Φόντο

Η ενότητα "Αφής Κώδικας" θα εξοικειώσει εσάς και τους μαθητές σας με βασικές έννοιες κωδικοποίησης χρησιμοποιώντας τα κουμπιά αφής στο ρομπότ 123. Οι μαθητές θα μάθουν ορολογία που σχετίζεται με τις συμπεριφορές των ρομπότ, συμπεριλαμβανομένης της αποσύνθεσης και της αλληλούχισης, και θα χρησιμοποιούν αυτήν τη γλώσσα καθώς συμμετέχουν σε καθοδηγούμενες εξερευνήσεις, διερευνούν τα βασικά του προγραμματισμού και λύνουν προβλήματα χρησιμοποιώντας το ρομπότ 123.

Τι είναι ένα ρομπότ;

Ένα ρομπότ είναι μια συσκευή που μπορεί να εκτελέσει μια ενέργεια αφού προγραμματιστεί για να το κάνει. Στην Επιστήμη των Υπολογιστών, ένα ρομπότ ορίζεται ως μια συσκευή που μπορεί να αισθάνεται, να σκέφτεται και να ενεργεί. Αυτό αναφέρεται συνήθως ως ο βρόχος αποφάσεων Αίσθηση → Σκέψη → Δράση.
 

Ένα 123 Ρομπότ χρησιμοποιεί αισθητήρες για να συλλέγει δεδομένα από το περιβάλλον του (Αίσθηση), να λαμβάνει αποφάσεις με βάση αυτές τις πληροφορίες (Σκέψη) και να μετατρέπει αυτές τις πληροφορίες σε οδηγίες για συμπεριφορές (Πράξη). Μια συσκευή, όπως ένα τηλέφωνο, δεν είναι ρομπότ επειδή δεν είναι σε θέση να ενεργήσει στο περιβάλλον της ή μέσα σε αυτό. Αυτή η ικανότητα δράσης είναι ένα βασικό καθοριστικό χαρακτηριστικό του τι καθιστά κάτι ρομπότ, σε αντίθεση με κάποιο άλλο είδος συσκευής.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί για τους μαθητές ότι ένα ρομπότ δεν μπορεί να σκεφτεί μόνο του, μπορεί να κάνει μόνο αυτό που είναι προγραμματισμένο να κάνει. Ένα ρομπότ απαιτεί προγραμματισμό ή κωδικοποίηση για να μπορεί να ενεργεί στο περιβάλλον του.

Τι είναι το VEX 123;

Το VEX 123 επιτρέπει στα παιδιά να εξερευνήσουν έννοιες της Επιστήμης των Υπολογιστών και σε εσάς, τον δάσκαλο, να ενσωματώσετε πράγματα όπως η χωρική συλλογιστική, ο προγραμματισμός και η αποσύνθεση σε ένα ευρύ φάσμα τομέων περιεχομένου. Το VEX 123 προσφέρει την ευκαιρία σε μαθητές και εκπαιδευτικούς να αλληλεπιδρούν και να μοιράζονται κώδικα εύκολα και απτά, καθ' όλη τη διάρκεια των δραστηριοτήτων ενός Εργαστηρίου. Υπάρχουν αρκετές Ενότητες και Εργαστήρια που έχουν γραφτεί για να σας δώσουν ιδέες για τρόπους χρήσης του VEX 123 στην τάξη σας, και όλα αυτά θα περιλαμβάνουν τη χρήση του ρομπότ 123 σας με πρακτικό τρόπο. 

Οι Πόροι για Εκπαιδευτικούς έχουν σχεδιαστεί για να σας παρέχουν τη δομή και την υποστήριξη που είναι απαραίτητες για την ενσωμάτωση του VEX 123 στο μαθησιακό σας περιβάλλον. Αυτοί οι πόροι θα βοηθήσουν τους αρχάριους εκπαιδευτικούς να φέρουν την τεχνολογία και την καινοτομία στα σχολεία τους και τους έμπειρους εκπαιδευτικούς να δημιουργήσουν τις τάξεις του μέλλοντος. Οι πόροι που βρίσκονται στη σελίδα 123 Teacher Resources περιλαμβάνουν:

