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Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox – Aktivitätsübersicht

Diese Erkundung führt die Schüler in die grundlegenden Verhaltensweisen der Vorwärts-, Rückwärts- und Warteprogrammierung ein. Diese Grundkenntnisse werden ihnen helfen, die Automed Challenge am Ende dieses MINT-Labors erfolgreich zu bestehen, bei der sie mit dem Speedbot durch eine Krankenhausetage navigieren.

Durch die Verwendung des V5-Speedbot-Vorlagenprojekts (Antriebsstrang mit 2 Motoren, ohne Gyro) können die Schüler den Speedbot so programmieren, dass er sich mit nur einer Anweisung vorwärts bewegt.

Der Speedbot ist fahrbereit!

Diese Erkundung vermittelt Ihnen die Werkzeuge, mit denen Sie Ihren Speedbot für einfache Bewegungen programmieren können. Am Ende dieser Aktivität nehmen Sie an der Basketball-Übungs-Herausforderung teil, bei der Sie Vorwärts-, Rückwärts- und Warteverhalten anwenden.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox

Hier finden Sie eine Übersicht über die Benutzeroberfläche von VEXcode V5. Den Schülern werden diese Registerkarten/Schaltflächen während der Aktivitäten in diesem Medbot STEM Lab vorgestellt. Im gesamten STEM Lab werden außerdem Links bereitgestellt, die weitere Informationen zu diesen Registerkarten/Schaltflächen bereitstellen.

V5-Schnittstelle

  • VEXcode V5-Anweisungen, die in dieser Untersuchung verwendet werden:

    • Drivetrain.driveFor(forward, 200, mm);

    • warte(1, Sekunden);

  • Um weitere Informationen zu der Anweisung zu erhalten, wählen Sie „Hilfe“ und dann das Fragezeichensymbol neben einem Befehl aus, um weitere Informationen anzuzeigen.

    Bild der Hilfe in VEXcode V5, geöffnet in einem C++-Projektfenster

     

  • Stellen Sie sicher, dass Sie die erforderliche Hardware, Ihr Engineering-Notebook und VEXcode V5 heruntergeladen und bereit haben.

Symbol „Tipps für Lehrer“. Tipps für Lehrer

Wenn der Schüler VEXcode V5 zum ersten Mal verwendet, kann er während dieser Erkundung jederzeit auf die Tutorials zurückgreifen. Die Tutorials befinden sich in der Symbolleiste.

2020-11-30_14-15-09.jpg

Benötigte Materialien:
Menge Benötigte Materialien
1

Speedbot-Roboter

1

Geladener Roboterakku

1

VEXcode V5

1

USB-Kabel (bei Verwendung eines Computers)

1

Technisches Notizbuch

Symbol „Tipps für Lehrer“. Tipps für Lehrer

Modellieren Sie jeden Schritt zur Fehlerbehebung für die Schüler.

Schritt 1:  Vorbereitung auf die Erkundung

Halten Sie alle diese Gegenstände bereit, bevor Sie mit der Aktivität beginnen? Überprüfen Sie Folgendes:

Schritt 2:  Starten Sie ein neues Projekt

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um mit dem Projekt zu beginnen:

  • Öffnen Sie das Menü „Datei“ und wählen Sie „Beispiele öffnen“.

    Bild des in VEXcode V5 geöffneten Dateimenüs mit hervorgehobener Option „Beispiele öffnen“.

     

  • Wählen Sie das Vorlagenprojekt Speedbot (Drivetrain 2-motor, No Gyro) aus und öffnen Sie es. Das Vorlagenprojekt enthält die Motorkonfiguration des Speedbot. Wenn die Vorlage nicht verwendet wird, führt Ihr Roboter das Projekt nicht korrekt aus.

    Bild der Speedbot-Vorlage im Menü „Beispielprojekte“.

     

  • Da Sie daran arbeiten, den Speedbot vorwärts und rückwärts zu bewegen, benennen Sie Ihr Projekt Drive.  Klicken Sie auf den Projektnamen, geben Sie Laufwerk ein und wählen Sie aus Speichern.

