Einführung in das Verhalten von Robotern
Lehrer-Toolbox
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Der Zweck dieses Abschnitts
Das Ziel des Play-Abschnitts besteht darin, dass die Schüler lernen, den Autopilot-Roboter mithilfe des [Drive] -Blocks so zu programmieren, dass er vorwärts und rückwärts fährt. Zu Beginn des Abschnitts „Spielen“ werden die Schüler in das Programmierverhalten eingeführt. Als nächstes werden die Schüler eine Erkundungstour machen, bei der sie lernen, wie man den Autopiloten so programmiert, dass er sich vorwärts und rückwärts bewegt. Lesen Sie diese Seite mit den Schülern, bevor Sie zur Vorwärts- und Rückwärtserkundung übergehen. Verwenden Sie die Fragen zur Motivierung einer Diskussion ( Google Doc / .docx / .pdf ), um mit den Schülern zu besprechen, was grundlegende Verhaltensweisen sind und warum sie die Bausteine für die Programmierung eines Roboters sind.
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- Roboterverhalten
"Verhaltensweisen" sind eine sehr bequeme Möglichkeit, darüber zu sprechen, was der Roboter tut und was er tun muss. Vorwärtsgehen, Anhalten, Wenden, auf der Suche nach einem Hindernis - das… sind alles Verhaltensweisen.
Wenn die Schüler mit der Programmierung beginnen, sollten sie auch anfangen, über die Handlungen des Roboters in Bezug auf das Verhalten nachzudenken. Wenn Schüler programmieren, sollten sie diese Schritte befolgen:
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Zuerst formulieren sie einen Plan für den Roboter, um die gewünschte Aktion auszuführen.
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Als nächstes übersetzen sie diesen Plan in ein Programm, dem der Roboter folgen kann.
Der Plan wird einfach die Abfolge von Verhaltensweisen sein, denen der Roboter folgen muss, und das Programm wird nur die Verhaltensweisen sein, die in VEXcode IQ-Blöcke übersetzt werden.
Aufgaben in kleinere Verhaltensweisen zu zerlegen und dann Lösungen mit diesen Verhaltensweisen zu entwickeln, ist eine Fähigkeit, die auf viele verschiedene Themen angewendet werden kann. Dies ist auch ein Beispiel für Computational Thinking. Weitere Informationen zum Computational Thinking finden Sie hier: https://k12cs.org/computational-thinking/

Programmierkomplexität
Roboter können für viele verschiedene Arten von Aufgaben entwickelt werden. Einige dieser Aufgaben sind sehr einfach, wie das Öffnen einer automatischen Tür. Andere sind nicht so einfach, wie ein Roboter, der sich in einem Lager bewegt, um Artikel für eine Bestellung zu sammeln. Egal wie kompliziert die Aufgabe ist, sie kann in einfachere Aufgaben unterteilt werden. Diese Aufgaben werden als Verhaltensweisen bezeichnet und sind die Bausteine der Robotik-Programmierung.
Ein Verhalten ist eine Art und Weise, wie ein Roboter handelt, und kann von einfach bis komplex reichen, je nachdem, wie der Roboter gebaut oder programmiert wird. Ein einfacher mobiler Roboter wie der Autopilot hat nur zwei Motoren, so dass sein Verhalten darin besteht, diese Motoren zu drehen, um seine Ziele zu erreichen. Mit mehr Design und Programmierung können Sie von diesem grundlegenden Verhalten ausgehen und komplexere Verhaltensweisen ausführen.
Motivationsdiskussion
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Grundlegendes Fahren
F: Vorwärts- und Rückwärtsfahren sind grundlegende Verhaltensweisen, die es zu meistern gilt. Vorwärts- und Rückwärtsfahren könnten die ersten Aufgaben sein, die Sie lernen, wenn Sie ein Auto fahren. Warum ist es deiner Meinung nach wichtig, diese Verhaltensweisen zuerst zu erlernen?
A: Die Schüler könnten mit einer Vielzahl von Antworten antworten, aber die Idee ist, dass grundlegende Verhaltensweisen wichtig sind, um zuerst zu lernen, bevor schwierigere Verhaltensweisen versucht werden. Sie können es zunächst mit dem Erlernen grundlegender mathematischer Additions- und Subtraktionsfakten vergleichen, bevor Sie lernen, wie Sie beim Addieren größerer Zahlen leihen und tragen können.
F: Listen Sie die Arten von Einheiten auf, die Sie verwenden möchten, um die zurückgelegte Strecke Ihres Roboters entweder vorwärts oder rückwärts zu messen. Hinweis: Jede Art von Einheit ist akzeptabel!
A: Die Schüler könnten mit allen ihnen bekannten Maßeinheiten wie Zoll, Zentimeter, Fuß oder Meter antworten. Die Schüler könnten auch mit Einheiten wie der Länge eines Schreibtisches, eines Notizbuchs oder des Klassenzimmers antworten.
Erweitern Sie Ihr Lernen
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Vergleichen Sie Maßeinheiten
Hier ist ein Beispiel für eine zusätzliche mathematische Aktivität. Schreiben Sie alle Maßeinheiten, mit denen die Schüler antworten, an die Tafel. Bitten Sie die Schüler, die Einheiten an der Tafel vom kleinsten bis zum größten zu bestellen. Denken Sie zum Beispiel daran, dass ein Zoll größer als ein Zentimeter ist, aber ein Fuß kleiner als ein Schreibtisch. Dieses Beispiel zeigt die Bedeutung von Messbeziehungen. Anhand dieser Beispiele können die Schüler später in diesem Labor bessere Schätzungen und Beurteilungen von Entfernungen vornehmen.