• Ένας Οδηγός Ξεκινήματος για την ενσωμάτωση του VEX 123 στη μάθησή σας STEM.
• Ένας Οδηγός Εφαρμογής για να σας βοηθήσει να ξεκινήσετε διδασκαλία Εργαστηρίων STEM.
• Ένα Έγγραφο με Αξία Δασκάλου που εξηγεί την παιδαγωγική μέθοδο πίσω από τη δημιουργία Εργαστηρίων STEM.
• Οδηγός Αθροιστικού Ρυθμού για να σας βοηθήσει να ευθυγραμμίσετε και να σχεδιάσετε ποια Εργαστήρια STEM θα διδάξετε.
• Μια λίστα με Πρότυπα Περιεχομένου όπου διατίθενται γραφήματα ειδικά για κάθε χώρα που δείχνουν την ευθυγράμμιση των προτύπων με τα Εργαστήρια STEM VEX 123.
• Μια λίστα με τα κύρια υλικά για το εργαστήριο STEM με όλα όσα χρειάζεστε για να εφαρμόσετε τα εργαστήρια STEM στο σχολείο ή την τάξη σας.

Τι είναι μια γλώσσα προγραμματισμού;

Μια γλώσσα προγραμματισμού είναι ο τρόπος επικοινωνίας μεταξύ ενός υπολογιστή και ενός προγραμματιστή. Οι γλώσσες προγραμματισμού ακολουθούν οδηγίες βήμα προς βήμα που κατανοεί ένας υπολογιστής προκειμένου να λειτουργήσουν τα προγράμματά του. Τα παιδιά βιώνουν τις γλώσσες προγραμματισμού στην πρώιμη φάση της κωδικοποίησης δημιουργώντας απλές εντολές χρησιμοποιώντας κατευθυντική γλώσσα. Η δημιουργία αυτών των εντολών απαιτεί από τους μαθητές να συνδυάσουν δεξιότητες επικοινωνίας, σκέψης και επίλυσης προβλημάτων. 

Το ρομπότ 123 χρησιμοποιεί κουμπιά αφής ως εντολές. Οι συνδυασμοί πατήματος κουμπιών κοινοποιούν στο ρομπότ ποιες ενέργειες ή συμπεριφορές πρέπει να εκτελέσει. Σε αυτήν την Ενότητα, οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τα κουμπιά στο πάνω μέρος του ρομπότ 123 για να προγραμματίσουν το ρομπότ ώστε να ολοκληρώνει προκλήσεις. Ο παρακάτω πίνακας σας δείχνει τη συμπεριφορά που εκτελείται με κάθε ένα από τα κουμπιά αφής στο ρομπότ 123.

Κουμπί	Ονομα	Συμπεριφορά
	Αρχή	Ξεκινά το έργο όταν πατηθεί.
	Κίνηση	Το ρομπότ 123 θα κινηθεί προς τα εμπρός για 1 μήκος ρομπότ ή 1 τετράγωνο στο Πεδίο 123.
	Δικαίωμα	123 Το ρομπότ θα περιστραφεί στη θέση του κατά 90 μοίρες προς τα δεξιά.
	Αριστερά	123 Το ρομπότ θα περιστραφεί στη θέση του 90 μοίρες προς τα αριστερά.
	Ήχος	123 Το ρομπότ θα παίξει έναν ήχο κορναρίσματος.

Τι είναι η αποσύνθεση;

Η αποσύνθεση περιλαμβάνει την ανάλυση ενός σύνθετου προβλήματος σε συμπεριφορές που είναι πιο διαχειρίσιμες και πιο εύκολα κατανοητές. Η ανάλυση του προβλήματος σε μικρότερα μέρη σημαίνει ότι κάθε μέρος μπορεί να εξεταστεί λεπτομερέστερα και να λυθεί με μεγαλύτερη ευκολία. Για παράδειγμα, αν ένας μαθητής θέλει το ρομπότ του να κινείται σε τετράγωνο, θα πρέπει να το χωρίσει σε μικρότερες εντολές. Η βελτίωση της διαδικασίας ανάλυσης είναι σημαντική για να εξασκηθούν οι μαθητές, καθώς μπορεί να μην αναλύσουν τις εντολές σε μικρότερα στοιχεία στην αρχή.

Πώς χρησιμοποιείται η αλληλούχιση σε αυτήν την Ενότητα;

Η ακολουθία είναι η σειρά με την οποία εκτελούνται οι εντολές σε ένα έργο. Οι εντολές κουμπιών αφής εκτελούνται ξεκινώντας από το πρώτο πάτημα κουμπιού και εκτελούνται με τη σειρά που πατιούνται τα κουμπιά. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει μια ακολουθία πατημάτων κουμπιών για να κωδικοποιηθεί το ρομπότ 123 ώστε να κινείται σε ένα τετράγωνο. Η ακολουθία των πατημάτων των κουμπιών είναι από αριστερά προς τα δεξιά. Εάν οι μαθητές δεν έχουν πατήσει τα κουμπιά με τη σωστή σειρά, τότε το 123 Ρομπότ δεν θα κινηθεί όπως προβλέπεται.