 

Bild des Dialogfelds „Projektname“ und der Schaltfläche „Speichern“.

 

 

Symbol „Tipps für Lehrer“. Tipps für Lehrer

  • Projektnamen können zwischen oder nach den Wörtern Leerzeichen enthalten.

    V5 umbenennen

  • Sie können die Schüler bitten, ihre Initialen oder den Namen ihrer Gruppe zum Projektnamen hinzuzufügen. Dies hilft, die Projekte zu differenzieren, wenn Sie die Studierenden bitten, sie einzureichen.

  • Da es sich dabei um die erste Aktivität mit Programmierung handelt, die Ihre Schüler möglicherweise ausprobieren, sollten Sie die Schritte modellieren und die Schüler dann bitten, dieselben Aktionen auszuführen. Der Lehrer sollte dann die Schüler überwachen, um sicherzustellen, dass sie die Schritte korrekt befolgen.

  • Stellen Sie sicher, dass die Schüler im Menü „Datei“ die Option „Beispiele öffnen“ ausgewählt haben.

  • Stellen Sie sicher, dass die Schüler das Vorlagenprojekt Speedbot (Drivetrain 2-motor, No Gyro) ausgewählt haben.

  • Sie können die Studierenden darauf hinweisen, dass auf der Beispielseite mehrere Auswahlmöglichkeiten zur Auswahl stehen. Wenn sie andere Roboter bauen und verwenden, haben sie die Möglichkeit, unterschiedliche Vorlagen zu verwenden.

  • Stellen Sie sicher, dass der Projektname Drive jetzt im Fenster in der Mitte der Symbolleiste angezeigt wird.

 

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Projekte speichern

  • Weisen Sie darauf hin, dass das Fenster beim ersten Öffnen von VEXcode V5 die Bezeichnung „VEXcode-Projekt“ trug. VEXcode-Projekt ist der Standardprojektname, wenn VEXcode V5 zum ersten Mal geöffnet wird. Nachdem das Projekt in Drive umbenannt und gespeichert wurde, wurde die Anzeige aktualisiert und zeigt nun den neuen Projektnamen an. Mithilfe dieses Fensters in der Symbolleiste können Sie leicht überprüfen, ob die Schüler das richtige Projekt verwenden.

  • Sagen Sie den Schülern, dass sie nun bereit sind, mit ihrem ersten Projekt zu beginnen. Erklären Sie den Schülern, dass sie durch die Befolgung einiger einfacher Schritte in der Lage sein werden, ein Projekt zu erstellen und auszuführen, das den Speedbot voranbringt.

  • Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Im Abschnitt C++ der VEX-Bibliothek werden die Speicherpraktiken in VEXcode V5 erläutert.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Halten Sie inne und diskutieren Sie

Dies ist ein guter Zeitpunkt, um innezuhalten und die Schüler einzeln oder in Gruppen die gerade abgeschlossenen Schritte beim Starten eines neuen Projekts in VEXcode V5 noch einmal durchgehen zu lassen. Bitten Sie die Schüler, einzeln darüber nachzudenken, bevor sie es innerhalb ihrer Gruppe oder der gesamten Klasse teilen.

Schritt 3:  Fahren Sie vorwärts

Jetzt können Sie mit der Programmierung des Roboters zum Vorwärtsfahren beginnen!

  • Bevor wir mit dem Programmieren beginnen, müssen wir verstehen, was eine Anweisung ist. Eine Anweisung besteht aus drei Teilen. Weitere Informationen darüber, was eine Anweisung ist, finden Sie im Artikel „Syntaxregeln und Richtlinien – VEXcode V5.

  • Fügen Sie die Anweisung zum Projekt hinzu:

Symbol „Tipps für Lehrer“. Tipps für Lehrer

Möglicherweise bemerken Sie eine Funktion zur automatischen Vervollständigung, wenn Sie mit der Eingabe der Anweisung beginnen. Wählen Sie mit den Tasten „Auf“ und „Ab“ den gewünschten Namen aus und drücken Sie dann die Tabulatortaste oder (Eingabe/Eingabetaste) auf Ihrer Tastatur, um die Auswahl zu treffen. Weitere Informationen zu dieser Funktion finden Sie im Artikel C++.

