Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab und fahren Sie 400 mm geradeaus. Um die Scheibe zu sortieren, drehen Sie sich 90 Grad nach links und wenn das Auge Rot erkennt, fahren Sie 100 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten, damit er fällt. Fahren Sie anschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 100 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab. Schließen Sie den ersten „Wenn-dann“-Block und starten Sie einen neuen. Wenn das Auge Blau erkennt, fahren Sie 350 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten zum Fallenlassen. Fahren Sie abschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 350 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab.

    Abgeschlossenes VEXcode GO-Blockprojekt mit dem Titel „Sort Blue“. Dieses Projekt ist dasselbe wie im letzten Schritt. Beim Start des gesamten Projekts heißt es, das Diskettenlaufwerk 400 mm nach vorne zu bewegen und dann den Magneten zur Verstärkung zu aktivieren. Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab und fahren Sie 400 mm geradeaus. Um die Scheibe zu sortieren, drehen Sie sich 90 Grad nach links und wenn das Auge Rot erkennt, fahren Sie 100 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten, damit er fällt. Fahren Sie anschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 100 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab. Schließen Sie den ersten „Wenn-dann“-Block und starten Sie einen neuen. Wenn das Auge Blau erkennt, fahren Sie 350 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten zum Fallenlassen. Fahren Sie abschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 350 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab.
    Sortierung Blau Projekt

    Modell für Studierende, wie sie ihr Projekt vor Ort testen können.

    • Zeigen Sie ihnen zunächst, wie sie ihren Roboter am Startpunkt (der Marsbasis) und die blaue Scheibe auf dem Feld platzieren, wie in der Abbildung unten gezeigt.  Verwenden Sie die Gitternetzlinien im Feld zur Unterstützung der 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 blauen Scheibe oben links und drei horizontal nebeneinanderliegenden Quadraten unten rechts, die mit den Buchstaben R, G und B beschriftet sind. Die Buchstaben geben die Felder an, in die die entsprechend farbigen Scheiben gelegt werden. Der Roboter wird in seiner Ausgangsposition in der Nähe der unteren linken Ecke platziert, direkt unter der blauen Scheibe und mit Blick auf sie.
     Zum Testen einrichten
    • Sobald die Codebasis vorhanden ist, wählen Sie in VEXcode GO „Start“, um das Projekt zu testen.  Beobachten Sie, wie die Code Base losfährt, um die blaue Disk einzusammeln, zur Marsbasis zurückzukehren und sie anschließend im blauen Sortierbereich abzuliefern.

    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 an der gleichen Stelle auf dem Feld platzieren und dann mit ihrem Projekt beginnen. Liefert die Code Base die Red Disk an den roten Sortierbereich? Was würde passieren, wenn sie ihr Projekt mit einer Green Disk versuchen würden? Probieren Sie es aus!
  3. ModerierenModerieren Sie ein Gespräch mit den Schülern, während sie ihre Projekte testen.
    • Wie muss die Codebasis verschoben werden, um die Festplatte abzuholen? Kannst du es mir mit deinen Händen zeigen? 
    • Muss die Codebasis geändert werden? Wie weit? In welche Richtung?
    • Wie wird die Codebasis bewegt, um die Festplatte in den Sortierbereich zu liefern? In welche Richtung wird es sich drehen? Welche Entfernung muss das Fahrzeug zurücklegen, um den Sortierbereich zu erreichen?
    • Woher weiß die Codebasis, ob die Festplatte blau ist oder eine andere Farbe hat? 
    • Welche Blöcke werden verwendet, damit die Codebasis die Farbe der Festplatte erkennt?
    • Was würde passieren, wenn die Codebasis Rot erkennen würde? Würde die Codebasis die rote Disk an denselben Ort liefern wie die blaue Disk? Warum nicht?

