Lehrer-Toolbox
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Aktivitätsübersicht
Diese Erkundung ermöglicht es den Schülern, die grundlegenden Programmierverhaltensweisen, die sie erlernt haben, anzuwenden, um ein komplexes Verhalten zum Fahren eines bestimmten Pfads zu erstellen. Klicken Sie auf einen der folgenden Links , um den Überblick über diese Aktivität zu erhalten (Google Doc/.docx/.pdf). -
Rollen der Schüler bei der Erkundung
Teilen Sie die Schüler in Gruppen ein, bevor Sie mit der Erkundung beginnen. Bei der Teilnahme an der Erkundung können die Schüler in Gruppen von zwei bis vier Schülern eingeteilt werden. Jeder Schüler sollte eine (oder mehrere) Rollen übernehmen. Die Rollen für Erfahrungen sind: Builder, Programmierer, Fahrer und Rekorder. Für weitere Informationen zu Rollen sowie Tipps und Rubriken zur Zusammenarbeit klicken Sie einen der folgenden Links (Google Doc/.docx/.pdf).
Der Builder in jeder Gruppe sollte die erforderliche Hardware erhalten. Der Recorder sollte das technische Notizbuch der Gruppe erhalten. Der Programmierer sollte VEXcode IQ öffnen.
Menge | Benötigte Materialien |
---|---|
1 |
Autopilot-Roboter |
1 |
Geladener Roboterakku |
1 |
VEXcode IQ |
1 |
USB-Kabel (bei Verwendung eines Computers) |
1 |
Technisches Notizbuch |
1 |
Großes Papier für die Kartierung |
1 |
Markierungen |
1 pro Gruppe |
Block zur Verwendung als Hindernis (optional) |
Lehrer-Toolbox - Design
Das Ziel dieses MINT-Labors besteht darin, den Antrieb für und Umdrehungen für Blöcke anzuwenden, um ein reales Problem zu lösen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Schüler einen Weg entwerfen, den der Roboter zurücklegen soll.
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Teilen Sie die Klasse in ihre Gruppen auf – jedes Mitglied der Gruppe sollte mindestens eine Rolle auswählen, die es für das Erlebnis übernehmen möchte.
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Gehen Sie als Klasse schnell das Problem und die Anforderungen, Richtlinien und Einheiten durch, die Sie gemeinsam definiert haben.
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Geben Sie den Schülern 5–10 Minuten Zeit, um in ihren technischen Notizbüchern einen geplanten Weg für den Roboter zu skizzieren.
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Wenn jede Gruppe einen Entwurf fertigstellt, sollten Sie ihn überprüfen, um sicherzustellen, dass er die erforderlichen Anforderungen erfüllt und für die Übertragung auf großes Papier bereit ist.
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Übertragen Sie die Karte auf großes Papier, damit der Roboter darauf fahren kann. (Verwenden Sie Lineale und stellen Sie sicher, dass die Maße auf der Karte den vereinbarten Einheiten/Parametern entsprechen.)
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Wenn jede Gruppe die großmaßstäbliche Karte fertiggestellt hat, sollten Sie sie überprüfen, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen entspricht und für die Codierung bereit ist.
Bevor die Schüler mit dem Programmieren beginnen, müssen sie sich für einen Entwurf entscheiden und ihn skizzieren, der die oben aufgeführten Anforderungen (und alle zusätzlichen Anforderungen der Lehrer) erfüllt. Gehen Sie während der Entwurfsphase herum, um sicherzustellen, dass jedes Mitglied der Gruppe an diesem Prozess beteiligt ist und innerhalb der Rollen in der Gruppe arbeitet. Beachten Sie alle Fehlerbehebungsprobleme während des Entwurfsprozesses, die frühzeitig behoben werden können, damit die Schüler ein erfolgreiches Programm schreiben können.
Zum Beispiel:
Was wird in Ihrem Projekt enthalten sein?
Sie erstellen einen Plan oder eine Blaupause für Ihren Recyclingroboter und erstellen dann ein Projekt, um ihn auszuführen. Auch wenn Ihr Roboter nicht wirklich in Ihrer Schule herumläuft, erfordert die Erstellung eines Plans in kleinerem Maßstab dennoch Präzision. Um dies zu erreichen, sollte jeder Plan und jedes Projekt Folgendes umfassen:
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Ihr Klassenzimmer ist die „Heimatbasis“, die es verlässt und dorthin zurückkehrt
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Der Roboter muss 3 Klassenzimmer betreten und verlassen
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Das Projekt muss die vier Befehle enthalten: vorwärts fahren, rückwärts fahren, links abbiegen und rechts abbiegen. (Ein erfolgreiches Projekt wird mehrere dieser Befehle enthalten.)
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Ein Indikator dafür, dass Recycling angenommen wurde (d. h Touch-LED schaltet sich ein; 3 Sekunden warten; usw.)
Wenn Ihre Gruppe gemeinsam an Ihrem Entwurfsplan arbeitet, sollten der Erbauer und der Protokollführer sicherstellen, dass der von Ihnen entworfene Weg alle diese Anforderungen erfüllt.
