Links und rechts abbiegen
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Der Zweck dieses Abschnitts
Das Ziel des Spielabschnitts besteht darin, dass die Schüler lernen, den Autopilot-Roboter so zu programmieren, dass er nach links oder rechts abbiegt, indem er die Kurve für Block verwendet. Zu Beginn des Spielabschnitts werden die Schüler in Programmierverhalten eingeführt. Als Nächstes führen die Schüler eine Untersuchung durch, bei der sie lernen, wie der Autopilot so programmiert wird, dass er nach links und rechts abbiegt. Lesen Sie diese Seite mit den Schülern, bevor Sie mit der Erkundung des Drehens fortfahren. Verwenden Sie die Fragen zum Anregen einer Diskussion (Google / .docx / .pdf), um mit den Schülern durchzugehen, was grundlegende Verhaltensweisen sind und warum sie die Bausteine zur Programmierung eines Roboters bilden.
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Roboterverhalten
„Verhaltensweisen“ sind eine sehr praktische Möglichkeit, darüber zu sprechen, was der Roboter tut und was er tun muss. Vorwärtsgehen, anhalten, wenden, nach einem Hindernis suchen – das alles sind Verhaltensweisen.
Wenn die Schüler mit der Programmieraufgabe beginnen, sollten sie auch über die Aktionen des Roboters im Hinblick auf sein Verhalten nachdenken. Beim Programmieren sollten die Schüler die folgenden Schritte befolgen:
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Zunächst formulieren sie einen Plan, wie der Roboter die gewünschte Aktion ausführen soll.
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Als Nächstes übersetzen sie diesen Plan in ein Programm, dem der Roboter folgen kann.
Der Plan besteht lediglich aus der Verhaltenssequenz, die der Roboter befolgen muss, und das Programm besteht lediglich aus diesen Verhaltensweisen, die in VEXcode IQ-Blöcke übersetzt werden.
Aufgaben in kleinere Verhaltensweisen zu unterteilen und dann mit diesen Verhaltensweisen Lösungen 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/
Denken wie ein Roboter
Der Mensch ist sehr komplex und kann sehr komplex denken. Manchmal denken wir bewusst über
Dinge nach, manchmal unbewusst. Müssen Sie jemals an das Atmen denken, um sich selbst zum
Atmen zu bringen? Wie wäre es mit der Lösung einer Matheaufgabe? Überlegen Sie nun, wie Sie
von der Tür des Klassenzimmers zu Ihrem Platz gelangt sind. Haben Sie über jeden Schritt und
jede Wendung nachgedacht, oder haben Sie an etwas anderes gedacht?
Roboter denken
nicht über viele Dinge nach und sie haben kein Unterbewusstsein, das ihnen wie Menschen
hilft. Roboter können nur das tun, wozu sie programmiert wurden. Alle Roboteraufgaben können
in einfachere Aufgaben zerlegt werden, und diese einfacheren Aufgaben werden als
Verhaltensweisen bezeichnet – die Bausteine der Roboterprogrammierung.
Ein Verhalten
ist die Art und Weise, wie ein Roboter handelt, und kann von einfach bis komplex reichen, je
nachdem, wie der Roboter gebaut oder programmiert ist. Ein einfacher mobiler Roboter wie der
Autopilot verfügt nur über zwei Motoren. Sein Verhalten besteht daher darin, diese Motoren
zu drehen, um seine Ziele zu erreichen. Der Autopilot nutzt einfache Verhaltensweisen wie
Vorwärtsfahren, Rückwärtsfahren und Wenden, um größere Aufgaben zu erledigen.
Wie
denken Sie also wie ein Roboter? Stellen Sie sich eine Aufgabe vor, die der Roboter
erledigen soll. Stellen Sie sich nun jeden einzelnen Schritt vor, den der Roboter ausführen
müsste, um diese Aufgabe zu erfüllen. Dies sind die Verhaltensweisen, die Sie programmieren
müssten, um die Aufgabe zu erfüllen.
Diskussion anregen
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Abbiegen während der Fahrt
F: Ähnlich wie das Vorwärts- und Rückwärtsfahren ist das Wenden ein
grundlegendes Verhalten, dessen Beherrschung wichtig ist. Warum ist es Ihrer Meinung
nach wichtig, diese Verhaltensweisen zuerst zu erlernen?
A: Die Schüler könnten unterschiedlich antworten, aber die Idee
ist, dass es wichtig ist, zunächst grundlegende Verhaltensweisen zu erlernen, bevor man
sich an schwierigere Verhaltensweisen wagt. Man kann es damit vergleichen, dass man
zuerst die grundlegenden mathematischen Additions- und Subtraktionsaufgaben lernt, bevor
man das Borgen und Übertragen beim Addieren größerer Zahlen lernt.
F: Wie oft drehen Sie sich Ihrer Schätzung nach im Laufe des Tages
um, wenn Sie sich bewegen?
A: Die Schüler könnten mit einer beliebigen Zahl antworten, aber
wahrscheinlich ist es eine sehr große Zahl! Drehen ist eine Grundbewegung, die wir alle
sehr häufig ausführen.
F: Wie viele Aufgaben können Sie aufzählen, die Sie erledigen
können, ohne darüber nachzudenken?
A: Die Schüler könnten mit jeder Aktivität antworten, wie etwa
Atmen oder Herzschlag, den sie nicht bewusst steuern. Die Schüler könnten auch mit
Teilen ihrer Routine antworten, über die sie nicht viel nachdenken, wie etwa das
Zähneputzen am Morgen. Weisen Sie darauf hin, dass Erwachsene dies auch tun, und nennen
Sie Beispiele wie die Fahrt zur Arbeit. Sie können auch darauf hinweisen, dass Schüler
mehrere Dinge gleichzeitig tun können, z. B. ein Lied mitsummen, während sie eine
Matheaufgabe lösen.
Erweitern Sie Ihr Lernen
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Denken wie ein Roboter
Ohne Wenden kommt man nirgendwo hin! Lassen Sie die Schüler zur Klassenzimmertür gehen und zählen, wie viele Schritte und Wendungen sie brauchen, um an ihrem Schreibtisch zu sitzen. Die Schüler sollten jeden Abschnitt ihres Weges von der Tür zu ihrem Sitzplatz in ihrem technischen Notizheft aufzeichnen und versuchen, ein beschriftetes Diagramm zu zeichnen. Ein Beispiel hierfür könnte sein:
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Beginnen Sie an der Tür
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Gehe 8 Schritte vorwärts
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Biegen Sie um 90 Grad nach links ab
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Gehen Sie 4 Schritte geradeaus
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Biegen Sie um 90 Grad nach rechts ab
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Hinsetzen
Wenn die Schüler ihren Weg in kleinen Schritten nachzeichnen, werden sie dazu angeregt, darüber nachzudenken, wie man einen Roboter so programmieren könnte, dass er sich bewegt und dreht, um ein Ziel zu erreichen.