    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 ihren Roboter leicht falsch ausgerichtet haben oder die Scheibe nicht genau an der richtigen Stelle liegt, wenn sie darauf zufahren, teilen Sie ihnen mit, dass es in Ordnung ist, die Scheibe leicht zu bewegen, um sicherzustellen, dass sie vom Elektromagneten erfasst wird.
    • Machen Sie den Schülern außerdem klar, dass sie die Scheibe in den Sortierbereich schieben dürfen, wenn sie sich größtenteils, aber nicht vollständig im Sortierbereichsquadrat befindet. 
  4. ErinnernErinnern Sie die Schüler daran, die Parameter in den Blöcken [Fahren für] zu überprüfen, um sicherzustellen, dass das Projekt die richtigen Entfernungen aufweist, die zum Sammeln und Sortieren der Disk erforderlich sind.

    Um eine wachstumsorientierte Denkweise zu fördern und Schülern dabei zu helfen, das Ausprobieren und die Fehler zu akzeptieren, die zum Programmieren dazugehören, und sie dazu zu ermutigen, aus ihren Fehlern zu lernen, stellen Sie Fragen wie:

    • Welchen Fehler haben Sie gemacht, aus dem Sie etwas gelernt haben?
    • Was haben Sie aus diesem Fehler gelernt? Wie kann es Ihnen beim nächsten Codieren der Codebasis helfen?
    • Welcher Teil des Labors ist knifflig oder gibt Ihnen Anlass zum Nachdenken?
  5. FrageFragen Sie die Schüler, wie sie eine [Wenn-dann]-Bedingung verwenden könnten, um den Perseverance Rover so zu programmieren, dass er Marsgesteinsproben in zwei Kategorien sortiert: Gestein, das Anzeichen urzeitlichen Lebens aufweist, und Gestein, bei dem dies nicht der Fall ist.

Spielpause & Gruppendiskussion

Sobald jede Gruppe ihr Projekt getestet hat, um die Code Base die blaue Disk abholen und im Sortierbereichabgeben zu lassen, kommen wir zu einem kurzen Gespräch zusammen.

Besprechen Sie, was in den Projekten passiert, wenn die Codebasis eine Entscheidung basierend auf den mit den [Wenn-dann]-Blöcken erstellten Bedingungen trifft. Zeigen Sie die Animation unten oder ein Sort Blue -Projekt, das in VEXcode GO ausgeführt wird. Lenken Sie die Aufmerksamkeit der Schüler auf die Hervorhebungsfunktion und darauf, wie die Hervorhebung ersten [Wenn dann]-Block überspringt, weil die Bedingung (Augensensor erkennt Rot) falsch ist. Die Hervorhebung zeigt, wie das Projekt zum nächsten [Wenn dann]-Block übergeht. Da der Augensensor Blau erkennt, ist die Bedingung Wahr und die Blöcke innerhalb des [Wenn dann]-Blocks „C“ werden ausgeführt. Stellen Sie sicher, dass die Schüler verstehen, dass die Blöcke innerhalb des Blocks [Wenn dann] nur ausgeführt werden, wenn die Bedingung wahr ist.

  • Warum wird einer der [Wenn dann]-Blöcke „übersprungen“? Was passiert stattdessen?
  • Was passiert in unserem Projekt, wenn die Bedingung des Blocks [If then] Falsch ist? Werden die Blöcke innerhalb des Blocks [If then] 'C' ausgeführt? 
  • Was passiert, wenn die Bedingung des [If then]-Blocks True ist?
  • Was wäre, wenn die Codebasis eine grüne Disk sammeln würde? Würde einer der [Wenn dann]-Blöcke ausgeführt werden? Warum?
  • Was wäre, wenn wir wollten, dass die Codebasis eine grüne Disk sortiert? Was müssten wir zu unseren Projekten hinzufügen?

Hinweis: Wenn Sie den Projektfluss noch weiter verlangsamen möchten, gehen Sie das Projekt mithilfe der Stepping-Funktion schrittweise durch und besprechen Sie, warum der erste [Wenn dann]-Block „übersprungen“ wird. Weitere Informationen zur Verwendung der Funktion „Projekt-Stepping“ finden Sie im Tutorial „Stepping Through Blocks“ in VEXcode GO.