Tipps für Lehrer
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Wie weit ist das? – Gemeinsam Abstände definieren
Wenn Sie nach einer Möglichkeit suchen, den Designprozess zu rationalisieren, kann es hilfreich sein, gemeinsam mit den Schülern einige Parameter zu definieren.Zum Beispiel:
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Betreten/Verlassen eines Klassenzimmers = 8 Zoll/203 mm
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Kurzer Flur = 12 Zoll/305 mm
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Langer Flur = 24 Zoll/610 mm
Dies wird nicht nur ein Beispiel für die erforderliche Spezifität geben, sondern auch dazu beitragen, die Entwurfsphase schneller voranzutreiben und Verwirrung bei den Schülern über die Maße zu vermeiden. Sie können diese im Voraus oder gemeinsam mit der Klasse, wenn es die Zeit erlaubt, erarbeiten. (Klicken Sie auf einen der folgenden Links, um eine Tabelle mit „empfohlenen Parametereinheiten“ anzuzeigen (Google Doc/.docx/.pdf).) Halten Sie diese sichtbar, damit die Schüler sie bei der Arbeit leicht nachschlagen können.
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Rollen in Aktion hervorheben
Während jeder Schüler in der Gruppe an der Planung teilnehmen sollte, sollte der Protokollführer über den endgültigen Entwurf des Entwurfs für die Gruppe verfügen. Während die Schüler arbeiten, möchten Sie vielleicht die Stärken des Rekorders bei der Erstellung präziser Entwurfspläne hervorheben und andere Mitglieder des Teams fragen, wie sie im Rahmen ihrer Rollen helfen können. Beispielsweise möchte der Bauherr und Programmierer möglicherweise die vom Rekorder gezeichneten Messungen und Schritte beschriften und verfolgen, während der Fahrer über Richtungsabhängigkeit und Wendewinkel nachdenkt.
Lehrertipps Stellen Sie Fragen um Feedback zu geben
Wenn Schüler bei Ihnen nach ihren Karten fragen, versuchen Sie, Ihr Feedback in Form einer Frage zu formulieren, anstatt eine Lösung anzugeben. Fragen wie: „Sie haben nur zwei Stopps, wo können Sie einen dritten hinzufügen?“ oder „Wie umgeht Ihr Roboter das Hindernis?“ oder „In welche Richtung bewegt sich der Roboter hier?“ Ermöglichen Sie den Schülern, kritisches Denken zu üben und die Entscheidungsfreiheit bei der Problemlösung zu bewahren.
Schritt 1: Entwerfen Sie eine Lösung – räumliches Denken in Aktion
Nachdem Sie nun die Anforderungen und Parameter kennen, skizzieren Sie in Ihrem technischen Notizbuch eine Karte, die die drei Stopps zeigt, die Ihr Roboter machen wird, um Recycling in der Schule abzuholen.
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Markieren Sie unbedingt die Start- und Endpunkte und beschriften Sie die Klassenzimmer oder Orte, die wichtig sind.
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Verwenden Sie Pfeile, um die Richtung und Reihenfolge anzuzeigen, in der sich der Roboter bewegen wird.
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Nutzen Sie die Beispielskizze als Orientierung. Denken Sie daran, dass es sich hierbei um einen Plan handelt, der also nicht genau sein muss. Sie können sich jedoch Notizen oder Erinnerungen hinzufügen, um sich beim Programmieren zu helfen.
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Melden Sie sich bei Ihrem Lehrer, wenn Sie eine fertige Karte in Ihrem Notizbuch haben. Der Rekorder sollte über die endgültige Version verfügen, die Sie mit dem Lehrer teilen und auf der Sie Ihre große Karte aufbauen können.
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Wenn Ihr Lehrer Ihre skizzierte Karte genehmigt, übertragen Sie die Karte mithilfe des großen Papiers, der Markierungen und Lineale in einen größeren Maßstab, auf dem der Roboter fahren kann. Denken Sie daran, die von Ihnen gezeichneten Abstände so zu messen, dass sie mit den besprochenen Parametern und Einheiten übereinstimmen. Auf diese Weise passt Ihr Code zu Ihrer Karte und hilft Ihrem Roboter, erfolgreich zu fahren.
Motivieren Sie die Diskussion - Formulieren Sie Ihr Denken
F: Denken Sie über den Plan nach, den Sie gemacht haben. Warum haben Sie sich entschieden, in dieser Reihenfolge an Orte zu ziehen? Welche Faktoren haben Sie bei der Entscheidung, wohin Sie gehen möchten, berücksichtigt? (Die Studierenden können dies schriftlich in ihrem Ingenieurheft beantworten oder, wenn es die Zeit erlaubt, einfach in einer mündlichen Diskussion.)
A: Die Antworten variieren, können aber Dinge beinhalten, wie zum Beispiel, wer am meisten oder am wenigsten abrufen könnte, wie man das Hindernis vollständig umgeht, was den kürzesten Code ergeben würde usw.
F: Warum ist Ihrer Meinung nach ein konsistenter Maßstab wichtig, um Ihren Plan von Ihrem Notizbuch auf ein größeres Papier zu übertragen?
A: Der Maßstab ist wichtig, um einen kleinen Plan auf einen größeren Raum zu übertragen. Durch eine einheitliche Skalierung bleiben alle Räume im Verhältnis zueinander gleich.