1	2	3	4	5	6	7	8

Οι μαθητές θα πρέπει να κατανοήσουν ότι υπάρχει μια αντιστοιχία 1:1 μεταξύ του πατήματος ενός κουμπιού και της δράσης του ρομπότ, προκειμένου να σχεδιάσουν τα έργα τους. Για κάθε πάτημα ενός κουμπιού στο πάνω μέρος του ρομπότ 123, το ρομπότ θα κινείται ή θα περιστρέφει μία μονάδα ή θα αναπαράγει έναν ήχο μία φορά. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο χρήσης των κουμπιών αφής στο ρομπότ 123, ανατρέξτε στο άρθρο Κωδικοποίηση με τα κουμπιά αφής στο ρομπότ 123 της βιβλιοθήκης VEX.

Για να πούμε σε ένα ρομπότ ακριβώς και με ακρίβεια πώς να κινηθεί, απαιτούνται τόσο η αποσύνθεση όσο και η αλληλούχιση. Καταρχάς, το πρόβλημα, όπως το πώς να μεταβούμε στα γράμματα μιας λέξης, θα αναλυθεί σε μικρότερα βήματα και συμπεριφορές. Στη συνέχεια, μόλις εντοπιστούν αυτές οι συμπεριφορές, πρέπει να οργανωθούν στη σωστή σειρά. Αυτό είναι σημαντικό επειδή το Ρομπότ 123 θα κινείται μόνο σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνονται με τα κουμπιά αφής. Στην ακόλουθη κινούμενη εικόνα, μπορείτε να δείτε ότι το Ρομπότ 123 είναι κωδικοποιημένο με πατήματα κουμπιών που οδηγούν το ρομπότ στο πρώτο γράμμα, το κάνουν να περιστραφεί και, στη συνέχεια, το οδηγούν πάνω από τα γράμματα της λέξης «CAT».

Βήματα για τον σχεδιασμό και την αλληλουχία ενός έργου

Ο σχεδιασμός ενός έργου απαιτεί από τους μαθητές να προσδιορίσουν τον στόχο του και στη συνέχεια να αναλύσουν τα βήματα που είναι απαραίτητα για την επίτευξη αυτού του στόχου σε διακριτά βήματα που μπορούν να εκτελεστούν από το 123 Robot. Μόλις αναλύσουν τα βήματα σε συμπεριφορές αφής, θα ακολουθήσουν τα πατήματα κουμπιών για να κατασκευάσουν το έργο τους. Στη συνέχεια, μπορούν να δοκιμάσουν το έργο στο Πεδίο 123 για να βεβαιωθούν ότι επιτυγχάνει τον στόχο.

• Αρχικά, προσδιορίστε τον στόχο - τι πρέπει να γίνει; Για παράδειγμα, βάλτε το ρομπότ 123 να κινηθεί πάνω από κάθε γράμμα της λέξης CAT.  

• Στη συνέχεια, αναλύστε τα βήματα που απαιτούνται για την επίτευξη του στόχου και προσδιορίστε τα κουμπιά που απαιτούνται για την ολοκλήρωση αυτών των βημάτων. Εδώ θα πρέπει πρώτα να οδηγήσετε προς τα εμπρός για ένα τετράγωνο μέχρι το γράμμα "C". Στη συνέχεια, στρίψτε δεξιά και προχωρήστε ένα τετράγωνο προς τα εμπρός για να φτάσετε στο γράμμα «Α». Και τέλος, προχωρήστε ένα ακόμη τετράγωνο προς το γράμμα «Τ». Αυτό μπορεί να επιτευχθεί πατώντας τα κουμπιά «Μετακίνηση» και «Στρίψτε δεξιά».

• Στη συνέχεια, σχεδιάστε την ακολουθία του έργου. Ποια είναι η σειρά με την οποία πατάμε τα κουμπιά για να πετύχουμε τον στόχο;

1	2	3	4

• Επιλέξτε «Έναρξη» για να δοκιμάσετε το έργο και να δείτε εάν το ρομπότ 123 επιτυγχάνει τον στόχο που προσδιορίστηκε στο πρώτο βήμα.