Teil 2 - Schritt für Schritt

  1. UnterweisenWeisen Sie die Schüler an, das in Teil 1 Gelernte anzuwenden und in ihren Projekten zu ergänzen, damit die Codebasis die grüne Scheibe sammelt und sortiert. Sie müssen Parameter in ihren Projekten ändern, damit die Codebasis die Disk in den grünen Sortierbereich liefert.

    Nachdem sie die grüne Scheibe erfolgreich sortiert haben, werden sie mit allen drei Scheiben experimentieren. Können sie die Code Base veranlassen, alle drei Disks abzuholen und an die entsprechenden Sortierbereiche zu liefern?

    • Zeigen Sie den Schülern den neuen Feldaufbau und teilen Sie ihnen die Fahrentfernungen zum grünen Sortierbereich mit, damit sie sich auf den Code für dieses Projekt konzentrieren können. Die Code-Basis muss 250 Millimeter (mm) (~10 Zoll (in)) von der Mars-Basis zum und vom grünen Sortierbereich fahren.

    Draufsicht auf ein GO-Feld mit einer grünen Scheibe oben links und drei horizontal nebeneinanderliegenden Quadraten unten rechts, die mit den Buchstaben R, G und B beschriftet sind. Die Buchstaben geben die Felder an, in die die entsprechend farbigen Scheiben gelegt werden.
    Spielteil 2 Spielfeldaufbau
    • Die folgende Animation zeigt eine mögliche Art und Weise, wie sich die Codebasis bewegen kann, um die grüne Scheibe zu sammeln und zu sortieren.
  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.

    Draufsicht auf ein GO-Feld mit einer grünen Scheibe oben links und drei horizontal nebeneinanderliegenden Quadraten unten rechts, die mit den Buchstaben R, G und B beschriftet sind. Die Buchstaben geben die Felder an, in die die entsprechend farbigen Scheiben gelegt werden. Der Roboter wird in seiner Ausgangsposition in der Nähe der unteren linken Ecke platziert, direkt unter der grünen Scheibe und mit Blick auf sie.
    Zum Testen eingerichtet
    • Sobald die Codebasis vorhanden ist, wählen Sie „Start“ in VEXcode GO, um das Projekt zu testen. 
    • Um das Projekt zu stoppen, müssen die Studierenden die Schaltfläche „Stopp“ in der VEXcode GO-Symbolleiste auswählen.

    Nachdem die Schüler die grüne Scheibe erfolgreich im richtigen Sortierbereich abgelegt haben, lassen Sie sie ihr Projekt mit allen drei farbigen Scheiben testen. Können sie den Roboter so programmieren, dass er alle drei Scheiben in die richtigen Sortierbereiche liefert? 

    • Sie sollten die Diskette einlegen und dann ihr Projekt starten. Liefert die Codebasis es an den richtigen Sortierbereich?
    • Sobald die Codebasis eine Festplatte erfolgreich sortiert hat, kann sie es mit einer anderen Festplatte erneut versuchen. Können alle drei sortiert werden? Versuchen Sie, mit einer blauen Scheibe zu beginnen, dann eine grüne Scheibe und schließlich eine rote Scheibe.
       
  3. ModerierenModerieren Sie ein Gespräch mit den Schülern, während sie ihre Projekte erstellen und testen, mit Fragen wie:
    • Was müssen Sie zu Ihrem Projekt hinzufügen, damit die Codebasis die grüne Scheibe erkennt? 
    • Welche Parameter müssen Sie ändern, damit die Codebasis die Festplatte im neuen Sortierbereich ablegt?
    • Wie erkennt die Codebasis die Farbe einer Festplatte?  Woher weiß die Codebasis, wohin die Disk geliefert werden soll?

    Bereiten Sie die Schüler auf das Ausprobieren vor, das ein wesentlicher Bestandteil dieser Herausforderung ist. You may want to use the Problem-solving Cycle graphic from the Background page as a visual aide to establish a structure for the problem-solving process with your students.