  • Wählen Sie das Slot-Symbol aus, um einen der acht verfügbaren Slots auf dem Robot Brain auszuwählen, und wählen Sie dann Slot 1 aus.

     

  • Verbinden Sie das V5 Robot Brain über ein Micro-USB-Kabel mit dem Computer und schalten Sie das V5 Robot Brain ein. Das Brain-Symbol in der Symbolleiste wird grün sobald eine erfolgreiche Verbindung hergestellt wurde.

    Das Bild des Gehirnsymbols wird in der Symbolleiste grün

     

  • Wählen Sie Herunterladen um das Projekt in das Brain herunterzuladen.

    Bild des Download-Buttons in der Symbolleiste von VEXcode V5

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox

  • Erinnern Sie die Schüler daran, das USB-Kabel vom Robot Brain zu trennen. Wenn der Roboter während der Ausführung eines Projekts an einen Computer angeschlossen ist, kann es dazu führen, dass der Roboter am Verbindungskabel zieht.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Halten Sie inne und diskutieren Sie

Bitten Sie die Schüler, vorherzusagen, was ihrer Meinung nach passieren wird, wenn dieses Projekt heruntergeladen und auf dem Speedbot ausgeführt wird. Bitten Sie die Schüler, ihre Vorhersagen in ihren technischen Notizbüchern festzuhalten. Wenn es die Zeit erlaubt, bitten Sie jede Gruppe, ihre Vorhersage mitzuteilen

  • Stellen Sie sicher, dass Ihr Projekt heruntergeladen wurde (C++) indem Sie auf den Bildschirm des Robotergehirns schauen. Der Projektname Drive sollte in Slot 1 aufgeführt sein.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox – Model First

  • Führen Sie das Projekt vor der Klasse vor, bevor alle Schüler es gleichzeitig versuchen. Versammeln Sie die Schüler in einem Bereich und lassen Sie genügend Platz, damit sich der Speedbot bewegen kann, wenn er auf den Boden gestellt wird.

  • Sagen Sie den Schülern, dass sie nun an der Reihe sind, ihr Projekt durchzuführen. Stellen Sie sicher, dass sie einen freien Weg haben und dass keine Speedbots aufeinander stoßen.

  • Führen Sie (C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und drücken Sie dann die Ausführen Taste auf dem Robot Brain. Herzlichen Glückwunsch zur Erstellung Ihres ersten Projekts!

Schritt 4:  Rückwärtsfahren

Nachdem Sie Ihren Roboter nun so programmiert haben, dass er vorwärts fährt, programmieren wir ihn jetzt so, dass er rückwärts fährt.

  • Ändern Sie den Parameter in der Antriebsanweisung so, dass er -100 anzeigt.

  • Wählen Sie den Projektnamen aus, um ihn von Drive in Reverse zu ändern.

     

  • Wählen Sie das Slot-Symbol aus, um einen neuen Slot auszuwählen. Wählen Sie Steckplatz 2 aus.

     

  • Laden Sie (C++) das Projekt herunter.

    Bild des Download-Buttons in der Symbolleiste von VEXcode V5

  • Stellen Sie sicher, dass Ihr Projekt heruntergeladen wurde (C++) indem Sie auf den Bildschirm des Robotergehirns schauen. Der Projektname Reverse sollte in Slot 2 aufgeführt sein.

  • Führen Sie (C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und drücken Sie dann die Ausführen Taste auf dem Robot Brain.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Abschluss von Schritt 4

  • So ändern Sie das Laufwerk Für Befehl von vorwärts bis umkehren, ändern Sie einfach den ersten Parameter in -100. Dadurch bewegen sich die Motoren im Antriebsstrang in die entgegengesetzte Richtung.

  • Die Anzahl der mm kann geändert werden, aber für dieses Beispiel belassen wir sie bei 100 mm, wie im vorherigen Schritt festgelegt.

