Lehrer-Toolbox - Aktivitätsübersicht
Diese Erkundung vermittelt den Schülern die grundlegenden Programmierverhaltensweisen für Vorwärts-, Rückwärts- und Wartevorgänge. Diese Grundfertigkeiten werden ihnen dabei helfen, bei der nächsten Aktivität und bei der Strike Challenge am Ende dieses STEM-Labors erfolgreich zu sein, bei der sie mit dem Speedbot im Bowling antreten.
Mithilfe des Vorlagenprojekts V5 Speedbot (Antriebsstrang mit 2 Motoren, kein Gyro) können die Schüler den Speedbot mit nur einer Anweisung so programmieren, dass er sich vorwärts bewegt.
Der Speedbot ist fahrbereit!
Diese Erkundung gibt Ihnen die Werkzeuge, um Ihren Speedbot für einfache Bewegungen programmieren zu können. Am Ende dieser Aktivität nehmen Sie an der Basketball Drills Challenge teil und müssen dabei Vorwärts-, Rückwärts- und Warteverhalten anwenden.
Lehrer-Toolbox
Hier ist eine Übersicht über die Benutzeroberfläche von VEXcode V5. Diese Registerkarten/Schaltflächen werden den Schülern im Rahmen der Aktivitäten in diesem Momentum Alley STEM-Labor vorgestellt. Im gesamten STEM-Labor werden außerdem Links mit weiteren Informationen zu diesen Registerkarten/Schaltflächen bereitgestellt.
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VEXcode V5-Anweisungen, die bei dieser Untersuchung verwendet werden:
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Antriebsstrang.driveFor(1, Zoll);
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warte(1, Sekunden);
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Um weitere Informationen zur Anweisung zu erhalten, wählen Sie „Hilfe“ und anschließend das Fragezeichensymbol neben einem Befehl aus, um weitere Informationen anzuzeigen.
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Stellen Sie sicher, dass Sie über die erforderliche Hardware, Ihr technisches Notizbuch und VEXcode V5 verfügen und bereit sind.
Tipps für Lehrer
Wenn die Studierenden VEXcode V5 zum ersten Mal verwenden, können sie während der Erkundung jederzeit auf die Tutorials zurückgreifen.
Menge | Benötigte Materialien |
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1 |
Speedbot-Roboter |
1 |
Geladener Roboterakku |
1 |
VEXcode V5 |
1 |
USB-Kabel (bei Verwendung eines Computers) |
1 |
Technisches Notizbuch |
Tipps für Lehrer
Machen Sie den Schülern jeden Schritt zur Fehlerbehebung exemplarisch vor.
Schritt 1: Vorbereitung auf die Erkundung
Haben Sie alle diese Gegenstände bereit, bevor Sie mit der Aktivität beginnen? Überprüfen Sie jedes der folgenden Elemente:
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Sind die Motoren an die richtigen Portsangeschlossen?
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Sind die Smart Cables bei allen Motoren vollständig eingesteckt?
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Ist das Gehirn eingeschaltet?
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Ist der Akku geladen?
Schritt 2: Neues Projekt starten
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um das Projekt zu starten:
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Öffnen Sie das Menü „Datei“ und wählen Sie „Beispiele öffnen“.
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Wählen und öffnen Sie das Speedbot-Vorlagenprojekt (Antriebsstrang mit 2 Motoren, kein Gyro). Das Vorlageprojekt enthält die Motorkonfigurationdes Speedbots. Wenn die Vorlage nicht verwendet wird, führt Ihr Roboter das Projekt nicht korrekt aus.
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Da Sie daran arbeiten, den Speedbot vorwärts und rückwärts zu bewegen, nennen Sie Ihr Projekt Fahrt. Wählen Sie den Projektnamen, geben Sie „Laufwerk“ ein und wählen Sie dann „Speichern“.
Tipps für Lehrer
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Projektnamen können zwischen oder nach den Wörtern Leerzeichen enthalten.
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Sie können die Schüler bitten, ihre Initialen oder den Namen ihrer Gruppe zum Projektnamen hinzuzufügen. Dies trägt zur Differenzierung der Projekte bei, wenn Sie die Studierenden auffordern, diese einzureichen.
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Da dies die erste Programmieraktivität ist, die Ihre Schüler ausprobieren, sollten Sie die Schritte vorführen und die Schüler dann bitten, dieselben Aktionen auszuführen. Der Lehrer sollte die Schüler dann überwachen, um sicherzustellen, dass sie die Schritte richtig ausführen.