    Diagramm des Problemlösungszyklus des Schülers. 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.
     Studentischer Problemlösungszyklus

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

    Beispiel: VEXcode GO-Blocks-Projekt, das eine Fortsetzung des Sort Blue-Projekts ist und jetzt auch grüne Disks liefern kann. Dieses Projekt ist dasselbe wie im letzten Schritt. Beim Start des gesamten Projekts heißt es, das Diskettenlaufwerk 400 mm nach vorne zu bewegen und dann den Magneten zur Verstärkung zu aktivieren. Biegen Sie anschließend um 180 Grad nach rechts ab und fahren Sie 400 mm geradeaus. Um die Scheibe zu sortieren, drehen Sie sich 90 Grad nach links und wenn das Auge Rot erkennt, fahren Sie 100 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten, damit er fällt. Fahren Sie anschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 100 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab. Schließen Sie den ersten „Wenn-dann“-Block und starten Sie einen neuen. Wenn das Auge Blau erkennt, fahren Sie 350 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten zum Fallenlassen. Fahren Sie anschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 350 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab. Schließen Sie den zweiten „If Then“-Block und starten Sie einen neuen. Wenn das Auge Grün erkennt, fahren Sie 250 mm vorwärts und aktivieren Sie den Magneten zum Fallenlassen. Fahren Sie abschließend, immer noch innerhalb des „Wenn-dann“-Blocks, 250 mm rückwärts und biegen Sie um 90 Grad nach links ab.
    Alle sortieren Projekt

    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.
    • Machen Sie den Schülern auch klar, dass sie die Scheibe in den Sortierbereich schieben dürfen, wenn sie sich größtenteils, aber nicht vollständig im Sortierbereichsquadrat befindet.

    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 der Blöcke in ihren Projekten zu überprüfen, bevor sie den Test im Feld durchführen.
    • Wie muss die Codebasis verschoben werden, um die Festplatte zu erfassen und dann zu sortieren? Kannst du es mir mit deinen Händen zeigen? 
    • Muss die Codebasis geändert werden? Wie weit? In welche Richtung?
    • Welche Blöcke befinden sich in jedem der [Wenn-dann]-Blöcke? Wird dadurch die Codebasis in den richtigen Sortierbereich geleitet?
    • War der Sortierbereich weiter entfernt? Wie können Sie den Parameter im Block [Fahren für] ändern, damit die Codebasis zum richtigen Sortierbereich (250 mm zum grünen Sortierbereich) fährt?
    • Ist der Block <Detects color> auf „Grün“ eingestellt (die Farbe der Festplatte)?

    Sprechen Sie mit den Schülern über die Problemlösung zu jedem Thema, während Sie durch das Klassenzimmer gehen. Dies wird ein iterativer Prozess sein. Erinnern Sie Ihre Schüler also daran, dass die Wissenschaftler, die die Marsrover programmieren, auch mehrere Versuche unternehmen müssen, um den Rover dazu zu bringen, sich wie beabsichtigt zu bewegen. 

    • Welchen Fehler haben Sie gemacht, aus dem Sie etwas gelernt haben? Was haben Sie aus diesem Fehler gelernt? Wie kann es Ihnen beim nächsten Codieren der Codebasis helfen?
    • Was haben Sie an Ihrem Projekt geändert, damit es besser funktioniert?
    • Welche Änderung haben Sie vorgenommen, die den Erfolg Ihres Projekts beeinträchtigt hat? Wie haben Sie das Problem behoben?
    • Was haben Sie in anderen Laboren gelernt, das Ihnen in diesem Labor geholfen hat?
  5. FrageBitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, wie sich ihr Projekt von Labor 2 zu Labor 3 verändert hat.
    • Wie hat sich Ihr Projekt von Lab 2 bis heute verändert?  Was haben Sie hinzugefügt? Wie hat dies das Verhalten der Codebasis verändert?
    • Was könnte die Codebasis in Labor 2 leisten? Was kann es jetzt tun? Was haben Sie Ihrem Projekt hinzugefügt, um dies zu ermöglichen?
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