Schleifen: Vereinfachung sich wiederholender Aktionen – Blockbasiert
Lehrer-Toolbox
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Der Zweck dieses Abschnitts
- Das Ziel des Abschnitts Spielen besteht darin, dass die Schüler lernen, den VEX V5 Clawbot so zu programmieren, dass er sich mithilfe des Controllers bewegt. Das Erlernen der Verwendung des Controllers ist wichtig, wenn die Schüler später an Wettbewerben teilnehmen möchten. Controller sind für Schüler auch eine unterhaltsame Möglichkeit, wichtige Programmierkonzepte wie Schleifen und Ereignisse zu erlernen. Zu Beginn des Abschnitts Spielen werden die Schüler in die Programmierung mit Schleifen eingeführt. Als Nächstes führen die Schüler eine Erkundung durch, bei der sie lernen, wie sie den Controller anschließen und den Clawbot so programmieren, dass er auf den Controller reagiert, indem sie den Block [forever] verwenden, indem sie ein Beispielprojekt herunterladen und ausführen. Verwenden Sie die Fragen zur Motivierung einer Diskussion, um mit den Schülern durchzugehen, was Loops sind und wie sie für wiederholtes Clawbot-Verhalten verwendet werden.
- „Loops“ geben dem Clawbot die Fähigkeit, Verhaltensweisen zu wiederholen. Jeder Block oder jede Anweisung, die in einer Schleife platziert wird, wird entsprechend den Regeln der Schleife wiederholt. Beispielsweise wird jedes Verhalten innerhalb einer [forever] Schleife für die Dauer des Projekts wiederholt.
Während eine [für immer] -Schleife die darin enthaltenen Verhaltensweisen für die Dauer des Projekts wiederholt, können andere Schleifenblöcke wie der Block [wiederholen] auf andere Parameter eingestellt werden. Weitere Informationen zu Blöcken finden Sie in den Informationen Hilfe oder im Tutorial zu Schleifen.
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Wenn die Schüler mit der Aufgabe beginnen, das Beispielprojekt zu öffnen, damit der Clawbot Schleifen ausführen kann, sollten sie auch über die Aktionen des Clawbots im Hinblick auf Wiederholungen nachdenken. Zunächst sollten die Studierenden entscheiden:
- Welche Verhaltensweisen sollten wiederholt werden?
- Wie oft oder wie lange sollten die Verhaltensweisen wiederholt werden?
Der Plan besteht lediglich aus der Verhaltenssequenz, die der Clawbot wiederholen muss, und das Projekt besteht lediglich aus diesen in VEXcode V5 übersetzten Verhaltensweisen.
- Sie können den Controller vor dem Unterricht mit dem Robot Brain koppeln, um Zeit zu sparen. Oder lassen Sie Ihre Schüler dies während des Unterrichts tun, indem Sie die Schritte hierbefolgen. Sie können diesen Artikel für die Schüler ausdrucken.
Vereinfachen Sie Projekte mit Loops
Wir Menschen wiederholen viele Verhaltensweisen in unserem täglichen Leben. Vom Essen und Schlafen bis zum Zähneputzen und Gassigehen mit dem Hund wiederholen sich viele unserer täglichen Aktivitäten. Im Mathematikunterricht wissen wir, dass die Multiplikation einer Zahl mit Null immer Null ergibt, oder dass die Multiplikation einer Zahl mit Eins immer sich selbst ergibt, egal, wie oft wir dies tun. Obwohl wir dazu neigen, unser Verhalten zu wiederholen, können unsere Anweisungen manchmal vereinfacht werden. Wenn Sie beispielsweise ein Rezept zum Backen eines Kuchens verwenden, würden Sie nicht aufgefordert: „Fügen Sie 1 Tasse Zucker hinzu, fügen Sie 1 Tasse Zucker hinzu, fügen Sie 1 Tasse Zucker hinzu, fügen Sie 1 Tasse Zucker hinzu.“ Stattdessen werden Sie lediglich aufgefordert, vier Tassen Zucker hinzuzufügen, und Sie schöpfen viermal eine Tasse Zucker heraus.
Mithilfe von Robotern helfen uns Loops, unsere Projekte zu vereinfachen. Anstatt beispielsweise denselben Block viermal hinzuzufügen, können wir dem Roboter mithilfe einer Schleife mitteilen, dass er dasselbe Verhalten viermal ausführen soll. So sparen wir beim Erstellen unserer Projekte Zeit und Platz. Stellen Sie sich eine Aufgabe vor, die ein Roboter ausführen könnte und für deren Erledigung Wiederholungen erforderlich wären. Diese Verhaltensweisen sowie ein Loop-Block aus der Kategorie „Control-Block“ sind das, was Sie projizieren müssen, um die Aufgabe zu erfüllen.
Diskussion motivieren
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Wiederholtes Verhalten
F: Wie kann die Verwendung von Schleifen sowohl für einen Menschen als auch für einen Computer/Roboter Zeit sparen und Fehler vermeiden?
A: Angenommen, Sie möchten, dass der Roboter dasselbe Verhalten 10 Mal wiederholt. Ohne Loops müssten Sie denselben Block zehnmal zu Ihrem Projekt hinzufügen. Da Sie eine Schleife verwenden können, sparen Sie Zeit beim Hinzufügen von Blöcken zu Ihrem Projekt. Und da Sie dasselbe Ziel durch das Hinzufügen eines einzelnen Schleifenblocks erreichen, können Sie Ihr Projekt auch frei von unnötigen zusätzlichen Blöcken halten. Auch Menschen können Fehler machen, insbesondere wenn sie ein Verhalten immer wieder wiederholen. Bei jeder Wiederholung kann es sein, dass das Verhalten nicht mehr genau so ausgeführt wurde wie zuvor.
F: Welche Vorteile haben Roboter gegenüber Menschen bei der Wiederholung von Verhaltensweisen?
A: Menschen können die meisten Verhaltensweisen nur für eine bestimmte Zeit ausführen, während Roboter Verhaltensweisen so lange ausführen können, wie es erforderlich ist. Roboter können Dinge lange Zeit ununterbrochen tun; sie brauchen keine Pausen wie Menschen.
F: Wo werden Loops in unserem Alltagsleben verwendet?
A: Die Beispiele können unterschiedlich sein, alle sollten jedoch klar eine sich wiederholende Funktion aufweisen. Ein Beispiel könnte der Stundenplan sein. Jeden Tag wiederholen die Schüler das Verhalten, beim Klingeln von einer Klasse zur nächsten zu gehen, je nach Stundenplan des jeweiligen Tages.
Erweitern Sie Ihr Lernen
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Schleifen im Leben