  • Erinnern Sie sie daran, das USB-Kabel vom Robot Brain zu trennen, bevor Sie das Projekt ausführen.

  • Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Im Abschnitt C++ der VEX-Bibliothek werden die Speicherpraktiken in VEXcode V5 erläutert.

Schritt 5:  Warten Sie und fahren Sie dann rückwärts

Nachdem wir den Roboter nun so programmiert haben, dass er vorwärts und dann rückwärts fährt, können wir nun eine Warteanweisung hinzufügen, damit der Roboter eine bestimmte Zeit wartet, bevor er rückwärts fährt.

  • Fügen Sie wie gezeigt eine Warteanweisung hinzu. Dadurch wird der Roboter angewiesen, drei Sekunden zu warten, bevor er rückwärts fährt.

  • Wählen Sie den Projektnamen aus, um ihn von Reverse in WaitReverse zu ändern.

     

  • Wählen Sie das Slot-Symbol aus, um einen neuen Slot auszuwählen. Wählen Sie Steckplatz 3 aus.

  • Laden Sie (C++) das Projekt herunter.

    Bild des Download-Buttons in der Symbolleiste von VEXcode V5

  • Stellen Sie sicher, dass Ihr Projekt heruntergeladen wurde (C++) indem Sie auf den Bildschirm des Robotergehirns schauen. Der Projektname WaitReverse sollte in Slot 3 aufgeführt sein.

  • Führen Sie (C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Ausführen.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Abschluss von Schritt 5

  • Durch die Verwendung eines Wartebefehls wird das Projekt nicht beendet, sondern nur die Roboterbewegung angehalten.

  • Wenn die Schüler einen Computer verwenden, erinnern Sie sie daran, das USB-Kabel von Robot Brain zu trennen, bevor Sie das Projekt ausführen.

  • Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Im Abschnitt C++ der VEX-Bibliothek werden die Speicherpraktiken in VEXcode V5 erläutert.

Schritt 6:  Schließe die Basketball-Drills-Challenge ab!

Layout der Basketball Drills Challenge

Bei der Basketball Drills Challenge muss der Roboter in der Lage sein, eine Reihe von Linien in unterschiedlichen Abständen zu bewältigen. Der Roboter fährt vorwärts zur ersten Linie, die 10 cm von der Startposition entfernt ist, wartet 1 Sekunde und fährt dann rückwärts zurück, um zu derselben Linie zurückzukehren. Anschließend wiederholt der Roboter die Aktion, indem er 20 cm vorwärts bis zur zweiten Linie fährt, 1 Sekunde wartet und dann rückwärts zur ursprünglichen Startlinie fährt. Der Roboter fährt mit einem Abstand von 40 cm vorwärts zur dritten Linie, wartet 1 Sekunde und kehrt dann schließlich zur Startlinie zurück, um die Herausforderung zu beenden.

Bevor Sie den Roboter programmieren, planen Sie den Weg und das Verhalten des Roboters in Ihrem technischen Notizbuch.

Nach Abschluss der Basketball-Herausforderung können Sie Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen mit zusätzlichen Roboterverhalten kombinieren, um noch anspruchsvollere Herausforderungen zu meistern.
Beachten Sie bei der Programmierung, dass 1 cm = 10 mm.

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox – Lösung

Sehen Sie sich unten eine Beispiellösung an:

Symbol für die Lehrer-Toolbox Lehrer-Toolbox - Halten Sie inne und diskutieren Sie

Bitten Sie die Schüler, ihre Lösungen zu zweit vorzutragen, bevor sie sie mit der ganzen Klasse besprechen. Fördern Sie die Diskussion, indem Sie Folgendes fragen:

  • Hatten Sie beim Programmieren dieser Herausforderung irgendwelche Schwierigkeiten?

  • Hat sich Ihr Roboter so verhalten, wie Sie es aufgrund Ihres Projekts erwartet haben? Warum oder warum nicht?

  • Wenn Sie die Herausforderung noch einmal bewältigen könnten, hätten Sie dann etwas anders gemacht?