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Stellen Sie sicher, dass die Studierenden im Menü „Datei“ die Option „Beispiele öffnen“ ausgewählt haben.
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Stellen Sie sicher, dass die Schüler das Vorlagenprojekt „Speedbot (Antriebsstrang mit 2 Motoren, kein Gyro)“ ausgewählt haben.
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Sie können die Studierenden darauf hinweisen, dass auf der Seite „Beispiele“ mehrere Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung stehen. Wenn sie andere Roboter bauen und verwenden, haben sie die Möglichkeit, unterschiedliche Vorlagen zu verwenden.
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Überprüfen Sie, ob der Projektname Laufwerk jetzt im Fenster in der Mitte der Symbolleiste angezeigt wird.
Lehrer-Toolbox - Projekte speichern
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Weisen Sie darauf hin, dass das Fenster beim ersten Öffnen von VEXcode V5 die Bezeichnung „VEXcode-Projekt“ trug. „VEXcode-Projekt“ ist der Standardprojektname beim ersten Öffnen von VEXcode V5. Nachdem das Projekt in Drive umbenannt und gespeichert wurde, wurde die Anzeige aktualisiert und zeigt den neuen Projektnamen an. Über dieses Fenster in der Symbolleiste lässt sich leicht überprüfen, ob die Studierenden das richtige Projekt verwenden.
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Sagen Sie den Schülern, dass sie nun bereit sind, mit ihrem ersten Projekt zu beginnen. Erklären Sie den Schülern, dass sie mit nur wenigen einfachen Schritten ein Projekt erstellen und ausführen können, das den Speedbot voranbringt.
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Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Die C++ Abschnitte aus der VEX-Bibliothek erläutern Speicherpraktiken in VEXcode V5.
Lehrer-Toolbox - Stoppen und diskutieren
Dies ist ein guter Punkt, um eine Pause einzulegen und die Schüler einzeln oder in Gruppen die gerade abgeschlossenen Schritte zum Starten eines neuen Projekts in VEXcode V5 wiederholen zu lassen. Bitten Sie die Schüler, einzeln nachzudenken, bevor sie ihre Erkenntnisse in ihrer Gruppe oder der gesamten Klasse teilen.
Schritt 3: Vorwärts fahren
Jetzt können Sie mit der Programmierung des Roboters für die Vorwärtsfahrt beginnen!
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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 in diesem Artikel.
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Fügen Sie dem Projekt die Anweisung hinzu:
Tipps für Lehrer
Möglicherweise bemerken Sie eine Autovervollständigungsfunktion, 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/Return) auf Ihrer Tastatur, um die Auswahl zu treffen. Weitere Informationen zu dieser Funktion finden Sie im Artikel C++.
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Wählen Sie das Slot-Symbol, um einen der acht verfügbaren Slots im Robotergehirn auszuwählen, und wählen Sie Slot 1.
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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.
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Wählen Sie Download , um das Projekt auf das Brain herunterzuladen.
Lehrer-Toolbox
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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 passieren, dass er am Verbindungskabel zieht.
Lehrer-Toolbox - Stoppen und diskutieren
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 die Zeit es erlaubt, bitten Sie jede Gruppe, ihre Vorhersage mitzuteilen.
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Überprüfen Sie auf dem Bildschirm des Robotergehirns, ob Ihr Projekt heruntergeladen wurde. Der Projektname Laufwerk sollte im Steckplatz 1 aufgeführt sein.
Lehrer-Toolbox - Modell zuerst
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Führen Sie das Projekt vor der Klasse vor, bevor alle Schüler es gleichzeitig versuchen. Versammeln Sie die Schüler an einem Ort und lassen Sie genügend Bewegungsfreiheit für den Speedbot, wenn er auf dem Boden steht.
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Sagen Sie den Schülern, dass sie nun an der Reihe sind, ihr Projekt durchzuführen. Stellen Sie sicher, dass die Wege frei sind und dass sich keine Speedbots gegenseitig anrempeln.
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Führen Sie (C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und drücken Sie dann die Schaltfläche Ausführen 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 nun so, dass er rückwärts fährt.
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Ändern Sie den Parameter in der Antriebsanweisung, um -100 anzuzeigen.
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Wählen Sie den Projektnamen aus, um ihn von Antrieb in Rückwärtszu ändern.
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Wählen Sie das Slot-Symbol aus, um einen neuen Slot auszuwählen. Wählen Sie Steckplatz 2.
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Laden Sie das Projekt herunter (in C++) .
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Überprüfen Sie, ob Ihr Projekt heruntergeladen wurde (in C++) indem Sie auf den Bildschirm des Robot Brain schauen. Der Projektname Reverse sollte im Slot 2 aufgeführt sein.
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Führen Sie (in C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und drücken Sie dann die Schaltfläche Ausführen auf dem Robot Brain.
Lehrer-Toolbox - Abschließen von Schritt 4
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Um den Befehl driveFor von vorwärts in rückwärtszu ändern, ändern Sie einfach den ersten Parameter auf -100. Dadurch bewegen sich die Motoren im Antriebsstrang in die entgegengesetzte Richtung.
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Die Anzahl der mm kann geändert werden, für dieses Beispiel belassen wir sie jedoch bei 100 mm, wie im vorherigen Schritt festgelegt.
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Erinnern Sie sie daran, das USB-Kabel vom Robot Brain zu trennen, bevor Sie das Projekt ausführen.
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Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Die VEX-Bibliothek enthält Abschnitte für C++ , in denen die Speicherpraktiken in VEXcode V5 erläutert werden.
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, sodass der Roboter eine bestimmte Zeit wartet, bevor er rückwärts fährt.
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Fügen Sie wie gezeigt eine Warteanweisung hinzu. Dadurch wird der Roboter angewiesen, drei Sekunden zu warten, bevor er rückwärts fährt.
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Wählen Sie den Projektnamen aus, um ihn von „Reverse“ in „WaitReverse“ zu ändern.
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Wählen Sie das Slot-Symbol aus, um einen neuen Slot auszuwählen. Wählen Sie Steckplatz 3.
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Laden Sie das Projekt herunter (in C++) .
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Überprüfen Sie, ob Ihr Projekt heruntergeladen wurde (in C++) indem Sie auf den Bildschirm des Robot Brain schauen. Der Projektname „WaitReverse“ sollte in Slot 3 aufgeführt sein.
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Führen Sie (in C++) das Projekt auf dem Roboter aus, indem Sie sicherstellen, dass das Projekt ausgewählt ist, und drücken Sie dann die Schaltfläche Ausführen .
Lehrer-Toolbox - Schritt 5 abschließen
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Die Verwendung eines Wartebefehls beendet das Projekt nicht, sondern hält lediglich die Roboterbewegung an.
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Wenn die Schüler einen Computer verwenden, erinnern Sie sie daran, das USB-Kabel von Robot Brain zu trennen, bevor sie das Projekt ausführen.
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Erinnern Sie die Schüler daran, ihre Projekte während der Arbeit zu speichern. Die VEX-Bibliothek enthält Abschnitte für C++ , in denen die Speicherpraktiken in VEXcode V5 erläutert werden.
Schritt 6: Schließen Sie die Basketball-Übungs-Challenge ab!
Layout der Basketball-Übungs-Challenge
Bei der Basketball Drills Challenge muss der Roboter in der Lage sein, eine Reihe von Linien mit unterschiedlichen Abständen zu bewältigen. Der Roboter fährt vorwärts bis zur ersten Linie, die 10 cm von der Startposition entfernt ist, wartet 1 Sekunde und fährt dann rückwärts zurück zu derselben Linie. Anschließend wiederholt der Roboter die Aktion, indem er 20 cm vorwärts zur zweiten Linie fährt, 1 Sekunde wartet und dann rückwärts zur ursprünglichen Startlinie fährt. Der Roboter fährt mit einem Abstand von 40 cm vorwärts bis zur dritten Linie, wartet 1 Sekunde und kehrt dann schließlich zur Startlinie zurück, um die Herausforderung zu beenden.
Planen Sie vor der Programmierung des Roboters dessen Pfad und Verhalten in Ihrem technischen Notizbuch.
Nach Abschluss der Basketball-Herausforderung können Sie Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen mit zusätzlichem Roboterverhalten kombinieren, um noch anspruchsvollere Herausforderungen zu meistern.
Bedenken Sie beim Programmieren, dass 1 cm = 10 mm ist.
Lehrer-Toolbox - Stoppen und diskutieren
Bitten Sie die Schüler, ihre Lösungen paarweise vorzustellen und sie anschließend in der gesamten Klasse zu besprechen. Erleichtern Sie die Diskussion, indem Sie fragen:
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Gab es beim Programmieren dieser Herausforderung irgendwelche Schwierigkeiten?
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Hat sich Ihr Roboter so verhalten, wie Sie es aufgrund Ihres Projekts erwartet haben? Warum oder warum nicht?
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Wenn Sie die Herausforderung noch einmal annehmen könnten, würden Sie etwas anders machen?
Lehrer-Toolbox - Lösung